منبع پایان نامه با موضوع زیست محیطی، سلسله مراتبی، سلسله مراتب، اثرات زیست محیطی

دانلود پایان نامه ارشد

نمونه‌های موجود………………………………78
شکل4-1- هیدرومتری نمونه‌های خاک…………………………………………………………………………………106
شکل4-2- بافت خاک سطحی با استفاده از طبقه بندی شپرد (Shepard, 1954)……….107
شکل4-3 مقایسه میانگین عناصر سمّی سنگین نسبت به غلظت رایج آنها در خاکهای ماسه‌ای غیر آلوده………………………………………………………………………………………………………………………………….111
شکل4-4-توزیع مکانی غلظت عناصر در خاکهای سطحی: (1)مس؛ (2)آرسنیک؛ (3)سرب؛ (4)روی؛ (5)کادمیم؛ (6)مولیبدن؛ (7)آنتیموان؛ (8)بیسموت؛ (9)منگنز؛ (10)نیکل؛ (11)کرم
………………………………………………………………………………………………………………………………………………..113
شکل4-5-نتایج حاصل از انجام آزمون PCA بر روی نمودار سه بعدی مؤلفه‌های اصلی در حالت چرخش واریماکس براساس غلظت کل عناصر در نمونه‌های خاک……………………………..127
شکل 4-6- نتیجه انجام رده بندی خوشه‌ای به روش سلسله مراتبی بر روی داده‌های خاک سطحی…………………………………………………………………………………………………………………………………….128
شکل7-4-نتایج محاسبه شاخص بهنجار شده غنی شدگی برای عناصر بالقوه سمی در خاکهای منطقه………………………………………………………………………………………………………………………………………131
شکل8-4- نتایج محاسبه ضریب زمین انباشت داده‌های خاک سطح…………………………………134
شکل4-9-توزیع مکانی ضرایب زمین انباشت در خاکهای سطحی منطقه.الف) مس؛ ب) آرسنیک؛ ج) سرب؛ د) روی؛ ذ) کادمیم؛ ر) مولیبدن؛ز) بیسموت؛ ژ) گوگرد؛ ه)آنتیموان………………………………………………………………………………………………………………………………..135
شکل4-10-توزیع مکانی مقادیرSPI در نمونه‌های خاک سطحی……………………………………….147
شکل4-11-نتایج حاصل از انجام آزمون PCA بر روی نمودار سه بعدی مؤلفه‌های اصلی در حالت چرخش واریماکس براساس غلظت کل عناصر در نمونه‌های خاک زیر سطحی………….153
شکل4-12- نتیجه انجام رده بندی خوشه‌ای به روش سلسله مراتبی بر روی داده‌های خاک زیر سطحی………………………………………………………………………………………………………………………………154
شکل4-13-نتایج انجام استخراج ترتیبی بر روی نمونه‌های خاک و غبار فیلتر…………………..156
شکل 4-14-نتایج حاصل از انجام آزمونPCA بر روی نمودار سه بعدی مؤلفه‌های اصلی در چرخش واریماکس بر اساس غلظت عناصر سمناک در مرحله اول استخراج گزینشی…………158
شکل 4-15 روابط زمین شیمیایی عناصر سمناک در مرحله اول روش BCR با استفاده از آزمون آنالیز خوشه‌ای……………………………………………………………………………………………………………..159
شکل 4-16-نتایج حاصل از انجام آزمونPCA بر روی نمودار سه بعدی مؤلفه‌های اصلی در چرخش واریماکس بر اساس غلظت عناصر سمناک در مرحله دوم استخراج گزینشی…………161
شکل 4-17 روابط زمین شیمیایی عناصر سمناک در مرحله دوم روش BCR با استفاده از آزمون آنالیز خوشه‌ای………………………………………………………………………………………………………………162
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………..164
شکل 4-19 روابط زمین شیمیایی عناصر سمناک در مرحله سوم روش BCR با استفاده از آزمون آنالیز خوشه‌ای………………………………………………………………………………………………………………165
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…….167
شکل 4-21 روابط زمین شیمیایی عناصر سمناک در مرحله چهارم روش BCR با استفاده از آزمون آنالیز خوشه‌ای………………………………………………………………………………………………………………167
شکل 4-22- گونه پذیری سرب در خاکهای مورد مطالعه…………………………………………………..168

