بخشی از مقاله

چکیده

منابع آبی کته تلخ - به سمت رودشور - که در مجاورت با منطقه افیولیتی سرهنگ-گلبو - شمال غرب تربت حیدریه - قرار دارد مورد بررسی آلایندگی ارسنیک قرار گرفت. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد تمامی نمونهها دارای مقادیر بالایی از ارسنیک بوده به طوری که در برخی از مناطق همچون گلبو،غلظت ارسنیک بیش از دوازده برابر حد مجاز بود.

شباهتهای لیتولوژیک سنگ منشأ آبخوان، شیب هیدرولوژیکی منطقه و ژئوشیمی آبهای رودشور و مناطق مجاور نشان میدهد که فرآیندهای مشترکی کنترلکننده آرسنیک آبهای سطحی و زیرزمینی در سراسر منطقه است. منشاء اصلی آلودگی منابع آب به ارسنیک، از ارسنیک موجود درکانیهای سولفیدی بویژه پیریت و ارسنوپیریت - FeAsS - موجود رگههای سولفیدی منطقه میباشد. با وجود این، سازوکار تاثیر انتشار ارسنیک در فازهای آبی و زمان اقامت آن در آبهای زیرزمینی، نامشخص باقی مانده است.

مطالعات ژئوشیمیایی در منطقه نشان داد که آرسنیک در سطح یا محیطهای نزدیک به سطح آزاد و سپس طی برهمکنشهای ژئوشیمیایی به عمق منتقل شده است. حالتهای انتشار آرسنیک در فازهای آبی منطقه، از بازه اکسایش جامدات آرسنیکدار تا جابجایی لیگاندهای رقیب، تغییر مینماید. در ابتدا، در حضور سولفیدها و شرایط کاهشی، ارسنیک به صورت گونه تیوارسنیک میبایستی باشد. سپس با وجود اکسیژن و شرایط اکسیدان، ارسنیک تبدیل به ارسنت - arsenate - میشود. بنابراین، انحلال آهن - III - موجود در اکسیدها و هیدروکسیدهای آهن و نیز انتشار همزمان آرسنیک، منبع اصلی غلظت بالای آرسنیک در آبهای زیرزمینی منطقه میباشد.

.1 مقدمه

ارسنیک، شبه فلزی سمی است که به فرمهای تریاکسید و پنتااکسید یافت میشود .[8] کانیهای حاوی ارسنیک اغلب در کانسارهای گرمابی مشاهده میشوند ×[23]علاوه براین ارسنیک در برخی از سنگهای آتشفشانی مشاهده شده است. همچنین ارسنیک ممکن است همراه سنگهای معدنی طلا، نقره، مس، سرب، روی، و کبالت یافت شود. افرادی که از طریق آبهای زیرزمینی و سطحی در معرض ارسنیک قرار میگیرند، اغلب دچار مسمومیتهای ناشی از ارسنیک میشوند. همچنین صنایع و فعالیتهای وابسته به آنها منبع دیگر ورود ارسنیک به محیط زیست هستند

به طور کلی آلودگی آبها به ارسنیک میتواند دارای دو منشأ زمینزاد و بشرزاد باشد. وجود واحدهای زمینشناسی غنی از ارسنیک میتواند سبب آلودگی آبهای زیرزمینی شود .[21] این عنصر در محیط زیست در حالتهای مختلف اکسیداسیون و به اشکال گوناگونی ازقبیل، As - V - ، As - III - ، As - -III - و As - 0 - مشاهده میشود

سازمان بهداشت جهانی - WHO - مقدار مجاز آرسنیک را در آب آشامیدنی کمتر از 10ppb اعلام کرده است .[26] البته توصیه شده است که میزان غلظت آرسنیک در آب شرب باید کمتر از5 ppb باشد .[24] در ایران نیز بر اساس استاندارد 1053 ملی ایران حد مجاز ارسنیک درآب 10 ppbگزارش شده است. آژانس بینالمللی تحقیقات سرطان، ارسنیک را در رده اول عوامل سرطانزایی در انسان طبقهبندی کرده است

آژانس حفاظت محیط زیست - EPA - و چند گروه تحقیقاتی دیگر اظهار داشتهاند که اثرات مزمن بیماری در انسان ممکن است با مصرف طولانی مدت آب آلوده به ارسنیک حتی با غلظت کمتر از ppb َ ایجاد شود .[25] ارسنیک دارای عوارض متعددی بر بدن میباشد که از این میان میتوان به عوارضی از قبیل بلک فوت [14]، سرطانهای ریوی، کلیه، کبد، پوست، مثانه [17]، اختلال در سامانهی عصبی و دستگاه تناسلی، نارساییهای قلبی و عروقی [9] و اختلالات کروموزومی [20] اشاره نمود.

