توزيع مکاني و بررسي شکل هاي شيميايي فلزات سنگين در خاک هاي اطراف کارخانه زغال شويي زرند

سابقه و هدف: آلودگي محيط زيست به فلزات سنگين، يکي از ره آوردهاي صنعتي شدن اجتماعات بشري مي باشد. فلزات سنگين از آلاينده هاي پايدار محيط زيست مي باشند، که از نتايج مهم پايداري اين فلزات، انباشته شدن تدريجي فلزات در خاک مي باشد. اگرچه مقدار کل فلزات سنگين در خاک يک شاخص مفيد براي ارزيابي آلودگي خاک است، اما نمي تواند معيار مناسبي در ارتباط با فراهمي، تحرک و سميت فلزات باشد. فلزات سنگين در خاک به شکل هاي مختلف شامل شکل محلول، شکل تبادلي، شکل متصل به مواد آلي، شکل متصل به اکسيدها و شکل باقي مانده وجود دارند که قابليت دسترسي آن ها متفاوت است. با توجه به اطلاعات کم در ارتباط با آلودگي منطقه زرند، اين پژوهش با هدف بررسي وضعيت آلودگي و توزيع شکل هاي شيميايي فلزات مس، سرب و کادميوم در خاک هاي اطراف کارخانه زغال شويي در زرند انجام شد.
مواد و روش ها: منطقه مورد مطالعه در 75 کيلومتري شمال غربي شهرستان کرمان و در نزديکي شهر زرند قرار گرفته است. در اين مطالعه بر اساس پوشش گياهي غالب، چهار منطقه در اطراف کارخانه زغال شويي تفکيک و با استفاده از روش نمونه برداري سيستماتيک تصادفي، تعداد 135 نمونه مرکب (5 نمونه در هر نقطه) از عمق صفر تا 30 سانتي متري خاک جمع آوري و به آزمايشگاه انتقال يافت. براي تعيين غلظت کل فلزات سنگين، 20 ميلي ليتر محلول پنج نرمال اسيد نيتريک به 0.2 گرم نمونه خاک افزوده و به مدت 10 دقيقه حرارت داده شد. بعد از 24 ساعت، نمونه ها سانتريفيوژ و غلظت فلزات در عصاره با استفاده از دستگاه جذب اتمي اندازه گيري شد. جهت تفکيک شکل هاي شيميايي فلزات سنگين شامل شکل تبادلي، قابل اکسيد (متصل به مواد آلي)، قابل احيا (متصل به اکسيدهاي آهن و منگنز) و شکل باقيمانده از روش عصاره گيري متوالي استفاده شد. در پايان هر مرحله، غلظت فلزات سنگين درعصاره ها با استفاده از دستگاه جذب اتمي تعيين شد. شاخص زمين انباشتگي جهت تعيين ميزان آلودگي در منطقه مورد مطالعه با استفاده از غلظت کل فلزات تعيين شد.
يافته ها: نتايج نشان داد ميانگين غلظت کل فلزات مس، سرب و کادميوم در منطقه از ميانگين غلظت استاندارد ارائه شده توسط دفتر آب و خاک معاونت محيط زيست انساني بيشتر بود. براساس نتايج شاخص زمين انباشتگي، هر چهار ناحيه مورد مطالعه داراي آلودگي شديد سرب هستند، در حالي که مس و کادميوم در محدوده غيرآلوده تا کمي آلوده قرار دارند. همچنين نتايج بررسي تغييرات مکاني فلزات مورد مطالعه بيانگر اين بود که بيشترين مقدار کادميوم و مس در جهت شمال غربي و غرب کارخانه با کاربري کشاورزي مشاهده شد. اين نتايج نشان دهنده وضيعت نگران کننده فلزات مس، سرب و کادميوم در منطقه چهار با کاربري کشاورزي مي باشد. نتايج تفکيک شيميايي فلزات مس و سرب در منطقه مطالعاتي نشان داد در هر چهار منطقه شکل باقيمانده اين فلزات داراي بيشترين مقدار و شکل تبادلي کمترين مقدار را به خود اختصاص داده و از روند شکل باقيمانده > شکل متصل به اکسيدهاي آهن و منگنز > شکل متصل به مواد آلي > شکل تبادلي تبعيت مي کند.
نتيجه گيري: فلزات مس، سرب و کادميوم باتوجه به ميانگين غلظت ارايه شده توسط دفتر آب و خاک معاونت محيط زيست انساني در وضيعت نگران کننده اي قرار دارند با اين وجود نتايج جزء بندي شيمايي نشان داد که شکل باقي مانده فلزات سنگين که قابليت دسترسي پاييني دارد بيشترين شکل را به خود اختصاص داده است. براساس نتايج شاخص زمين انباشتگي فلز سرب در محدوده آلودگي قرار دارد، اما بررسي توزيع فلزات در مناطق مورد مطالعه نشان داد که در مقايسه با کادميوم و مس بخش عمده اي از سرب کل به شکل باقيمانده در خاک رسوب کرده است. بر اساس اين نتايج فلزات کادميوم و مس دراين مناطق نسبت به فلز سرب خطرسازتر بوده و امکان انتقال اين فلزات به چرخه غذايي بيش از فلز سرب مي باشد.