بخشی از پاورپوینت
اسلاید 2 :
طراحی پروژه های ژئوشیمیایی
ژئو شیمی محیطی Envarionmental Geochemistry
Designing Geochemical projects
اسلاید 4 :
تعریف
در یک تعریف ساده، ژئوشیمی عبارت است از مطالعه توزیع و مقدار فراوانی عناصر موجود در سطح زمین می باشد.
این علم خود دارای شاخه های متعددی است که از آن می توان به ژئوشیمی نظری ، کاربردی ، اکتشافی ، هسته ای ، آلی و محیطی . اشاره نمود.
ژئوشیمی محیطی اولین بار در حدود سال 1960 با واژه ژئوشیمی آبی در دما پایین که خود شاخه ای از این علم است معرفی گردید .
پیشرفت این علم با شناخت نفوذ و مهاجرت آلوده کننده ها به آب های زیرزمینی صورت پذیرفت و در طی دو دهه اخیر جهت جلوگیری از ورود و مهاجرت مواد آلوده کننده به درون خاک یا آب های زیرزمینی با ارائه تکنولوژی های لازم کامل شده است.
ژئوشیمی محیطی به مطالعه اتمسفر ، هیدروسفر و لیتوسفر و واکنش آنها با سنگ های سطحی و رسوبات خاک می پردازد و در حقیقت رابط بین ترکیبات شیمیایی و فرآینده هایی است که به طور مستقیم و غیرمستقیم با سلامتی گیاهان ، حیوانات و انسان ها در ارتباط است.
اسلاید 5 :
ژئوشیمی محیطی، کاربرد علم ژئوشیمی بر روی محیط زیست است و در ارتباط با ژئوشیمی نظری، آلی ، کاربردی ، عناصر کمیاب است. ژئوشیمی زیست محیطی علمی است که به مطالعه منابع عناصر شیمیایی زمین زاد اعم از اصلی و کمیاب پراکندگی و توزیع جغرافیایی آن ها در لایه های اتمسفر، لیتوسفر، هیدروسفر و بیوسفر می پردازد و ارتباط بین آنها را مشخص می کند. این شاخه همچنین به مطالعه فرآیند های ژئوشیمیایی که بر روی سرنوشت و حمل و نقل آلوده کننده های آلی و غیرآلی در محیط زیست تاثیر دارند می پردازد.
این شاخه تحت عناوین مختلفی مثل ژئوشیمی دما پایین، ژئوشیمی آبی و یا ژئوشیمی زیست محیطی شناخته شده است. این علم همچنین به مطالعه خصوصیات زیست محیطی ، آلوده کننده ها می پردازد.
به طور کلی آلوده کننده ها اولین بار در هوا و سپس در آب های سطحی شناخته شدند. بعد از آن شناسایی آلودگی های آب های زیرزمینی و خاک ها نیز میسر شد. بررسی های بعدی حاصل از خصوصیات شناخته شده مواد شیمیایی دید وسیعی را در مورد رفتار آن ها ارائه داد. ژئوشیمی محیطی در جواب نیاز به درک رفتار مواد شیمیایی در آب های سطحی و زیرزمینی و خاک توسعه یافت.
اسلاید 6 :
در نهایت ژئوشیمی محیط زیست عبارت از برنامه ریزی پیشرفته و آنالیز تکنیک های طیف سنجی ، برای تعریف انواع آلاینده های شیمیایی و اثر متقابل آلاینده و فلزات سمی ناشی از زباله های هسته ای در داخل محیط زیست و همچنین تعیین منبع اولیه آلوده کننده محیط زیست می باشد.
همچنین تغییر در ویژگی های اجزای تشکیل دهنده محیط به طوری که عملکرد طبیعی و تعادل زیستی مختل گردد و به طور مستقیم یا غیر مستقیم منافع و حیات موجودات زنده را به مخاطره بیاندازد بخشی از کارکردهای ژئوشیمی زیست محیطی است.
مهمترین آلاینده های خاک شامل فلزات سنگین و مواد سمی و انتقال آن ها به وسیله بارش اسیدی می باشند.
تغییرات مکانی محتویات فلزات سنگین در خاک سطحی کشاورزی ممکن است تحت تاثیر مواد خاک مادری و منابع انسانی باشد، به عبارت دیگر این فلزات به طور طبیعی در خاک وجود دارند. اما در اثر فعالیت های انسانی هم به خاک افزوده میشوند. در حقیقت فعالیت های انسانی ممکن است منجر به تجمع بیشتر فلزات سنگین در خاک بشوند. آلودگی فلزات سنگین در خاک های کشاورزی ممکن است منجر به بی نظمی در ساختار خاک ، دخالت در رشد گیاه و حتی آسیب به سلامت انسان از طریق ورود به زنجیره غذایی گردد.
