بخشی از مقاله
مقایسه شاخص هاي Igeo و Ipoll در تعیین میزان آلودگی به فلزات سنگین در
خاك هاي میدان نفتی آب تیمور
چکیده
فعالیت هاي روزافزون انسان بر روي زمین سبب شده است که کارکرد بخش خاك که خود جزئی از پوسـته زمین است، در مواردي دچار اختلال شود.آلودگی خاك به وسیله مواد شیمیایی یا در اثـر تغییراتـی کـه در خاك هاي طبیعی رخ می دهد، به وجود می آید.آلودگی هـاي نفتـی یـک پیامـد اجتنـاب ناپـذیر ناشـی از فعالیت هاي صنعتی،استخراج و بهره برداري از مخازن نفتـی و افـزایش جمعیـت مـی باشـد کـه آلـودگی و تخریب خاك را نیز به دنبال دارد.واحد بهرهبرداري آب تیمور در 25 کیلـومتري جـاده قـدیم اهوازخرمشـهر واقع شده است.منطقه داراي پوشش گیاهینسبتاً غنی با سیماي کشاورزي است.
در این پژوهش خاك هاي میدان نفتی آب تیمور با هدف تعیین شدت آلودگی مـورد آنـالیز شـیمیایی قـرار گرفت.با توجه به نزدیکی به چاه هاي نفتی و فلرهاي موجود،منطقه به 12 پلات تقسیم گردید.در هـر پـلات
3 نقطه به صورت تصادفی جهت نمونه برداري تعیین شد.پس از آماده سازي،غلظت کـل، طبیعـی و انسـان ساخت 8 عنصر سنگین مس،نیکل،وانادیم،کبالت،کادمیم،روي،مولیبدن و سرب با استفاده از دسـتگاه جـذب اتمی غهططهب240 ًًA اندازه گیري شد.نتایج نشان می دهد که در کلیه پلات ها میانگین غلظـت کـل عناصر مورد مطالعه از میانگین پوسته زمین و سنگ شیل بالاتر بود.غلظت انسان ساخت بجز در مورد کبالت در پلات پ و مولیبدن در پلات ل و ع در سایر پلات هـا از غلظـت طبیعـی بیشـتر بـود.بر اسـاس شـاخص ئئپژع،شدت آلودگی در پلات هاي مختلف نسبت به فلزات سنگین در رده هاي غیر آلوده تا کمی آلـوده تـا کمی آلوده تا خیلی آلوده متغیر بوده و بر اساس شاخص مولر،شدت آلودگی در پلات هاي مختلف نسبت بـه فلزات سنگین در رده هاي غیر آلوده تا خیلی آلوده متغیر می باشد.لذا،فعالیت هـاي نفتـی و سـوختن مـواد مازاد در فلرها و ترسیب آنها عامل اصلی آلودگی به فلزات سنگین در خاك منطقه می باشد.
کلمات کلیدي: فلزات سنگین،شاخص ژئو شیمیایی مولر،شاخص ژئوشیمیایی Ipoll ،آب تیمور،آلودگی خاك
.1مقدمه
فعالیت هاي روزافزون انسان بر روي کره زمین سبب شده است که کارکرد بخش خاك کـه خـود جزئـی از پوسـته زمین است، در مواردي دچار اختلال شود.آلودگی را باید یک پدیده نامطلوب دانست و باید انـواع دخالـت هـاي انسـان در محیط را مشخص نمود و براي هریک از آنها حد و مرزي تعیین کرد.