فصل اول

مقدمه
1-1- کلیات

فرایندهای معدنکاری، ذوب و کانه آرایی در بسیاری از نقاط جهان سبب آلودگی زیست بومهای طبیعی مجاور این مراکز شده‌است. این فرایندها عناصر بالقوه سمناک را به شکل گاز، ذرات معلق، پساب مایع و یا باطله‌های جامد به محیطهای طبیعی به ویژه آب، رسوب و خاک اضافه می‌کنند (Dudka and Adrino, 1997). تولید مس نمونه بارزی از ایجاد این گونه مسائل زیست محیطی است، چرا که ذوب کانسنگ سولفیدی مس به آلودگی وسیع هوا منجر می‌شود. گسیل های گازی اغلب با گازهای سمّی مانند گوگرد دیوکسید و فلزات سنگین از جمله As, Pb, Hg, Cd, Ni, Be, v همراهند. در مناطق مجاور منبع آلاینده، تنفس هوای آلوده به این گسیل‌ها منجر به ورود غلظت های بالا به بدن موجودات زنده می شود. فلزات سنگین گسیل شده از راه بارش جوی وارد بوم سامانه های زمین می‌شوند. افزون بر این، همراه با خاک و رسوب وارد شبکه های غذایی شده و می توانند تندرستی جمعیت‌های زنده را به خطر اندازند. بدین ترتیب که فلزهای بالقوه سمّی نهشته شده از جو، درسطح زمین با خاک آمیخته می شوند؛ این فلزها می‌توانند بخشی از تغذیه آبخوان ها یا رواناب های سطحی را تشکیل دهند (مُر و همکاران،1387). در زیست‌بوم‌سامانه‌هایی که دچار آلودگی انسان‌زاد شده‌اند، تعیین مقدار کل هر عنصر صرفاً روند تغییرات و یا نوع عناصر آلاینده را مشخص می‌کند و اطلاعاتی در زمینه تحرک و یا زیست دسترس پذیری آنها به دست نمی‌دهد؛ زیرا تحرک و زیست دسترس پذیری یک عنصر آلاینده به شکل حضور آن در محیط بستگی دارد. بطور کلی تغییر در شرایط محیط طبیعی با تغییر شکل حضور عناصر بالقوه سمناک و حتی عناصر مغذی ضروری همراه بوده، و می‌تواند به شدت بر رفتار زمین‌شیمیایی آنها در محیط تاثیر بگذارد. برای پیش بینی رفتار شیمیایی یک عنصر باید شکل‌های مختلف آن در محیط مورد نظر ( برای مثال خاک و یا رسوب) به طور کامل در انواع شرایط سامانه‌های طبیعی مورد بررسی قرار گیرد. شناسایی و تعیین غلظت فلزات بالقوه سمناک مرتبط با بخش‌های مختلف خاک و یا رسوب تحت عنوان تجزیه کسر شیمیایی (chemical fraction analysis) شناخته شده‌است. در این روش با استفاده از حلالهای متفاوت و بر طبق دستورالعمل استخراج ترتیبی (sequential extraction procedure) شرایط متنوعی برای آزادسازی و انحلال عناصر مرتبط با فازهای مختلف و یا ساختارهای کانی شناختی خاص در نمونه خاک و یا رسوب ایجاد می‌شود. توالی ویژه‌ای برای شناسایی شکل‌های عناصر بالقوه سمناک در خاک و یا رسوب وجود دارد. این توالی بسته به شرایط متفاوت دارای تنوع زیاد می‌باشد؛ اما آنچه مسلم است روشهای تجزیه‌ی کسر شیمیایی اطلاعات ارزشمندی از منشأ، تحرک فیزیکوشیمیایی، انتقال و پتانسیل سمناکی عناصر آلوده را را فراهم می‌کند. در واقع انواع شکلهایی که توسط تجزیه کسر شیمیایی شناسایی می‌گردند، تخمینی از مقدار عناصر سمناک در مخازن مختلف این عناصر در خاک و یا رسوب می‌باشند، که می‌توانند با تغییر شرایط محیطی آزاد گردند. هدف از ارائه این فصل بیان طرح موضوع و ارائه کلیاتی در راستای اهداف و فرضیه‌های پژوهش، روشهای ذوب، اثرات زیست محیطی ذوب فلزات، روشهای تفکیک شیمیایی و ارتباط آنها با تحرک و زیست‌دسترس‌پذیری عناصر بالقوه سمناک، معیارهای گزینش و انواع الگوهای استخراج عناصر می‌باشد.

