بخشی از مقاله
چکیده
مجموعه کانسارهای سنگ آهن سنگان خواف که در شمال پهنه لوت قرار گرفتهاند از جمله با اهمیتترین منابع تولید کننده نیازهای اولیه فلزی کشور هستند. فعالیتهای معدنی که از دیرباز بهدلیل اهمیت در تامین مواد اولیه مورد توجه انسان بودهاست، نواحی اطراف معادن را در معرض آلودگی شدید قرار میدهد. این تحقیق با هدف ارزیابی وضعیت آلودگی خاکهای حومهی معادن سنگ آهن خواف به فلزات سنگین و مقایسه با خاکهای احیاء شده اطراف معدن صورت گرفت.
در این تحقیق شش نمونه خاک از سه ایستگاه به طور تصادفی برداشت شد. سپس غلظت پنج عنصر آرسنیک، کرم، روی، نیکل، سرب در ایستگاهها اندازهگیری و با یکدیگر مقایسه گردید. نتایج نشان داد که مقادیر مختلف فلزات در ایستگاه خاکهای احیاء شده تفاوت چندانی با دو ایستگاه دیگر نمیکند. چراکه استفاده از روشهای احیاء خاک نیازمند زمان و انتخاب مناسب گیاهان است.
-1 مقدمه
آلودگی فلزات سنگین در خاک یک خطر جدی برای محیط زیست محسوب میشود. 3]؛.[1 لذا دولتهای سراسر جهان محدودیتهایی را برای غلظت فلزات سنگین تعیین کردهاند6@؛.[4 معدنکاری بهعنوان یکی از فعالیتهایی که منابع معدنی را مورد بهرهبرداری قرار میدهد، نقش بالقوه در بسیاری از کشورها دارد، بهگونهای که بهرهبرداری از مواد معدنی فلزی و غیرفلزی و صنایع وابسته به آنها بخش عمده درآمد و اشتغالزایی این کشورها را تشکیل میدهد. در عین حال معادن و صنایع معدنی آثار زیستمحیطی بسیار گستردهای بر منابع آب، خاک، هوا و موجودات زنده دارند.[7]
آلوده شدن خاک به فلزت سنگین مشکل قابل توجهی است، که منجر به تغییرات ویژگیهای خاک و بهرهوری و کارکردهای زیستمحیطی خاک را محدود میکند.[8] هر یک از فلزات سنگین اگر بیش از حد معمول وارد چرخه غذایی انسان شوند از لحاظ سلامتی بسیار خطرساز خواهند بود بهعنوان مثال، آرسنیک باعث جهشهای ژنتیکی، عارضههای پوستی، عصبی، قلبی و عروقی، و بر غدد درونریز و دستگاه تولید مثل اثر میگذارد.[9]
سرب بعد از انتقال در خون به نقاط مختلف بدن منتقلشده و باعث عوارض کلیوی، قلبی و عروقی میشود، نیکل نیز به عنوان یک سرطانزا انسانی گزارش شدهاست12]؛[10 از اثرات مهم کادمیوم میتوان به تجمع مزمن آن در قشر فوقانی کلیه اشاره کرد، در این حالت مجاری کلیوی از کار افتاده و استخوانها به واسطه اختلال در موازنه کلسیم و فسفر نرم میشوند .[13] در سالهای اخیر توسعه طرحهای انسان ساخت و آلودهشدن خاکها به وسیله فلزات سنگین، ساختار خاک را برای رشد و توسعه گیاهان مسموم و تنوع زیستی خاک را دگرگون ساختهاست.
بنابراین حفاظت کافی از خاک، احیاء و یا تبدیل به آلایندههایی با سمیت کمتر ﻻزم و ضروری است.[15 ,14] روشهای گوناگونی را میتوان برای حذف آلودگیها استفاده کرد. به عنوان مثال، در روش گیاهپالایی، گیاهان بر اساس مکانیسم جذب طبقهبندی و آلودگی به کمک روشهای شیمیایی، فیزیکی و بیولوژیکی کاهش داده میشود.[16] رفع آلودگی خاک معمولا با دو روش صورت میگیرد.