آلودگی خاك با فلزات،شبه فلزات و آلاینده هاي آلی از مشکلات جدي جهانی است.با توجه به مدل منبـع- مسـیر-
گیرنده در ارزیابی مخاطره هرگونه اشتباه در پاکسازي مکان هـاي آلوده(منبع)ریسـک آسـیب بـه گیاهان،جانوران،انسـان و منابع طبیعی مانند آب(گیرنده ها)از طریق پیوستگی نظام هاي طبیعی(مسیر)قابل توجه است.بطور مثال آلاینده ها ممکـن است در یک مکان بروي آبهاي زیرزمینـی یـا سـطحی تـأثیر بگـذارد و یـامسـتقیماً گیاهان،حیوانـات و انسـان را مسـموم نماید.((6نگرانی ها وقتی شدت می یابد که مواد آلاینده توسط آبهاي زیرزمینی،زهکشی ها و گرد و غبار جابجا می شـوند و وارد زنجیره غذایی می گردند.آلودگی فلزات سنگین نیز به عنوان خطر بالقوه اکولوژیکی محسوب می شود.فلزات سنگین در محیط تجزیه نمی شوند، بنابراین نیاز به خارج کردن آنها از محیط می باشد.از طرفی هزینه هاي بسیار گـزاف روش هـاي فیزیکی و شیمیایی سبب تلاش در جهت دست یابی به روش هاي ارزان تري شده است.در سال هاي اخیر با بهره گیري از علم ژئوشیمی رسوبات و خاك به دلیل دقت بالا و اطمینان به نتایج آن ، امکان برآورد میزان دقیق آلودگی ها فراهم شـده است. شاخص زمین انباشتگی که توسط مولر ک،کذ معرفی شده است، شاخص دیگري است که می تواند درجه آلایندگی خاك را تعیین کند.((5
در تحقیقی که ولوي و کرباسی((1386 بر روي میزان آلودگی رسوبات تالاب بامدژ به فلـزات سـنگین انجـام دادنـد، مشخص شد که میزان آلودگی بستر تالاب به فلز نیکل در حـد متوسـط اسـت و همچنـین عناصـر آهـن، روي و نیکـل در رسوبات تالاب منشاء طبیعی دارند.((12در یک تحقیق که با هـدف مقایسـه شـاخص هـاي پک؟ع و ًغ در بـرآورد شـدت آلودگی هاي زیست محیطی رودخانه شیرود واقع در غرب استان مازندران انجام شـد،از مجمـوع 7 نمونـه رسـوبی برداشـت شده،غلظت کل عناصر مس،روي،سرب،وانادیم،نیکل،منگنز و آهن اندازه گیري و رسوبات منطقه با استفاده از این دو شاخص طبقه بندي شدند.((3 در سال 1385 برزگري و کرباسی غلظت عناصر سنگین و دسترسی بیولوژیکی در خـاك هـاي واحـد علوم و تحقیقات تهران را انجام دادند و مشخص شد که بخش قابل توجهی از عنصر سرب به صورت آلودگی در خاك وجـود دارد و دسترسی بیولوژیکی این عنصر نیز بالا بوده است.((1
تحقیق انجام شده بر روي فلزات سنگین آهن،مس،کبالت،روي،کادمیوم،منگنز،سرب،کلسیم،نیکل، آلومینیوم،وانادیوم و مواد آلی در رسوبات خلیج چابهار نشان می دهد که میـانگین غلظـت سـرب،نیکل و کبالـت در رسـوبات خلـیج فـارس از میانگین این عناصر در رسوبات اقیانوس هاي جهانی و پوسته زمین بیشتر است.نتایج تفکیک شیمیایی نشان مـی دهـد کـه سهم انسان ساخت این عناصر به ترتیب زیر مـی باشـد:طهبطشبأهبغظبغقبپهبتب(.(8در تحقیقـی کـه در سـال
1388 توسط دلیجانی و همکاران بر روي آلودگی و توزیع فلزات سنگین در خاك هاي منطقه ویژه اقتصادي پـارس جنـوبی
