منبع پایان نامه با موضوع رویکردهای مدیریتی، یافته های پژوهش، زیست محیطی، الگوی کامل

دانلود پایان نامه ارشد

یی BCR

Factor1
Factor2
Factor3
Communalities
Cu

0.24

0.99
As

0.83
0.88
Pb

0.81

0.98
Zn
0.033

1
Cr

0.49

0.93
Al

0.9

0.99
Fe

0.98
0.99
Mn
0.98

0.99
Mo
0.96

0.99
Ni
0.96

1
var%
43.46
29.81
24.39

مؤلفه اول بیش از 43 درصد واریانس داده‌ها را شامل می‌شود. به نظر می‌رسد آزاد شدن عناصر در این مرحله ارتباط قوی با اکسایش سریع برخی کانیهای سولفیدی مانند پیریت دارد. بیشتر عناصر سمناک می‌توانند در ساختار کانیهای سولفیدی به صورت ناخالصی و جایگزینی در شبکه بلوری آنها حضور داشته باشند. عناصر Mn, Mo, Ni در مؤلفه اول قرار می‌گیرند، که هر سه از لحاظ اندازه شعاع یونی به یکدیگر نزدیک می‌باشند و قرار گرفتن این عناصر با یکدیگر با روندهای زمین شیمیایی طبیعی همخوانی دارد. به نظر می‌رسد روندهای زمین شیمیایی مشاهده شده در این مرحله بیشتر با رفتار زمین شیمیایی عناصر سمناک در دمای بالا در ارتباط باشد تا شرایط هوازده سطحی؛ زیرا عناصر در مرحله سوم روش BCR از طریق اکسایش سریع کانیهای سولفیدی آزاد می‌شوند. مسلماً چنین شرایطی در هوازدگی طبیعی و انتقال عناصر در محیط خاک رخ نمی‌دهد.

شکل 4-18-نتایج حاصل از انجام آزمونPCA بر روی نمودار سه بعدی مؤلفه‌های اصلی در چرخش واریماکس بر اساس غلظت عناصر سمناک در مرحله سوم استخراج گزینشی

شکل 4-19 روابط زمین شیمیایی عناصر سمناک در مرحله سوم روش BCR با استفاده از آزمون آنالیز خوشه‌ای

4-4-4-عناصر مرتبط با اجزاء باقیمانده
همانطور که قبلاً نیز عنوان شد این مرحله در روش اصلی BCR وجود ندارد؛ اما به منظور دستیابی به الگوی کاملتری از تفکیک شیمیایی عناصر سمناک این مرحله نیز با استفاده از تیزاب به عنوان حلال انجام شد. در این بخش عناصر سمناک در ساختارهایی قرار دارند که به راحتی آزاد نمی‌شوند؛ زیرا روابط عناصر در این مرحله متأثر از انتقال ساده عناصر بین بخش جامد و محلول خاک نمی‌باشد؛ بلکه بیانگر عناصری است که به مرور زمان و با هوازدگی بیشتر ذرات خاک، آزاد می‌گردند.
جزء بازماندی تقریباً برای تمام عناصر بالقوه سمّی جزء قابل ملاحظه‌ای را تشکیل می‌دهد؛ این مطلب بویژه در مورد مولیبدن، نیکل و کرم صحیح است. دلیل این امر تمایلات سنگ دوستی این عناصر است (Kabata- Pendias and Mukherjee, 2007). نسبت جزء بازماندی گویای سهم بومی یا زمین زاد فلز است (Kassalainen and Yli-Hlla, 2003).
تحلیل داه‌های حاصل از این مرحله نشان می‌دهد که سه مؤلفه اصلی 91% از واریانس داده‌ها را تشکیل می‌دهند. بجر عناصر As, Mo که در مؤلفه اول قرار دارند بیشتر عناصر در مؤلفه دوم واقع شده‌اند و این موضوع نشان می‌دهد که اساساً عناصر سمناک در فازهایی واقع شده‌اند که به راحتی آزاد می‌شوند و این موضوع بسیار نگران کننده می‌باشد و گویای این مطلب است که تحرک و زیست دسترس پذیری عناصر بالقوه سمناک بالا می‌باشد و با توجه به آلودگی بسیار شدید منطقه خطر جدی برای این زیست بوم سامانه محسوب می‌شود.