اسلاید 7 :
ژئوشیمی محیط زیست ارتباط بین شاخه های تازه علم ژئوشیمی است. ژئوشیمی مدرن برای نشان دادن سیکلهای طبیعی از عناصر شیمیایی در زمین است.
ژئوشیمی محیط زیست مطالعه فرآیندهایی است، که به طور مستقیم و غیر مستقیم با موجودات زنده در ارتباط است، ژئوشیمی محیط زیست دارای زیر مجموعه های مختلفی است شامل توزیع و پراکندگی عناصر شیمیایی در لایه های اتمسفر، لیتوسفر، هیدروسفرو بیوسفر می باشد.
ژئوشیمی محیط زیست از شاخه هایی از ژئوشیمی که برای تعیین کمیت سیکل ژئوشیمی طبیعی عناصر سطح زمین و تاثیر فعالیت انسانی روی محیط زیست می باشد.
ژئوشیمی محیط زیست با کنترل توزیع فرایندهای طبیعی عناصر در نزدیکی سطح زمین و راههای فعالیت انسانها در تغییر این فرایندها در ارتباط است. این علم به درک فرایندهای ژئوشیمی و بیوژئوشیمی کمک می کند.
اسلاید 9 :
ارزیابی مدل آلودگی خاک در اطراف یک معدن متروکه در محیط نیمه خشک با استفاده از ژئوشیمی و زمین آمار
(قبل از کار ژئوشیمیایی پردازش داده ها با استفاده از مدل های عددی )
اسلاید 10 :
چکیده :
یکی از جدی ترین مسائلی که در مورد صنعت معدن کاری در سراسر جهان مطرح است آلودگی های زیست محیطی ناشی از مناطق معدنی متروکه و رها شده است. باطله های معدنکاری موجب پدید آمدن منابع جدید از آلودگی های خاک می شوند.
اثرات آب و هوایی مانند بارش باران های سنگین به پراکندگی و گسترش فلزات در این مناطق نیمه خشک به خصوص در خاک و به ندرت در پوشش گیاهی دامن می زند.
در این مطالعه، گسترش و بزرگی آلودگی خاک به عناصر سمی در معدن کیتارا در کشور مراکش مورد ارزیابی و تجزیه و تحلیل ژئوشیمیایی و زمین آمار قرار گرفته است.
باطله های خاک معدن برای 41 عنصر شیمیایی از قبیل
(Mo,Cu, Pb, Zn, Ag, Ni, Co, Mn, Fe, As, U, Au, Th, Sr, Cd, Sb, Bi, V, Ca, P, La, Cr, Mg, Ba, Ti, Al, Na, K, W, Zr, Ce, Sn,Y, Nb, Ta, B, Sc, Li, S, Rb and Hf).
مورد نمونه برداری و آنالیز قرار گرفت. بر اساس فاکتور غنی سازی (EF) تنها 5 عنصر مورد علاقه (CU، PB، ZN، As، Fe) در این پژوهش انتخاب شده اند
اسلاید 11 :
زمینه ژئوشیمیایی اکتشافی تعیین شده و همچنین نقشه ژئوشیمیایی با استفاده از زمین آمار در سیستم اطلاعات جغرافیایی(GIS) مورد بررسی قرار گرفته است.
نتایج بدست آمده نشان می دهد که خاک نمونه های معدن کیتارا آلوده به مواد فلزی و شبه فلزی هستند که از مقدار حد زمینه های ژئوشیمیایی تجاوز کرده اند .
نقشه های ژئوشیمیایی نشان می دهند که باطله های معدنی عامل آلودگی خاک اطراف منطقه هستند و با آزاد شدن فلزات و شبه فلزات در قسمت پایین باطله های معدنی به وسیله آب باران پراکنده گردیده اند.
انتظار می رود مطالعه حاضر به منظور توسعه، پایداری و همچنین برنامه ریزی محیط زیستی به عنوان یک مرجع برای سیاستمداران، مدیران و تصمیم گیران برای ارزیابی آلودگی خاک در قسمت معادن متروکه مورد استفاده قرار گیرد.