با استفاده از دو معیار فاکتور غنی شدگی و شاخص زمین انباشتگی صورت گرفت،نتـایج نشـان داد کـه آلـودگی بـه فلـزات سنگین در نزدیکی صنایع از غلظت بیشتري برخوردار است و بـا فاصـله گـرفتن از صـنایع غلظـت فلـزات سـنگین کـاهش مییابد.((4در تحقیق دیگري رسوبات رودخانه شفارود جهت تعیین غلظت عناصر سنگین، منشأ عناصر و شدت آلودگی مورد آنالیز شیمیایی قرار گرفتند. در ادامه تحقیق با اسـتفاده از ئA ,هه ,عقع بـه ترتیـب بـه عنـوان شـاخص هـاي زمینـی، بیوژنیکی و مواد آلی نسبت به منشا یابی عناصر منگنز، آهن، نیکل، مس، روي، سرب و کبالت اقدام شد.بدین ترتیب، اثري از آلودگی فلزي در رودخانه شفارود مشاهده نگردیده است.شاخص ژئوشیمیایی مولر نیـز مؤیـد ایـن امـر بـوده و خروجـی محاسبات این شاخص، شدت آلودگی عناصـر منگنـز، سـرب، نیکـل، مـس، روي و آهـن را در رده غیـر آلـوده نشـان مـی دهد.((2در تحقیق دیگري کرباسی و مصیبی((1386 خاك هاي آلوده پارك ملت در تهـران را مـورد آنـالیز شـیمیایی قـرار دادنـد و مشـخص شـد کـه در اثـر تـردد ماشـین هـاي سـواري غلظـت سـرب در خـاك پـارك زیـادتر از حـد اسـتاندارد است.((11تحقیقات دیگري توسط کرباسی و صراف در سال 1387،در واحد علوم و تحقیقات تهران اجرا شده است کـه مـی توان به بررسی غلظت آلاینده ها در خاك اطراف اتوبان هاي بزرگ تهران اشاره کـرد.((9در تحقیقـی کـه بـا هـدف بررسـی میزان و روند توزیع فلزات سنگین در خاك منطقـه تفریحـی نـاژوان واقـع در سـاحل زاینـده رود در مرکـز اصـفهان انجـام شد،نتایج بیانگر وجود آلودگی هاي انسانی در مورد چند فلز سنگین می باشد.((10
در این پژوهش خاك هاي منطقه میدان نفتی آب تیمور جهت تعیـین غلظـت 8 عنصـر سـنگین و شـدت آلـودگی منطقه به این فلزات مورد آنالیز شیمیایی قرار گرفت.میزان و شدت آلودگی با استفاده از شاخص هـاي ژئوشـیمیایی مـولر و ئئپژع تعیین گردید.
2. مواد و روش ها
2. .1 تشریح محدوده مطالعه
شرکت بهره برداري نفت وگاز کارون به عنوان بزرگترین شرکت فرعی تابعه شرکت ملی مناطق نفت خیز جنـوب، از شمال و شمال شرق به ملاثانی و نفت سفید و از جنوب و جنوب غرب به آبادان و خرمشهر و از غرب به سوسنگرد و از شرق به مارون محدود می گردد.این شرکت با توان تولیدي بیش از یک میلیون و چهـل هـزار بشـکه نفـت در روز از حـدود 475
حلقه چاه از مخازن نفتی اهواز آسماري و بنگستان، منصوري آسماري و بنگسـتان، آب تیمـور و رامـین نقـش حیـاتی را در مجموعه تولید نفت و گاز کشور ایفا می کند.واحد بهرهبرداري آب تیمور در 25 کیلومتري جاده اهواز- خرمشهر واقـع شـده است.در این واحد نفت حوزههاي نفتی آب تیمور و دارخوین فرآورش می گردد.این منطقه داراي پوشش گیاهینسبتاً غنـی با سیماي کشاورزي و در فاصله 4 کیلومتري غرب رودخانه کارون واقع شده است.((7
.2. 2 نمونهبرداري
براي انجام نمونهبرداري ابتدا نقشههاي توپوگرافی،زمینشناسی منطقه و راه هاي دسترسی آن تهیه گردیـد و مـورد بررسی قرار گرفت و با توجه به منابع و چاه هاي نفتی موجود،منطقه به 12 پلات تقسیم و در هـر پـلات سـه نقطـه جهـت نمونه برداري در نظر گرفته شد.به دلیل عدم وجود جاده دسترسی امکان نمونه برداري از برخی از نقاط تعیین شده بـر روي نقشه میسر نگردید.لذا تعداد 25 نمونه مغزي از منطقه برداشت گردید که مربوط به 12 پلات تعیین شده بودند.نمونه ها در ظروف پلی اتیلنی اسیدشویی شده،ریخته و برچسب گذاري(ثبت مشخصات محـل نمونـه بـرداري و مختصـات جفرافیـایی)
گردید و پس از انتقال به آزمایشگاه تا زمان آماده سازي و آنالیز در یخچال نگهداري شدند.
