ک و دومی هگزاگونال۶ است. به میزان کم‌تر دیگر کانی‌های روی شامل کربنات روی (اسمیت زونیت با فرمول شیمیایی ZnCO3) و یا سیلیکات روی (همی مورفیت با فرمول شیمیایی Zn?[(OH)?-Si?O?].H?O ) می‌باشند (Alloway, 2013).
کانی‌های روی حاوی عناصر مختلفی از جمله سرب، مس، نقره و کادمیوم هستند که در این میان کادمیوم بیش‌ترین تجمع با روی را دارا می‌باشد (et al., 2007 Kabata-Pendias).
کاربردهای مهم آن در صنایع ریخته گری، صنعت ساخت و ساز و آلیاژهایی از قبیل برنج و برنز است. غبار روی به عنوان کاتالیست دارای استفاده‌ی گسترده‌ای در تولیدات شیمیایی مختلف (به عنوان مثال لاستیک، رنگدانه، پلاستیک، گریس و آفت کش) است. از این عنصر همچنین به عنوان یک عامل کاهنده و رسوب دهنده در شیمی آلی و تحلیلی استفاده می‌شود. ترکیبات و اجزای غیرآلی روی در موتور خودروها، ذخیره سازی و باتری‌های خشک و لوله‌ها بکار می‌روند. سولفید، سولفات و کلرید روی دارای کاربردهای دندانپزشکی و پزشکی می‌باشند. اکسید روی اغلب در پمادها، پودرها و دیگر فرمولاسیون‌های پزشکی استفاده می‌شود. نمک‌های روی به عنوان عوامل انحلال در داروها (مثلأ انسولین تزریقی) به کار برده می‌شوند. ترکیبات روی به عنوان قارچ کش، آنتی بیوتیک‌های موضعی و گریس استفاده می‌شوند. از صابون‌های روی (پالمیتات روی، استئارات روی و اولئات روی) برای از بین بردن خشکی، عوامل ضد سائیدگی برای لاستیک‌ها و عوامل ضد آب برای منسوجات، کاغذ و بتن استفاده می‌کنند. از آن جا که فسفید روی آزاد کننده‌ی گاز سمی فسفین می‌باشد از آن جهت تهیه‌ی سم موش استفاده می‌کنند (Merian et al., 2001).
1 – 1 – 7 – 1 روی در خاک
EPA (2003) حد مناسب روی برای خاک‌ها را ۲۰۰ میلی گرم بر کیلو گرم معرفی کرده است.
غلظت‌های روی در خاک‌های غیرآلوده در محدوده‌ی بین ۱۰ تا ۳۰۰ میلی گرم برکیلوگرم گزارش شده است. روی در pHهای معمول خاک نسبتأ متحرک است. در pHهای بالای خاک (بیش‌تر از ۵/۶) واکنش با لیگاندهای آلی شیمی روی را تحت تأثیر قرار می‌دهد. شیمی روی در خاک بدلیل ترکیبات یونی مختلف و قابلیت انحلال آن همراه با همه‌ی فلزات سنگین، بسیار پیچیده است. روی به صورت اولیه در لایه‌های سطحی خاک به حالت‌های محلول در آب و خاک، به طور قابل تبادل متصل به ذرات خاک، متصل به لیگاندهای ارگانیک، همراه با کانی‌های رسی ثانویه و هیدروکسیدها و اکسیدهای فلزی و حاضر در کانی‌های اولیه تجمع می‌یابد. فقط بخش‌هایی از روی که قابل حل هستند و یا ممکن است محلول شوند می‌توانند در دسترس گیاه قرار گیرند (Merian et al., 2001).
اگرچه روی در اغلب خاک‌ها بسیار متحرک است اما بخش‌های رسی و آلی خاک به خصوص در pH‌های خنثی و قلیایی قادر به نگهداری شدید روی می‌باشند. طبق محاسبات مشخص شده است که بخش رسی حدود ۶۰ درصد از روی توزیع شده در خاک را کنترل می‌کند (et al., 2007 Kabata-Pendias).