اسلاید 12 :
مقدمه
در مناطقی که معدن کاری انجام شده است،پدیده زهکشی اسیدی معدن اتفاق بیفتد (AMD=Acid Mine Drainage) که از باطله های معدنی و آلوده شدن آب و خاک به وسیله آن به عنوان مشکلات عمده زیست محیطی در نظر گرفته شود. این پدیده(زهکشی اسیدی) از اکسایش کانی های سولفیدی به عنوان مثال پیریت و پیروتیت به وجود می آید. در نتیجه اسیدی شدن ، انحلال فلزات سمی از باطله معادن (روباز و زیرزمینی) افزایش می یابد. بنابراین موجب آلودگی زیست محیطی خاک می شود. بدیهی است نفوذ آب بارندگی به خاک و سنگ در زیرزمین موجب ایجاد جریان آب در منافذ فضاهای خالی بین خاک و سنگ می شود. جهت و نوع منافذ بستگی به شرایط زمین شناسی منطقه دارد .
از آنجایی که حل شدن فلزات سنگین در خاک و سنگ به وسیله نفوذ آب در منافذ املاح باعث پراکندگی آلودگی در محیط اطراف می شود. علاوه بر این از لحاظ نظری حل شدن فلز در خاک یا سنگ باعث ایجاد ناپایداری در محیط می شود که این یک مشکل علمی شناخته شده است که به عنوان آلودگی سایت معدنی که تمرکز این مطالعه بر روی آن است.
اسلاید 13 :
علاوه بر این از نظر علمی نقشه های ژئوشیمیایی معادن می تواند ابزاری موثر برای برنامه ریزی محیط زیست باشد. این نقشه ها نشان دهنده اطلاعات مفیدی از قبیل میزان توزیع و فراوانی غلظت و محل منبع عناصر ژئوشیمیایی باشند که این نقشه های ژئوشیمیایی شامل غلظت عناصر شیمیایی و مقدار زمینه ژئوشیمیایی هستند.
مقدار حد زمینه ژئوشیمیاییGeochemical background (GB) تعریف می شود به صورت میزان و درصد فراوانی یک عنصر در سطح زمین و این مقدار یک پارامتر مهم در مطالعات زیست محیطی است.
ابزار داده کاوی به نام Exploratory Data Analysis EDA(روش تحلیل داده های اکتشافی) به عنوان یک ابزار موثر برای تعیین مقدار حد زمینه به کار گرفته می شود.
و در نهایت سیستم اطلاعات جغرافیایی GIS بر اساس تجزیه و تحلیل آماری خود یکی از مهمترین ابزارها برای بررسی مشکلات ژئوشیمیایی محیطی است. این یک ابزار موثر برای بررسی تنوع مکانی آلاینده ها و آلودگی هاست. روش زمین آمار از روش های پیشرفته ای است که سبب تسهیل ویژگی های فضایی و پارامتری خاک می شود. به همین دلیل از روش های تجزیه تحلیل زمین آماری کریجینگ در محیط GIS جهت تهیه نقشه های ژئوشیمیایی محیطی برای عناصر آلوده و سمی در منطقه مورد مطالعه استفاده شود.
اسلاید 14 :
هدف از این مطالعه به شرح زیر است:
1-تعیین خصوصیات ژئوشیمیایی خاک و باطله در معدن کیتارا
2-تعیین مقدار حد زمینه ژئوشیمیایی از عناصر انتخاب شده در خاک کیتارا
3-تهیه نقشه های ژئوشیمیایی در مورد عناصر مشکوک به سمی بودن و مقایسه نتایج با مقدار زمینه بدست آمده ژئوشیمیایی که این مسائل نشان دهنده میزان آلودگی منطقه معدنکاری کیتارا و خاک اطراف این معدن و بررسی خطرات زیست محیطی و بهداشتی در این منطقه می پردازد.
اسلاید 15 :
منطقه مورد مطالعه
معدن متروکه کیتارا در روستای کیتارا تقریبا در حوالی 35 کیلومتری شمال غربی مراکش واقع شده است که در قسمت مرکزی کوههای JEBILET قرار دارد.
با توجه به سرشماری های دولتی که در سال 2004 انجام شد. جمعیت این روستا در حدود 2000 نفر است آب و هوای این منطقه به عنوان محیط نیمه خشک با حداقل دمای 12 درجه سانتیگراد در ژانویه و حداکثر 29 درجه سانتیگراد در ماه جولای ثبت شده است. همچنین متوسط بارندگی در سال 250 میلیمتر و نرخ تبخیر سالیانه 450 میلیمتر در سال گزارش شده است. جهت جریان باد غالب در سایت مورد نظر از سمت شمال شرق-جنوب غرب است. جریان آب و رودخانه دائم وجود ندارد و آب های سطحی شامل نهرها زودگذر و موقتی هستند که تنها در زمان بارش بارندگی جاری میشود.