.2 زمین شناسی منطقه

افیولیتملانژهای منطقه مورد مطالعه دارای واحدهای سکانس گوشتهای و نیز واحدهای پوستهای میباشند. قدیمی ترین واحدها از سکانس گوشتهای - هارزبورگیت، لرزولیت، پیروکسنیت - و سکانس پوستهای - گابروهای ایزوتروپ، میکروگابروها، دایکهای دیابازی ورقهای و بازالتهای بالشی - ، تشکیل شده است. واحدهای ولکانیک منطقه عمدتاً شامل آندزیتها، ولکانوسدیمنتریها، برشهای هیالوکلاستیک، توفها - توفهای داسیتی، آندزیتی و ویتریک توف - میباشند. از ویژگی بارز افیولیتهای منطقه مورد مطالعه، فراوانی واحدهای سرپانتینی نسبت به سایر واحدها میباشد - شکل.[2] - 1 بررسیهای انجام شده توسط میکروسکوپ الکترونی - SEM - نشان دهندهی حضور کانیهای سولفیدی آهن - پیریت - در گابروها و حضور Ni در کانیهای اپک در سرپانتینیتهای منطقه میباشد 

شکل-1 نقشه زمین شناسی منطقه کتهتلخ با اقتباس از نقشه - 1:250000 - تربتحیدریه و مناطق نمونه برداری

.3 روش نمونهبرداری

نمونهبرداری از منابع آب منطقه به منظور تعیین غلظت فلزات سنگین در منابع آب و اندازهگیری خواص فیزیکی و شیمیایی آب انجام شد. پارامترهای فیزیکی شامل هدایت الکتریکی - EC - و اسیدیته - pH - در منطقه مورد بررسی، اندازه-گیری شد. به منظور تعیین خواص شیمیایی از هر منبع، یک ظرف پلیاتیلین 500 cc آب برداشت شد. پس از فیلترکردن نمونهها، جهت تثبیت فلزات سنگین، به هر ظرف آب، 10 cc اسید نیتریک - ٍ - S+ ×، اضافه گردید. سپس نمونهها برای اندازهگیری غلظت فلزات سنگین در آزمایشگاه آب منطقهای خراسان رضوی با استفاده از دستگاه جذب اتمی مدل Spectra AA 220 مجهز به کوره گرافیتی مدل GTA-110 ساخت شرکت واریان - Varian - که به طور جانبی بوسیله دو الکترود گرم میشود، انجام شد.

.4 نتایج و بحث

محدوده مورد نظر بخشی از افیولیت ملانژ شمال غرب تربت حیدریه میباشد که توسط رخنمونهای افیولیتی به شدت سرپنتینیتی شده احاطه شده است که میتوانند به عنوان منشاء زمینزاد آلودگی آبهای منطقه به فلزات سنگین در نظر گرفته شود. با توجه به وجود گدازههای بالشی - Pillow lavas - و دایکهای دیابازی در افیولیتهای منطقه، و غنی بودن آنها از کانیهای سولفیدی، منشاء احتمالی ارسنیک در منطقه هوازدگی کانیهای سولفیدی بویژه انواعی که دارای میزان بالایی ارسنیک در ساختار خود هستند - ارسنوپیریت و پیریت - میباشد. برهمکنشهای اکسیداسیونی که شروع میشود، منجر به برهمکنش پیریت و ارسنولیت - As2O3 - ، و ایجاد Fe31AsS64 میشود، در هر یک از چهار برهمکنش - - 1 نوع خاصی از جانشینی نشان داده شده است :

- 1.1 -     Fe32S64 + 1/2As2O3Fe31AsS64 + 1/2Fe2O3
- 1.2 -     Fe32S63As + SO2    Fe32S64 + 1/2As2O3 + 1/4O2
- 1.3 -     Fe32S 62As + 2SO2    Fe32S64 + 1/2As2O3 + 5/4O2
- 1.4 -     Fe32S62As2 + SO2    Fe32S64 + As2O 3 + 1/2O2

ارسناتهای آهن به ویژه اسکوردیت - FeAsO4.2H2O - که در محیطهای اسیدی پایدار است با توجه به واکنش - - 2 میتواند مستقیما از آرسنوپیریت تشکیل شوند :

- 2 -     FeAsS +13Fe3++ 8H2O    14Fe2++ SO42-+ 13H++ FeAsO 4.2H2O

همچنین برهمکنش اکسایش ارسنوپریت به صورت رابطه - 3 - میباشد که در آن ارسنیک به همراه آهن و سولفات وارد محلول میشود

- 3 -     4FeAsS - s - + 13O2 + 6H2O    4H3AsO4 - aq - + 4Fe2+ + 4SO4

در متن اصلی مقاله به هم ریختگی وجود ندارد. برای مطالعه بیشتر مقاله آن را خریداری کنید