جدول4-18-نتایج حاصل از انجام آزمون PCA بر روی داده‌های عناصر سمناک در مرحله چهارم روش تفکیک شیمیایی BCR

Factor1
Factor2
Factor3
Communalities
Cu

-0.12

0.83
As
0.82

0.76
Pb

0.88
0.8
Zn

0.51

1
Cr

0.69

0.98
Al

0.83

0.98
Fe

0.9
0.87
Mn

0.97

0.97
Mo
0.97

1
Ni

0.96

0.97
var%
38.43
34.35
19.07

شکل 4-20-نتایج حاصل از انجام آزمونPCA بر روی نمودار سه بعدی مؤلفه‌های اصلی در چرخش واریماکس بر اساس غلظت عناصر سمناک در مرحله چهارم استخراج گزینشی

شکل 4-21 روابط زمین شیمیایی عناصر سمناک در مرحله چهارم روش BCR با استفاده از آزمون آنالیز خوشه‌ای

برای مثال در شکل4-22 گونه پذیری سرب در ایستگاههای مختلف نشان داده شده است.

شکل 4-22- گونه پذیری سرب در خاکهای مورد مطالعه

همان طور که ملاحظه می‏شود مقدار جزء بازماندی در خاک سطحی ایستگاه 19که نسبت به ایستگاههای 5و9و17 فاصله بیشتری از دودکش دارند بیشتر است و همچنین این مطلب در مورد ایستگاه 21 که غبار فیلتر است و ماهیتی کانیایی دارد نیز صحیح است. این روند کم و بیش در مورد سایر عناصر وجود دارد. به نظر می‏رسد در ایستگاههایی با آلودگی کمتر، نسبت بیشتری از عناصر به صورت فاز بازماندی (انحلال ناپذیر) وجود دارد (Burt et al., 2003). اولاجیر و دیگران (Olajire et al., 2003) نشان دادند که در خاکهای آلوده مناطق اطراف کوره های ذوب سرب، جزء غالب سرب در این خاکها، جزء کربناتی است.
گسیل سرب از کوره های ذوب به طور عمده به صورت 〖PbSO〗_4 , PbO, PbO. 〖PbSO〗_4 است (Forster and Lott, 1980)؛ اما کانی کربناتی سرب (〖PbCO〗_3) ممکن است محصول هوازدگی گسیلهای سرب باشد (Murphy, 1992). همراهی سرب با جزء کربناتی با یافته های پژوهشگران دیگر مطابقت دارد (Li and Thornton, 2001; Jalali and Khanlari, 2008). همانگونه که شکل 4-22نشان می دهد جزء تبادل پذیر و کربناتی این عنصر به ویژه در خاکهای آلوده‏ترS5, S17 قابل ملاحظه است.
تحرک فلزات در خاک براساس غلظت نسبی و مطلق فازهایی با پیوند ضعیف در خاک ارزیابی می شود. شاخص نسبی تحرک پذیری یک عنصر در نمونه توسط ضریب تحرک (Mobility Factor) محاسبه می‏شود (Owor, 2007; Forghani et al, 2009 ). ضریب تحرک در روش استخراج ترتیبی براساس رابطه4-1 محاسبه می شود. در تعیین این ضریب سه فاز اول در استخراج ترتیبی به عنوان فاز متحرک و فاز دیگر بعنوان فاز غیر متحرک در نظر گرفته می‏شود.
(رابطه4-1) ((F1+F2+F3))/((F1+F2+F3+F4)) MF=
مقادیر بالای MF نشان دهنده دسترس پذیری بالای فلز سنگین در خاک است (Karczewska, 1996; Narwal et al., 1999). بررسی مقادیر مندرج در جدول4-19نشان می دهد که در بیشتر مواردMF بالای50 درصد (بجز کرم و مولیبدن) است. این بدان معنی است که تحرک عناصر در خاکهای منطقه مورد مطالعه بسیار قابل توجه می باشد. بالا بودن مقدار MFدر نمونه‌های مختلف انتخاب شده بر حسب شدت آلودگی (از شدید تا کم) و فاصله از دودکش گویایی این موضوع است که در تمام موارد عامل انسانزاد سهم عمده در آلودگی منطقه داشته است. مقدار MF در نمونه های خاک سطحی ایستگاه5 و9 و17 که از آلوده ترین ایستگاههاست، نسبت به سایر ایستگاهها بالاتر بوده و نشان دهنده سهم بیشتر انسانزاد عناصر است. همچنین ایستگاههای 17 و 9که به ترتیب فاصله از دودکش انتخاب شده اند نیز مقدارMF از ایستگاه 9 به طرف17 برای عناصر آرسنیک و مولیبدن کاهش می یابد. این مطلب به وضوح در مورد تحرک آرسنیک و مولیبدن با توجه به pH در منطقه که از قلیایی به سمت اسیدی می‌رود کاملاً مشهود است و تأیید کننده این مطلب که دو عنصر آرسنیک و مولیبدن در شرایط قلیایی تحرک بیشتری دارند، می‌باشد.