اسلاید 17 :
معدن کیتارا در 3 فاز یا دوره مورد بهره برداری قرار گرفته بود که :
مرحله اول بین سالهای 1938 تا 1962 که از بخش کلاهک آهنی(Gossans) اکسید آهن استخراج شد که برای تهیه اکسید آهن قرمز (هماتیت) در صنعت رنگ سازی استفاده شد.
مرحله دوم در بین سالهای 1955 تا 1966 برای استخراج پیریت به میزان 180 هزار تن سولفید که طی این دو مرحله سنگ معدن در حالت خام خود و بدون در نظر گرفتن هیچگونه کانی شناسی مورد بهره قرار گرفت و مواد باطله معدنی که حدود یک میلیون تن از مواد زائد و باطله دپو شد.
در مرحله سوم که بین سالهای 1964 تا 1981 انجام شد که معدن با تولید 2/5 هزار تن پیروتیت با درصد عیار سولفید انجام شد. در این مرحله سنگ پیریت استخراج شده از کانی اصلی به وسیله قسمت کانه آرایی و روش جداسازی ثقل سنجی(جیک) در قسمت کانه آرایی مورد استفاده قرار می گیرد روش جداسازی ثقلی (پرعیارسازی ثقلی) برای جداسازی مواد از جمله فلزات سولفیدی دارای وزن مخصوص به کار می رود در طول این دوره بیش از 3 میلیون تن ضایعات معدن در یک منطقه حدود 30 هکتاری ذخیره شده در تصویر 2 مشاهده می شود.
اسلاید 18 :
باطله های معدن کیتارا بیشتر شامل کانی های سولفیدی مانند پیروتیت، پیریت و کالکو پیریت گالن و اسفالریت است و این باطله های معدن تولید مقادیر قابل توجهی از AMD (زهکشی اسیدی معدن) می کنند. مطالعات قبلی روی نمونه های نشان می دهد که آب منطقه دارای PH=2.9-4.2 و غلظت بالای سولفات( 5000 تا 47 میلی گرم بر لیتر) و آهن (12000 تا 1 میلی گرم بر لیتر) و غلظت مس و روی (58 تا 47 میلی گرم بر لیتر) رسیده بود.
در سایت معدنی کیتارا برخی از مواد معدنی ثانویه در سطح زمین مشاهده شد(مانند گوتیت، ژادوسیت، آلونیت، گچ) که وجود این مواد معدنی در مقادیر زیاد نشان دهنده وجودAMD بسیار فعال در منطقه است.
کانسار سولفیدی کیتارا از نوع رسوبات دگرگونی است که سنگ میزبان آن از نوع آتشفشانی است. نوع کانی سازی متشکل از پروتیت های عظیم با مقدار کمی اسفالریت، گالن، کالکو پیریت و پیریت در فاز کوهزایی مربوط به دوره دگرگونی هر سنین است. در قسمت های زیرین کیتارا لایه شیل دگرسانی وجود دارد که امکان تسهیل نفوذ AMD را فراهم می آورد علاوه بر آن در جدول آب های زیرزمینی که در اطراف این سازند وجود دارد عمق آب ها بین 10 تا 20 متر است
اسلاید 19 :
نمونه برداری و آماده سازی نمونه
برای این کار باید با توجه به معیارهای مناسب نقاط نمونه برداری را انتخاب کرد. پس از بررسی نقشه های توپوگرافی و زمین شناسی و با توجه به مطالعات قبلی انجام شده در معدن متروکه کیتارا نمونه برداری از خاک در 3 نقطه متفاوت براساس موقعیت مکانی باطله های معدن صورت گرفت. طراحی نقاط نمونه برداری باید با توجه به شیب منطقه ، غلظت عناصر و قابلیت تحرک عناصر صورت پذیرد. فاصله بین نقاط نمونه برداری متفاوت بوده و از 150 متر تا 350 متر متغیر است. 4 گروه از نمونه های خاک جمع آوری شده عبارتند از :
1-نمونه هایی که در بالادست معدن از ضایعات معدن گرفته شده است(حدود 13 نمونه)
2-نمونه هایی در نزدیکی باطله معدنی(27 نمونه)
3-نمونه هایی در پایین دست سایت معدنی(22 نمونه)
4-نمونه گیری از باطله های معدن کیتارا(12 نمونه)
در نهایت 620 نمونه از خاک (شماره های s1 تا s62) و 12 نمونه از زباله های معدنی (r1 تا r12) در سایت و اطراف منطقه که در حدود 6 کیلومتر مربع است جمع آوری شد .