رفتار و دسترسی گیاهی روی بوسیله‌ی چندین پارامتر خاک کنترل می‌شود که تا حد زیادی در خاک‌های مختلف متفاوت هستند. سیلیکات‌ها، کربنات‌ها، فسفات‌ها، اکسیدها و مواد آلی ممکن است به حفظ فلز در خاک کمک کنند. در محلول خاک‌ها روی به صورت آزاد و یون‌های کمپلکس شده به صورت کاتیون‌های Zn2+، ZnCl+، ZnOH+، ZnHCO+3 و همچنین آنیون‌های ZnO22-، Zn(OH)3- و ZnCl3- است (et al., 2007 Kabata-Pendias).
روی به حالت اکسیداسیون ۲+ در خاک‌ها وجود دارد. pHفاکتور غالب مؤثر در توزیع روی در فازهای جامد و مایع خاک است که بیش‌ترین تحرک روی هم در خاک‌های اسیدی یافت می‌شود (Alloway, 2013).
متغیرهای ژئوشیمیایی زیادی وجود دارد که می‌تواند بر غلظت روی در محلول خاک و آب‌ها بواسطه‌ی چگونگی تأثیر بر حلالیت کانی‌های روی و چگونگی جذب روی بر روی سطوح کانی‌ها و مواد آلی اثر بگذارد.
متغیرهای ژئوشیمیایی که مستقیمأ بر حلالیت و جذب این فلز تأثیر می‌گذارند عبارتند از دما، فشار، pH، ریداکس (Eh)، غلظت عنصر، یون‌ها و ترکیباتی که با روی تشکیل کمپلکس می‌دهند (مانند Cl-،HS-، SO42+ و ..) و نیز فشارهای جزیی گازها (مانند O2، CO2، H2S، S2 و NH3). به علاوه عناصر و ترکیباتی هستند که به طور غیر مستقیم غلظت‌های روی محلول و حلالیت کانی‌ها را تحت تأثیر قرار می‌دهند، مانند افزایش غلظت‌های کربنات و فشار جزیی گاز CO2 که تمایل به پایداری اسمیت زونیت و دیگر کانی‌های روی کربناته دارد (McPhail et al., 2003).
1 – 1 – 7 – 2 روی در آب
EPA (2003) حد مجاز روی در آب را ۲ میلی گرم بر لیتر و WHO (2005) این مقدار را ۳ میلی گرم بر لیتر گزارش کرده است.
روی به حالت دو ظرفیتی در سیستم‌های آبزی وجود دارد. گونه زایی روی مطابق با pH متنوع است. در pH بین ۴ و ۷ روی در آب شیرین به صورت یونی در آب وجود دارد. در pH:7 فرم غالب روی به صورت یون آزاد است (۹۸%) و ۲% هم به صورت ZnSO4 است. و در pH:9 گونه‌ی اصلی روی به صورت یون مونوهیدروکسید است (۷۸%) و ۱۶% به صورت ZnCO3 و ۶% به صورت یون آزاد است (Merian et al., 2001).
در زمانی که رسوبات غنی از روی باشند روی به وسیله‌ی واکنش‌هایی مانند جذب و یا تبادل یونی با کانی‌های رسی با CEC بالا مانند کلریت به رسوبات وارد می‌شود که ممکن است مجددأ به درون آب دفع شده و سبب بالا رفتن غلظت این فلز در آب شود. از سوی دیگر زمانی که غلظت روی در رسوبات پایین است روی تمایل دارد که به شکل یک اسید محلول حضور داشته باشد و بنابراین فرض می‌شود که روی به شکل هیدروکسید یا کانی‌های سولفیدی باشد و در نتیجه در رسوبات تثبیت می‌شود. در این مورد روی نسبتأ غیر محلول است و به درون آب
وارد نمی‌شود.
رگه‌های معدنی و ورود آلودگی‌های معدنی بر آلودگی روی آب‌های این مناطق تأثیر مستقیم دارد. کادمیوم و روی همیشه با یکدیگر در طبیعت یافت می‌شوند و غلظت آن‌ها با یکدیگر به طور نزدیک در ارتباط است (Shikazono et al., 2008).