جدول4-19- نتایج محاسبه ضریب تحرک عناصر سنگین در خاکهای مورد مطالعه و غبار فیلتر
 
As
Cr
Cu
Mn
Mo
Pb
Zn
T5
84.42
36.86
89.89
63.62
28.87
90.22
60.71
T9
99.68
93.52
59.69
86.19
85.61
90.82
50.27
T17
53.95
34.81
73.42
60.32
20.18
91.26
57.84
T19
72.99
57.53
66.32
66.74
70.17
63.60
54.43
T21
34.64
54.12
89.15
92.12
16.39
72.67
96.96

به طور کلی با توجه به مطالب بالا و توزیع عناصر مورد بررسی در اجزاء مختلف خاک می توان چنین نتیجه گرفت که عناصرCu, As, Pb, Zn, Mn, Mo, Cr تحرک زیادی در خاکهای منطقه دارند. در هر حال در ایستگاههای آلوده تر، عناصر از تحرک بیشتری برخوردارند. اما باید توجه داشت که بافت نسبتاً درشت خاک و کم بودن میزان ماده آلی در خاک می تواند عاملی برای تشدید تحرک در خاکها باشد. همچنین باید توجه داشت که ریزش مداوم آلاینده ها و تداوم فرایند اسیدی شدن خاکها با گذشت زمان، و همچنین در نظر گرفتن این مطلب که زمان ماندگاری عناصر سمی در خاک بسیار بالا است، آلوده بودن خاک به ویژه در مناطق نزدیک به دودکشها می‏تواند عواقب وخیمی برای بوم سامانه های اطراف و تندرستی ساکنان منطقه در پی داشته باشد.