1-2- طرح موضوع و اهمیت آن در مطالعات زیست محیطی

پايش زيست محيطي در مناطق صنعتي به ويژه در مجاورت کوره‌های ذوب کانسنگهای فلزی و شناسايي منابع آلاينده طبيعي و انسانزاد مي‌تواند نقش بسيار مهمي در کمينه کردن خطرات زيست محيطي داشته باشد، و به بهينه سازي سامانه ذوب و فرآوري مواد معدني کمک زيادي کند. از اين راه مي توان آسيب هايی که به ساکنان منطقه وارد مي‌شود را کاهش داد. از طریق تجزیه‌ی کسر شیمیایی امکان تعیین میزان تحرک، رهاسازی و پتانسیل زیست دسترس‏پذیری عناصر فراهم می‌شود. در معادن مس پورفیری و واحدهای کانه آرایی و ذوب آنها، بدلیل تنوع منابع آلاینده، شکل حضور عناصر در محیطهای زمین‌شیمیایی آب، خاک و رسوب این مراکز نیز تنوع گسترده‌ای دارد. علاوه بر منابع آلودگی و نوع عناصر آلاینده، شرایط اقلیمی که تأثیر زیادی بر فرایندهای زمین شناختی و زیست محیطی مانند تشکیل خاک، رهاسازی و انتقال عناصر دارد نیز در نقاط مختلف تفاوت می‌کند. تمام این عوامل بر رفتار شیمیایی، تحرک و زیست دسترس‌پذیری یک عنصر در خاک، آب و یا رسوب تاثیر می‌گذارد.
تفکیک شیمیایی عناصر در خاک و یا رسوب با استفاده از روشهای استخراج ترتیبی (extraction sequential) انجام می‌شود. با استفاده از این روش انتظار می‌رود که هم پیش بینی مناسبی در مورد انواع شکل شیمیایی عناصر بالقوه سمناک فراهم ‌آید، و هم عوامل حاکم بر رفتار این عناصر در خاک و یا رسوب شناسایی شوند (Violante et al., 2007).
تفکیک شیمیایی عناصر از طریق روشهای استخراج ترتیبی در واقع نوعی ارزیابی خطر زیست محیطی محسوب می‌شود که می‌توان آنرا بر طبق مراحل زیر شرح داد:
انتخاب عناصر دارای پتانسیل سمناکی
ارزیابی سطح آلودگی عناصر مورد نظر و نیاز به تحقیقات بعدی در زمینه پتانسیل رهاسازی عناصر از خاک و یا رسوبات
تعیین پتانسیل رهاسازی، انحلال و انتقال عناصر سمی
زیست دسترس پذیری عناصر آلوده برای موجودات زنده‌ای که در معرض آلودگی قرار دارند
ارتباط بین شاخص‌های فیزیکوشیمیایی محیط مانند pH بررفتار عناصر
تأثیر ترکیب کانی‌شناختی بررفتار عناصر و ارتباط آن با غلظت عناصر در اجزاء تفکیک شده در هر مرحله از روشهای تفکیک شیمیایی
برآورد ریسک (risk assessment) انواع عناصر آلاینده و همچنین خطر منابع مختلفی که این عناصر را وارد محیط می‌کنند.
ضرورت بهسازی و یا پاکسازی عناصر آلاینده، تعیین الویت منابع الودگی و ارزیابی گزینه‌های مختلف پاکسازی با توجه به شرایط منطقه
راه اندازي کارخانه ذوب کانسنگ مس خاتون آباد، حساسيت زيادي در منطقه ایجاد کرده است به طوريکه سازمان حفاظت محيط زيست و عامه مردم، فعاليت اين کارخانه را عامل اصلي بروز بيماري و مرگ و مير دامهای منطقه در چند سال اخير مي‌دانند. شرکت ملي صنايع مس تا کنون برای جبران تلفات دامی مورد ادعا، غرامت زيادي پرداخت کرده است. علت مرگ و مير گوسفندان در منطقه تاکنون به درستی مشخص نشده است و احتمال این که عوامل ديگري بجز کارخانه ذوب مس خاتون آباد نیز در بروز اين نابهنجاريها دخيل باشند وجود دارد. در اين پژوهش ابتدا بی هنجاريهاي موجود در خاکهای منطقه شناسايي و عوامل مؤثر در ايجاد آنها مشخص می‌شود. سپس سهم عوامل طبيعي و انسانزاد به وجود آورنده اين بی‌هنجاريها به طور جداگانه محاسبه می‌گردد.

1-3- اهداف و فرضیه‌های پژوهش

محیط‌های زمین شناختی (آب، خاک و رسوب) در مناطق مجاور مراکز معدنکاری و ذوب همواره در معرض غلطت‌هایی فراتر از غلظت طبیعی عناصر سمناک قرار دارند. در یک زیست‌بوم‌سامانه محیط‌هایی مانند آب، رسوب و خاک تأمین کننده عناصر مورد نیاز در

پایان نامه
Previous Entries منبع پایان نامه با موضوع تحلیل عاملی، تحلیل عامل، تحلیل مؤلفه های اصلی، چند متغیره Next Entries منبع پایان نامه با موضوع زیست محیطی، مصرف انرژی، پایداری محیطی، مدیریت زیست محیطی