تأثیر استخراج سنگ آهن بر غلظت برخی از فلزات سنگین و پهنه‌بندی آلودگی خاک (مطالعه موردی: معدن سنگ آهن سنگان، خواف-ایران)

آب و خاک

مقاله 6، دوره 37، شماره 1 - شماره پیاپی 87، فروردین و اردیبهشت 1402، صفحه 77-94   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.2023.79471.1219

نویسندگان

ریحانه خشتابه¹؛ مرتضی اکبری^{* 2}؛ آوا حیدری³؛ علی اصغر نجف پور⁴

¹گروه مدیریت مناطق خشک و بیابانی، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست دانشگاه فردوسی مشهد

²گروه مدیریت مناطق خشک و بیابانی، دانشکده منابع طبیعی و محیط‌زیست، دانشگاه فردوسی مشهد

³گروه محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست دانشگاه فردوسی مشهد

⁴دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی مشهد، ایران

چکیده

این پژوهش با هدف ارزیابی اثرات برخی از فلزات سنگین همچون سرب، آهن، نیکل، مس، آرسنیک و پهنه‌بندی آلودگی خاک ناشی از آنها در مناطق اطراف معدن سنگ آهن سنگان شهرستان خواف در خراسان رضوی انجام شد. جهت انجام این تحقیق، تعداد 60 نمونه خاک از عمق (0-20) سانتی‌متری به صورت سیستماتیک و از دو منطقه مجاور معدن و شاهد برداشت شد. غلظت فلزات سنگین با استفاده از دستگاه پلاسمای جفت شده القایی-آزمون طیف‌سنجی نشر نوری (ICP-AES) اندازه‌گیری گردید. آزمون‌ نرمال بودن داده‌ها به صورت استنباطی با استفاده از آزمون‌ پارامتریک t مستقل و ضریب همبستگی پیرسون انجام شد. برای کمّی نمودن میزان آلودگی خاک به فلزات سنگین، از شاخص‌های ژئوشیمیایی همچون فاکتور آلودگی، شاخص بارآلودگی و فاکتور غنی‌شدگی استفاده گردید. نقشه پهنه‌‌بندی بار آلودگی منطقه مجاور معدن و همچنین نقشه متوسط غنی‌شدگی عنصر سرب و آرسنیک نیز با استفاده از روش‌های درون‌یابی در محیط ArcGIS تهیه شد. نتایج بدست آمده نشان داد که میانگین غلظت عناصر آرسنیک، مس، نیکل، سرب و آهن در منطقه مجاور معدن به ترتیب 7/12، 5/25، 5/34، 6/48، 38860 میلی‌گرم بر کیلوگرم و در منطقه شاهد به ترتیب 5/8، 9/15، 1/32، 9/16، 29110 میلی‌گرم بر کیلوگرم بوده است. مقایسه ضریب تغییـرات فلـزات سنگین نیز نشان داد کـه بیشـترین مقدار این ضـریب مربوط به عنصر سرب با 8/42 درصد و سـایر فلـزات در منطقه مجاور معدن نیـز پراکنـدگی نسـبتاً بـالایی را نسبت به منطقه شاهد داشته‌اند. در آزمون t مستقل، مشاهده شد که مقدار سطح معنی‌داری (p-value) در همه عناصر به غیر از عنصر نیکل کمتر از 05/0 بوده که بیانگر اختلاف معنی‌دار میانگین غلظت‌ها بین منطقه شاهد و منطقه مجاور معدن می‌باشد. بر اساس بررسی‌های صورت گرفته همبستگی بین عنصر سرب با متغیر‌های نیکل، مس و آرسنیک از نوع معکوس بوده و همبستگی مثبت و بسیار قوی بین آهن با مس و نیکل به ترتیب با مقدار 8/0 و 76/0 و نیکل با مس با مقدار 82/0 وجود دارد. ضریب آلودگی عنصر سرب در منطقه مجاور معدن، مقادیر آلودگی متوسط تا قابل توجه را نشان داد که نسبت به سایر عناصر از آلودگی بیشتری برخوردار می‌باشد. عنصر سرب و آرسنیک در منطقه مجاور معدن، غنی‌شدگی متوسط تا نسبتاً شدید را نشان دادند. مقایسه نتایج بدست آمده از آنالیز نمونه‌های خاک‌ در دو منطقه شاهد و مجاور معدن با یکدیگر نشان از افزایش غلظت فلزات سنگین آهن، سرب، آرسنیک و مس در منطقه مجاور معدن‌کاری بوده است. میانگین غلظت عنصر آرسنیک و آهن احتمال بروز سمیت در آینده را هشدار می‌دهد. حضور دو عنصر مس و نیکل در خاک منطقه تحت تأثیر عوامل طبیعی و زمین‌زاد است. درنتیجه می‌توان به این مهم دست یافت که در صورتی که آلاینده‌های حاصل از معدن‌کاری سنگ آهن در مناطق مجاور معدن کنترل نشود و به دنبال آن روند بیابان‌زایی تکنوژنیک مهار نگردد. علاوه بر بروز مشکلات زیست‌محیطی متعدد تأثیر شگرفی بر بوم نظام منطقه خواهد گذاشت.

کلیدواژه‌ها

بیابان‌زایی؛ شاخص‌های آلودگی‌ خاک؛ فعالیت‌های انسانی؛ فلزات سنگین

مراجع