فصل پنجم

نتیجه‌گیری و پیشنهادات

5-1-مقدمه

در زیست بوم سامانه‌های آلوده به عوامل انسان‌زاد، مبنای ارزیابی تحرک و زیست دسترس پذیری و در نهایت سمناکی یک عنصر آلوده، شکل حضور آن در محیط است که از راه روشهای تفکیک شیمیایی مرحله‌ای تعیین می‌شود. در این پژوهش محیط زمین شیمیایی خاک مرتبط با کارخانه ذوب خاتون آباد از نظر نوع، شدت و ماهیت آلودگی عناصر بالقوه سمناک ارزیابی شد. به منظور دستیابی به الگوی مشخصی از روند انتقال عناصر سمناک در محیط خاک و همچنین منابع آلودگی این عناصر، بازدیدهای میدانی انجام و انتخاب نمونه‌ها براساس اطلاعات بدست آمده صورت گرفت. در محیط زمین شیمیایی خاک به منظور بررسی روند تغییرات و نوع گونه شیمیایی عناصر در عمق‌های مختلف خاک و با فاصله گرفتن از منابع آلودگی، نمونه‌برداری از خاک با فاصله‌های متفاوت از منابع آلودگی انجام شد.
با توجه به تنوع انواع روشهای تفکیک شیمیایی عناصر بالقوه سمناک، انتخاب روش‌های مناسب بر پایه معیارهای زیر صورت گرفت:
بررسی انواع طرح‌های پیشنهادشده برای استخراج گزینشی ترتیبی، بویژه روشهایی که به طور اختصاصی برای تفکیک شیمیایی عناصر در محیط‌های مختلف مرتبط با معدنکاری و ذوب مس استفاده شده بودند.
درنظر گرفتن ویژگیهای خاص منطقه مورد مطالعه مانند منبع آلودگی خاک، شرایط اقلیمی و همچنین نتایج بدست آمده از تجزیه مقدار کل عناصر بالقوه سمناک در نمونه‌های خاک
با توجه به تقسیم بندی ارائه شده در مورد انواع روشهای تفکیک شیمیایی، روش استفاده شده در گروه تعیین گونه پذیری براساس شرایط عملیاتی تعریف شده قرار می‌گیرد.
سنجش غلظت عناصر بالقوه سمناک در نمونه‌های خاک و غبار فیلتر با استفاده از دستگاه ICP-MS انجام شد. صحت و دقت نتایج بدست آمده از طریق تکرار نمونه‌های مشابه در هر سری از آنالیز مورد ارزیابی قرار گرفت. تحلیل نتایج بر مبنای غلظت زمینه طبیعی عناصر، از طریق شاخص‌های زیست محیطی و آزمون‌های آماری انجام شد. در ادامه نتایج بدست آمده به همراه پیشنهادات صورت گرفته برای محیط زمین شناختی خاک شرح داده می‌شود.

5-2-نتایج بدست آمده از محیط زمین شناختی خاک و غبار فیلتر

تجزیه نمونه غبار فیلتر دودکشها، و مشخص شدن آلوده بودن خاکهای سطحی به فلزات بالقوه سمّی به ویژه در مناطق اطراف دودکشها، نشان‌دهنده حضور قابل ملاحظه این عناصر در هوای طراف و مناطق مجاور کارخانه ذوب است. بدیهی است وجود این هوای آلوده را باید تهدیدی جدی برای تندرستی کارکنان کارخانه ذوب خاتون آباد و ساکنان اطراف این منطقه به شمار آورد. افزون بر این غلظت بالای برخی گازهای سمّی مانند 〖NO〗_x و〖SO〗_x در گاز خروجی از دودکشها، پتانسیل آلایندگی آنها را دوچندان می‌کند. حضور قطعات کانیایی در نمونه غبار فیلتر و آلودگی مناطق اطراف نشان‌دهنده کارآمدنبودن الکتروفیلترهای نصب شده برای به دام انداختن این ذرات است و اتخاذ رویکردهای مدیریتی دیگری را ایجاب می‌کند.
بکارگیری نرم افزار ARCGIS و نقشه توزیع پراکندگی عناصر و مواد گسیل شده از دودکشها نشان می‌دهد که بیشینه تأثیر گاز در کمینه فاصله از دودکشهاست. غالب بودن وزش باد در جهت شرق و شمال شرقی منجر به تأثیر بیشتر مواد گسیلیده در این جهت شده است. بیشتر بودن غلظت گازهای آلاینده در فصل سرما، این تهدید را بویژه در فصل زمستان بیشتر می‌کند. در هر حال وقوع وارونگی جوی، وجود هوای پایدار و آلوده بودن خاک در دیگر جهات (اگرچه با شعاع و شدت کمتر) نشان‌دهنده نقش آلاینده مواد گسیل شده از دودکشها در تمام جهات است.
یکی از راههای بررسی شعاع تأثیر آلاینده‌ها بر محیط، بررسی روند غلظت گاز گوگرد است. بالاتر بودن غلظت

پایان نامه
Previous Entries منبع پایان نامه با موضوع زیست محیطی، قابلیت مقایسه، سلسله مراتبی، سلسله مراتب Next Entries منبع پایان نامه با موضوع زیست محیطی، مدیریت زیست محیطی، آبهای زیرزمینی، ضریب همبستگی