در روش حذف آلودگی در محل، که نیاز به جابجایی و انتقال ندارد، آلایندهها با آلیشدن، از قابلیت جذب زیستی آنها کاسته میشود.[17] به عنوان مثال، احیاء خاک رشد گیاهان خاص در خاک آلوده به فلزات سنگین است .[18] استفاده از گیاهان برای حذف فلزات سنگین یک تکنولوژی جدید، که کلید این روش یافتن گیاهان مناسب با توانایی قوی برای تجمع فلزات سنگین و تحمل آن است.[19]
-2 مواد و روشها
1؛-2 معرفی منطقه
معدن سنگ آهن خواف در نزدیکی روستای سنگان در 280 کیلومتری جنوب مشهد قرار دارد. این معدن در مختصات جغرافیاییَ50ْْ60 طول شرقی و 34َْ30 عرض شمالی واقع شدهاست .[21 ,20] حداکثر ارتفاع منطقه 1812 متر است. این منطقه آب و هوای کویری خشک و با متوسط بارندگی سالیانه 150 تا 250 میلیمتر و با وزش بادهای تقریبا دائمی، که در شش ماهه اول سال سرعت آن به بیشاز 50 کیلومتر در ساعت میرسد. حداکثر درجه حرارت 35 درجه سانتیگراد و حداقل آن -11 درجه سانتیگراد ثبت شدهاست .[22]
کانسار سنگان قسمتی از روند شرق به غرب رشته کوه طالب را تشکیل میدهد، و بخشی از کمربند آتشفشانی نفوذی تکنار محسوب میشود. این کمربند با روند شرقی-غربی در شمال گسل درونه قرار داشته، و تا داخل کشور افغانستان نیز ادامه مییابد. معدن سنگ آهن سنگان به دلیل عیار بالای آهن، پایین بودن میزان فسفر و ذخیره ساز زیاد، یکی از با اهمیتترین کانسارهای آهن ایران بشمار میآید20]،[21 معدن سنگان بر مبنای سنگ میزبان و ترکیب شیمیایی کانیهایش به دو زون اسکارن کلسیمی و منیزیومی تقسیمبندی میشود .[23]
این کانسار از نوع اسکارن مگنتیتی است. مجموعه عظیمی از سنگهای آتشفشانی شامل بازالت، آندزیت، ایگنمبریک و پیرو کلاستهای آندزیتی در منطقه است، که بیشتر آنها مربوط به کرتاسه تا اوایل ائوسن هستند .[24] سنگهای کربناته اغلب به اسکارن و مرمر دگرگون شدهاند، و به سمت شرق به صورت آهگ بجز مگنتیتی و هماتیت، کانیهای پیری، کالکوپریت، مارکاسیت و پیروتیت نیز دیده میشوند. همچنین در بخش شمالی معدن، گرانیت سرنوسر با سن احتمالی ائوسن بالایی- الیگوسن زیرین نفوذ کردهاست .[25]
2؛-2 روش کار
جهت بررسی آلودگی خاک، و مقایسه غلظت عناصر، با کمکGPS نمونه برداری از سه ایستگاه از عمق 15-0 سانتیمتری خاک در اطراف معدن در تیرماه 1396 انجام گرفت. انتخاب محلهای نمونهبرداری براساس حضور آلاینده، مناطق احیاء شده، حوالی تاسیسات استخراج، کنارجاده بهدلیل باد غالب انجام گرفت. سپس سه نمونه از عمق 15-5 سانتیمتری برای آنالیز به روشICP-OES به آزمایشگاه مرکزی دانشگاه فردوسی مشهد ارسال و غلظت آرسنیک، سرب، کروم، نیکل و مس اندازهگیری شد. سپس نتایج دو ایستگاه با منطقه احیاء شده مقایسه گردید.
-3 نتایج و بحث
مقادیر عناصر آرسنیک، سرب، کروم، نیکل و مس در خاکهای اطراف معدن سنگ آهن خواف در جدول - 1 - آمدهاست. علاوهبر این غلظت عناصر محدوده نمونهبرداری با استاندارد جهانی مقایسه گردید. میانگین غلظت آرسنیک در نمونهها 8/7 ppm است، در حالی که این مقدار بیشتر از استاندارد جهانی است.[26] کروم در خاکهای سطحی در سراسر جهان 54 میلیگرم در کیلوگرم بر آورد شدهاست [27]، در حالی که غلظت آن در نمونههای 3-1 نرمال است. مقدار سرب، نیکل و مس نیز در مقایسه با متوسط پوسته افزایش قابل توجهی نداشته و در حد نرمال است، اما در مقایسه سه ایستگاه، مقدار سرب و مس در ایستگاه شماره سه به دلیل نزدیکی به جاده و قرار گرفتن در جهت باد غالب بیشتر از دو ایستگاه دیگر است.
-4 نتیجه گیری
اطلاعات مربوط به غلظت فلزات سنگین بهخصوص غلظت بالای آرسنیک و همچنین مس بهدلیل نزدیکی به جاده و قرار گرفتن در مسیر وزش باد، نشان از افزایش این عناصر در اراضی اطراف معدن است. لذا پیشنهاد میشود، با نظارت سازمانهای مربوطه از قبیل سازمان حفاظت محیط زیست، فعالیتهای اکتشاف و استخراج معادن با استانداردهای مربوطه انجام گرفته تا از افزایش آلودگی بیشتر این عناصر خطرناک جلوگیری شود. در مقایسه منطقه احیاء شده از معدن با دو ایستگاه دیگر نیز نتایج حاکی از آن است که، برای احیاء این مناطق زمان بیشتر نیاز هست. چرا که میانگین غلظت آرسنیک در دو ایستگاه 9/19 ppm بوده است، در حالی که غلظت این فلز در طی پنج سال احیاء خاک 7/774 ppm شده است.