1 – 2 بیان مسئله و اهداف تحقیق
در دنیای امروز با پیشرفت صنعت، آلودگی انسان زاد خاک‌ها بوسیله‌ی عناصر فلزی همچون کادمیوم، روی، سرب، مس، نیکل، آرسنیک و جیوه در بسیاری از کشورها اتفاق افتاده است. در سال‌های اخیر این مسئله یکی از مشکلات زیست محیطی مهم در بسیاری از کشورهای توسعه یافته همچون ژاپن، آمریکا و آلمان بوده و فعالیت‌های معدنی، استفاده از کودها و نیز استفاده از آفت کش‌ها به عنوان مهم‌ترین فاکتورهای آلوده کننده‌ی خاک شناخته شده‌اند (Gnandi et al., 2002).
کانسار سرب و روی لنجان در۲۰ کیلومتری جنوب غرب اصفهان واقع شده است و از بزرگترین ذخایر سرب و روی ایران به حساب می‌آید. کانسنگ این ذخیره معدنی از کانه‌های اسمیت زونیت، سروزیت، اسفالریت وگالن تشکیل شده و کانی‌های گانگ شامل دولومیت، کلسیت، باریت، همی مورفیت، مالاکیت و مارکاسیت است. آبشویی و هوازدگی شیل‌های سیاه رنگ، سنگ آهک دولومیتی میزبان و کانه‌ها و گانگ‌ها در طول زمان سبب رها شدن فلزاتی می‌شود که در کانه زایی این کانسار یافت می‌شوند. از جمله این فلزات می‌توان به نقره، آنتیموان، کادمیوم، آرسنیک، سرب و روی اشاره کرد (داوودی فرد و همکاران، ۱۳۹۰).
از آن جا که در این منطقه روستاهای زیادی وجود دارد که در آن جمعیت قابل توجهی از مردم ساکن بوده و فعالیت‌های کشاورزی نیز در آن جا انجام شده و محصولات حاصل از آن به مصرف دام‌ها و انسان‌ها می‌رسد لذا بررسی میزان آلودگی خاک و آب منطقه ضروری می‌باشد.
جهت انجام چنین بررسی‌هایی ابتدا با مشخص نمودن موقعیت زمین شناسی و مشخصات منطقه عمل نمونه گیری از آب و خاک با هدف تشخیص آلودگی فلزات سنگین انجام شد. نمونه‌های آب از داخل معدن ایرانکوه و چاه‌های آب روستاهای منطقه برداشت شده و جهت بررسی پارامترهای کیفی و نیز عناصر سمی مورد آنالیز قرار گرفت و با استانداردهای جهانی مقایسه گردید. نمونه‌های خاک از داخل معدن و دشت‌ها و زمین‌های کشاورزی مجاور معدن برداشت شده و به منظور تعیین عناصر و فلزات سنگین مورد آزمایش قرار گرفتند.
۱ – ۳ تاریخچه‌ی مطالعات پیشین
۱ – ۳ – ۱ مطالعات پیشین منطقه مورد مطالعه
– قاسمی تودشکچویی در سال ۱۳۷۴ در غالب پایان نامه کارشناسی ارشد به بررسی زمین شناسی، آنالیز رخساره و ژئوشیمی کانسار روی و سرب کلاه دروازه – گود زندان – خانه گرگی در دامنه جنوبی ایرانکوه پرداخته است ولی در این مطالعه هیچ اشاره‌ای به مسائل زیست محیطی ناشی از معدن کاری نشده است.
– قاضی فرد و شریفی در سال ۱۳۸۰ در غالب طرحی به بررسی تأثیرات فعالیت‌های صنعتی و معدنی بر آلودگی آب‌های زیرزمینی منطقه لنجان پرداخته اند. همچنین قاضی فرد و همکاران در سال ۱۳۸۲ میزان آلودگی‌های سرب ناشی از استخراج معادن ایرانکوه بر محیط اطراف سپاهان شهر را مورد ارزیابی قرار دادند.