.3 .2 وسایل و تجهیزات نمونه برداري
-1 وسیله نمونه برداري(آگر) -2حبن
-3 ظروف نمونه برداري -4 دوربین عکاسی
-5 نقشه1:25000 و 1:50000 منطقه مطالعاتی
. مراحل آماده سازي و هضم شیمیایی نمونه هاي خاك جهت آنالیز فلزات سنگین
جهت آماده سازي و هضم شیمیایی نمونه ها از روش زیر استفاده شد.(8 و (15 -1 قرار دادن نمونه هاي خاك در آون جهت خشک شدن در دماي 50 درجه به مدت 48 ساعت
-2 الک کردن نمونه ها توسط الک 230 براي جداسازي ذرات کوچکتر از 63 میکرون
-3 کوبیدن و خرد نمودن نمونه ها در هاون عقیق
-4 توزین یک گرم نمونه توسط ترازوي دیجیتال
-5 قرار دادن نمونه ها روي حمام شن و افزودن 7 سی سی تیزاب سلطانی و حرارت دادن تحت دماي 125 درجه تا نزدیک خشک شدن
-6 افزودن 3 سی سی اسید پرکلریک براي هضم کامل نمونه ها
-7 عبور دادن نمونه هاي هضم شده از فیلتر واتمن 45 -8 رساندن نمونه هاي صاف شده به حجم 50 یا 100 سی سی توسط آب دوبار تقطیر
-9 تزریق به دستگاه جذب اتمی مدل ًًA تخل غهططهب
.5 .2 روش آماده سازي نمونه ها جهت تعیین سهم انسان ساخت فلزات سنگین 8) و (14
براي بدست آوردن سهم انسان ساخت و طبیعی فلزات در خاك در این روش ابتدا محلول 0/53 نرمال ئهد را تهیه نموده سپس طط 10 از محلول مذکور را به یک گرم از نمونه اضافه کرده و پس از تکـان دادن و مخلـوط شـدن نمونـه،آن را فیلتر نموده و در بالن ژوژه به حجـم طط 100 رسـانده و توسـط دسـتگاه جـذب اتمـی مـدل ًًA تخل غهططهب قرائـت نمودیم.غلظت بدست آمده سهم انسان ساخت است.از تفاضل این عدد و غلظت کل فلز،سهم طبیعی بدست می آید.
.6 .2 تعیین شدت آلودگی
براي تعیـین شـدت آلـودگی منطقـه مـورد مطالعـه از شـاخص ژئوشـیمیایی مـولر و ئئپژع اسـتفاده شد.شـاخص ژئوشیمیایی مولر بر اساس فرمول زیر بدست می آید.جک،کذ,طکئئأقض
بزحذمغBَغهمل؟پئ چپک؟ع
پک؟ع= شاخص شدت آلودگی در خاك غه= غلظت فلز سنگین در مطالعه حاضر
غ=B غاظت فلز سنگین در سنگ شیل =1/5 فاکتور تصحیح شیل
چنانچه غلظت انسان ساخت و طبیعی عناصر محاسبه شود،میزان دقیق غB بدست مـی آیـد.فرمول مـولر در سـال 1386 توسط کرباسی به شرح زیر تغییر یافت(ئئپژع = شاخص شدت آلودگی در خاك).
بغBَغهمل؟پئچئئپژع
غه= غلظت فلز سنگین در مطالعه حاضر غ=B غلظت طبیعی فلز سنگین در مطالعه حاضر در ایستگاه مورد نظر
.3 نتایج
بررسی نتایج به دست آمده از آنالیز نمونه هاي واقعی خاك منطقـه میـدان نفتـی آب تیمـور نشـان دهنـده تفـاوت چشمگیر میزان غلظت عناصر سنگین مورد مطالعه با میانگین هاي پوسته زمین و خاك می باشـد.در ایـن بخـش بـه بیـان نتایج و تجزیه و تحلیل آنها پرداخته می شود.