– غفاری در سال ۱۳۸۳ غلظت سرب در تعدادی از گونه‌های گیاهی طبیعی اطراف معدن سرب و روی ایرانکوه در اصفهان را سنجیده است. در این مطالعه غلظت سرب در خاک و پنج گونه‌ی گیاهی اطراف معدن ایرانکوه سنجیده شده و محاسبات آماری نشان داد که برخی گیاهان رشد یافته در این منطقه می‌توانند جهت کاربردهای گیاه پالایی مورد استفاده قرار گیرند.
– تیموری و همکاران در سال ۱۳۸۹ در غالب پایان نامه کارشناسی ارشد به بررسی عناصر سنگین در رسوبات آواری معدن ایرانکوه در جنوب غرب اصفهان پرداخته‌اند ولی این مطالعه جنبه‌های زیست محیطی دارا نبوده و در آن بیش‌تر به بررسی منشأ عناصر سنگین پرداخته شده است.
– داودی فرد و همکاران در سال ۱۳۹۰ در غالب پایان نامه کارشناسی ارشد توزیع عناصر جزیی و گونه‌های شیمیایی آن‌ها را در اطراف معدن بررسی کرده اند. آن‌ها عناصر سرب، روی، آنتیموان، کادمیوم و باریم را به عنوان عناصر آلاینده‌ی این منطقه معرفی کرده اند.
در موارد فوق مطالعات دقیق و کامل از نظر کیفیت آب و خاک و تأثیر گونه سازی بر گسترش آلودگی در دشت پایین دست انجام نشده است.
۱ – ۳ – ۲ مطالعات مشابه در سایر نقاط ایران
– شهبازی و دیگران در سال ۱۳۹۱ میزان آلودگی فلزات سنگین خاک را با استفاده از شاخص‌های فاکتور آلودگی، زمین انباشتگی و شاخص جامع فاکتور آلودگی در شهرستان نهاوند بررسی کردند. در این مطالعه شاخص‌های ذکر شده پس از اندازه گیری فلزات سنگین خاک‌ها بوسیله‌ی اسپکتروفتومتری جذب اتمی محاسبه گردیده و آلودگی خاک‌های منطقه را تأیید کردند.
– جنیدی جعفری و همکاران در سال ۱۳۹۱ به بررسی تأثیر جنس خاک بر نشت و جذب فلزات سنگین کروم، سرب و کادمیوم بعد از کاربرد کمپوست بر روی خاک‌ها پرداخته اند. از این مطالعه نتیجه گرفته شد که جنس و ویژگی‌های خاک بر غلظت فلزات تأثیرگذار می‌باشند و خاک‌های درشت دانه می‌توانند سبب آلودگی آب‌های نواحی اطراف شوند.
– پیرزاده و دیگران در سال ۱۳۹۱ در مطالعه‌ای به بررسی وضعیت روی و کادمیوم در خاک‌های شالیزاری و برنج استان‌های فارس، اصفهان و خوزستان پرداخته‌اند که در آن مقادیر فلزات سنگین موجود در خاک‌ها و شرایط قرار گرفتن این فلزات در دسترس گیاهان مورد ارزیابی قرار گرفت.
– فرقانی و قشلاقی در سال ۱۳۹۰ گونه سازی ژئوشیمیایی، دسترس پذی
ری و تحرک عناصر را در خاک‌های کشاورزی جنوب شرق شیراز مورد مطالعه قرار دادند که در آن توزیع فلزات در فازهای مختلف خاک‌های منطقه ارزیابی شد.
– فرقانی در سال ۱۳۹۰ عوامل مؤثر بر گونه سازی فلزات سنگین در رسوبات بستر محیط‌های آبگین را بررسی کرده است. در این مطالعه نوع اتصال عناصر سنگین در فصل‌تر و خشک دریاچه‌ی مهارلو توسط استخراج ترتیبی مورد بررسی قرار گرفت.
– کرباسی و دیگران در سال ۱۳۸۸ میزان غلظت عناصر سنگین در منابع تأمین کننده‌ی آب شرب شهرستان الشتر را مورد مطالعه قرار داده‌اند که در آن میزان فلزات سنگین آب‌ها اندازه گیری شده و میزان آلودگی آب‌ها نسبت به این عناصر بررسی شده است.
– شریعتی و دیگران در سال ۱۳۸۸ مطالعه‌ای جهت بررسی میزان آلایندگی ناشی از صنایع معدنی و فراوری سرب و روی بر آب و خاک منطقه‌ی انگوران – دندی انجام داده اند. ایشان با اندازه گیری فلزات سنگین باطله‌ها و خاک‌های دیگر روند آلودگی منطقه را مورد ارزیابی قرار دادند.
– چراغی و بلمکی در سال ۱۳۸۶ اثرات زیست محیطی معدن سرب و روی آهنگران را بر منطقه حفاظت شده‌ی لشگردر استان همدان بررسی کرده اند. در این مطالعه غلظت فلزات سنگین در نمونه‌های آب، خاک و گیاه منطقه اندازه گیری شده و با توجه به پارامترهای آماری میزان آلودگی منطقه سنجیده شده است.
– کلانتری و دیگران در سال ۱۳۸۵ آلودگی زیست محیطی ناشی از فلزات سنگین کادمیوم، سرب و جیوه را در برخی مناطق صنعتی استان کرمان مورد بررسی قرار داده‌اند و نتیجه گرفتند که میزان اسیدیته و سایر شرایط خاک بر مقادیر فلزات سنگین آن تأثیرگذار است.
۱ – ۳ – ۳ مطالعات مشابه در سایر کشورها
– Kashem و همکاران در سال ۲۰۱۱ جزء بندی و تحرک سرب، روی و کادمیوم را در برخی خاک‌های آلوده و ناآلوده‌ی ژاپن با استفاده از استخراج ترتیبی بررسی کردند. ایشان با محاسبه‌ی فاکتور تحرک به این نتیجه رسیدند که هرچه مقدار فاکتور تحرک بیش‌تر باشد میزان خطراتی که از جانب فلزات سنگین منطقه را تهدید می‌کند نیز بیش‌تر است.
– Ning و همکاران در سال ۲۰۱۱ آلودگی فلزات سنگین را در آب‌های سطحی یک ناحیه‌ی معدنی در چین ارزیابی کردند و به این نتیجه رسیدند ک در نواحی معدنی، شرایط ژئوشیمیایی و فاصله از معدن و نیز مقدار زهاب حاصل از معدن بر آلودگی آب‌ها تأثیرگذار می‌باشند.
– Nikolaidis و همکاران در سال ۲۰۱۰ آلودگی ناشی از فلزات سنگین را با استفاده از شاخص‌های فاکتور غنی شدگی و شاخص زمین انباشت در نزدیکی یک معدن سرب و روی رها شده در شمال شرق یونان مورد مطالعه قرار دادند.
– Oros و همکاران در سال ۲۰۰۹ روند آلودگی آب و خاک توسط فلزات سرب، روی و کادمیوم در ناحیه‌ی Copsa Mica بررسی نمودند و به این نتیجه رسیدند که در نواحی پایین دست معدنی مقدار آلودگی آب‌ها بیش‌تر از نواحی بالادست می‌باشد. همچنین در این مطالعه تأثیر آلودگی خاک به فلزات سنگین بر روی کیفیت خاک و گیاهان کشت شده در نواحی آلوده مورد ارزیابی قرار گرفت.
– Cidu و همکاران در سال ۲۰۰۹ در جنوب غرب ایتالیا به بررسی اثر فعالیت‌های معدنی گذشته بر کیفیت آب زیرزمینی این منطقه پرداختند. در این مطالعه پس از بررسی نمونه‌های آب منطقه مشاهده شد که مقدار اسیدیته و حضور سازندهای کربناته بر تحرک فلزات

Post your comment

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *