منبع پایان نامه با موضوع زیست محیطی، مدیریت زیست محیطی، آبهای زیرزمینی، ضریب همبستگی

دانلود پایان نامه ارشد

گوگرد در خاکهای سطحی نسبت به خاکهای زیرسطحی تأییدکننده تأثیر گازSO_2 بر خاکهای سطحی و افزایش میزان گوگرد در خاک است.
نتایج حاصل از تجزیه شیمیایی نمونه‌های خاک مرتعی، نشان دهنده غلظت بسیار بالای عناصر بالقوه سمّی در این خاکها، بویژه مناطق اطراف دودکشها است. برای مثال غلظت عنصر مس در ایستگاهS1 بیش از40برابر غلظت آن در ایستگاه کنترل است. به همین ترتیب غلظت آرسنیک15برابر، کادمیم بیش از28برابر، روی 11برابر، سرب 14برابر، مولیبدن67 برابر، آنتیموان40برابر، بیسموت 18برابر، غلظت همین عناصر در ایستگاه کنترل است.
محاسبه ضریب زمین انباشت عناصر مورد مطالعه برای ایستگاههای نمونه‌برداری خاک سطحی، نتایج بدست آمده از نقشه توزیع عناصر را تأیید می‌کند. به رغم کاهش قابل ملاحظه آلودگی خاک با افزایش فاصله از دودکش، وجود غلظتهای قابل ملاحظه عناصر در تمام جهات و همچنین تشخیص آلودگی متوسط (در رده بندی ) برای این مناطق و همچنین تداوم ذوب کانسنگ مس در کارخانه ذوب خاتون آباد می‌تواند تهدیدی بسیار جدی برای افزایش آلودگی، با گذشت زمان، در این مناطق باشد.
بررسی مقادیر I_geo برای عناصر و ایستگاههای مختلف، و همچنین نقشه‌های تهیه شده از توزیع مقادیرI_geoنشان می‌دهد که درجات بیشتر آلودگی مربوط به عناصرCu, As, Zn, Pb, Sb, Cd,Mo در ایستگاههای نزدیک به دودکش است. همچنین از میزان آلودگی این عناصر با افزایش فاصله از دودکشها و درجهات مختلف به تدریج کاسته می‌شود. با توجه به این که برای عناصری مانند روی بیشترین آلودگی منحصر به ایستگاههای نزدیک دودکش می‌باشد و پس از آن به طور ناگهانی از میزان آلودگی کاسته می‌شود. این مسئله می‌تواند بازگوکننده این مطلب باشد که عناصرCu,Cd,Mo همراه با ذراتی با اندازه متفاوت حمل می‌شوند به گونه‌ای که ذرات درشت‌تر در ایستگاههای نزدیک دودکش بر روی زمین نهشته می‌شوند و ذرات کوچکتر حاوی این عناصر تا مسافتهای طولانی ‌تر حمل شده و به تدریج رقیق‌تر می‌شوند. اما روی عمدتاً با ذرات درشت حمل شده و در همان فواصل ابتدایی از کوره‌ها بر روی زمین فرو می‌ریزند. آلودگی عنصر مس تا فاصله 8 کیلومتری از دودکشها (در راستای جهت وزش باد غالب) شدید است
محاسبه ضریب آلودگی خاک SPIنیز نتایج مشابهی با I_geoبدست داد. بدین ترتیب که بیشترین ضرایب آلودگی مربوط به نزدیکترین ایستگاهها به دودکش و ایستگاههای واقع در جهت وزش باد غالب هستند. بدیهی است با محاسبه تنها یک ضریب برای هر ایستگاه و در نظر گرفتن مقدار تمام عناصر، ایستگاههایی که از نظر تمام عناصر آلودگی بالایی داشته باشند مقادیر بالاتری از SPIرا نیز به خود اختصاص می‌دهند، که در این مورد ایستگاههای نزدیک دودکش بالاترین مقادیرSPI را دارا می‌باشند. ازینرو برای بررسی جزئی‌تر آلودگی هر ایستگاه به عناصر مختلف رسم نقشه توزیع عناصر و یا محاسبه ضرایبی برای هر عنصر (مانندI_geo) نتایج دقیق‌تری بدست می‌دهد. به کارگیری روشهای آماری نیز نقش مؤثر دودکشها در آلودگی خاک را نشان داد. ضرایب همبستگی قوی و مثبت بین فلزات بالقوه سمّی، وجود ضریب همبستگی قوی و منفی بین غلظت این فلزات و فاصله از دودکش، و قرار گرفتن آنها در یک خوشه و یک عامل که در حقیقت ناشی از وجود همبستگی قوی بین آنهاست، همگی تأییدکننده منشأ مشترک آنها یعنی دودکشهای کارخانه ذوب مس خاتون آباد است.
مقایسه غلظت فلزات مورد مطالعه در خاک سطحی و زیرسطحی غنی شدگی خاک سطحی و تفاوت قابل ملاحظه آن با خاکهای زیرسطحی را نشان می‌دهد.
در ایستگاههای آلوده‌تر عواملی همچون اشباع ظرفیت ذرات جاذب فلزات، و درشت بودن بافت خاک امکان مهاجرت فلزات آلاینده از سطح به عمق بیشتر را فراهم کرده است. در هر حال به رغم نقش مؤثر دودکشها در آلودگی خاک در تمام ایستگاهها، نباید نقش فرایندهای طبیعی مانند فرایندهای زمین شناختی و فرایندهای زیست شناختی را در غنی‌شدگی خاک بالایی نادیده گرفت.
نتایج بدست آمده از انجام استخراج ترتیبی بر روی 4 نمونه خاک سطحی و غبارفیلتر نشان می‌دهد که عناصرAs, Pb, Cr, Zn, Mn در فازهای تبادل پذیر و کربناتی، درصد قابل ملاحظه‌ای را شامل می‌شوند و در واقع این عناصر بیشترین تحرک زیست محیطی را در محیط خاک مرتبط با کارخانه ذوب خاتون آباد دارا می‌باشند. انجام آزمون تحلیل مؤلفه اصلی بر روی داده‌های حاصل از فاز کاهشی نشان می‌دهد که مؤلفه اول شامل عناصرZn, Al, Ni می‌باشد؛ ظاهراً قرار گرفتن این عناصر در مؤلفه اول مبین جذب این عناصر توسط اکسیدها و هیدروکسیدهای آهن و منگنز است. در مؤلفه دوم عناصر Cu, As, Cr, Mn, Mo قرار می‌گیرند. این عناصر دارای تحریک پذیری بیشتری نسبت به مؤلفه اول می‌باشند؛ اما بخشی از این عناصر نیز توسط اکسیدهای آهن و منگنز جذب می‌شوند. در مؤلفه سوم که بیش از 22% واریانس داده را به خود اختصاص داده است تنها عنصر Fe قرار دارد. تقریباً در بیشتر نمونه‌های خاک اکسیدها و هیدروکسیدهای آهن و منگنز نقش فعالی در جذب عناصر As, Cu, Cr, Mn, Mo, Ni, Pb, Zn, Fe ایفا می‌کنند. از طرفی قرار گرفتن Fe در مؤلفه جداگانه و ارتباط قوی‌تر عنصر Mn با عناصر گویای این مطلب است که نقش اکسیدهای منگنز به مراتب بیشتر از اکسیدهای بلوری آهن در جذب عناصر سمناک است. در فاز اکسیدی عناصرMn, Mo, Ni بیشترین سهم را دارا می‌باشند، 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 سازگار 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 نخواهد داد. استفاده از آزمون تحلیل مؤلفه اصلی برای عناصر موجود در فاز بازماندی نشان می‌دهد که، بجز 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، که با توجه به آلودگی بسیار شدید منطقه خطر جدی برای این زیست بوم سامانه محسوب می‌شود.
در کل با توجه به نتایج بدست آمده ار تجزیه شیمیایی غبار فیلتر، خاک سطحی و زیرسطحی و همچنین ارزیابی تحرک فلزات بالقوه سمّی در دشت خاتون آباد و زیست دسترس پذیری آنها می‌توان نتیجه گرفت که بعلت تحرک بسیار بالای عناصر و بارش ذرات بسیار آلاینده فلزی بر روی خاک و برگها، تندرستی دام و انسان را تهدید می‌کند. بدیهی است با ادامه فرایند ذوب کانسنگ مس، و با گذشت زمان، و با تجمع مقادیر بیشتر فلزات سمّی در خاک و در نهایت در گیاهان، وضعیت نابهنجاری ایجاد خواهد شد. تنفس هوای آلوده، بویژه در محدوده کارخانه ذوب خاتون آباد، تندرستی کارکنان را تهدید می‌کند. کاهش و اشباع ظرفیت بافرکنندگی خاک و اسیدی شدن آن باعث آزادشدن مقدار زیادی فلزات بالقوه سمّی در خاک خواهد شد. درشت بودن بافت خاک می‌تواند در دراز مدت آبشویی این فلزات و انتقال آنها به آبهای زیرزمینی و آلوده کردن منابع آب را تسهیل کند.

5-3- راهکارهای پیشنهادی برای مدیریت منابع آلودگی در محیط زمین شیمیایی خاک

مدیریت زیست محیطی عناصر بالقوه سمناک در محیط خاک بر پایه سه اصل زیر بنا نهاده شده‌است:
کنترل منشأ آلودگی
کاهش غلظت آلاینده تا حد مجاز و یا زمینه طبیعی
کاهش زیست دسترس پذیری و یا جزء انحلال‌پذیر عناصر آلاینده
روشهای بهسازی محیط خاک مانند کاهش تحرک و انتقال عناصر آلوده، غالباً از لحاظ اقتصادی پرهزینه می‌باشد. وضعیت توپوگرافی محل، نوع منشأ آلودگی، ماهیت خاک، امکان اجرایی کردن فرایند پاکسازی، و احتمال تداخل آن با فرایندهای طبیعی خاک از جمله عواملی می‌باشند که بر دشواری فرایند پاکسازی خاک می‌افزایند. برای پاکسازی خاک از عناصر آلوده، محققین روشهای متنوعی را پیشنهاد کرده‌اند. از مهمترین این روشها می‌توان به (1) جابجایی خاک آلوده؛ (2) روشهای اصلاح درجا مانند جلوگیری از تحرک عناصر در خاک؛ (3) شستشوی عناصر از خاک؛ (4) و روشهای گیاه پالایی اشاره کرد. این روشها به طور کامل توسط Logan (1992) شرح داده شده اند.
در بین روشهای موجود جمع‌آوری، جابجایی و دفن خاک‌های آلوده در مقایسه با سایر روشها بهترین کارایی را در کاهش خطر عناصر آلاینده دارد؛ اما این روش غالباً از لحاظ اقتصادی پرهزینه است. ماهیت و روند تغییرات عناصر آلوده در خاک از جمله مهمترین شاخص‌ها در ارزیابی و انتخاب روشهای پاکسازی محسوب می‌شوند. بطور مسلم آلودگی خاک درمحدوده کارخانه ذوب خاتون‌آباد محدود به خاک سطحی بوده و با افزایش فاصله از منبع آلودگی از شدت غنی شدگی عناصر در خاک نیز کاسته می‌شود. از طرف دیگر بدلیل تأثیر منبع آلودگی بصورت ذرات ریز گردو غبار برمحیط خاک، جزء محلول یا زیست دسترس پذیر عناصر آلوده در مقایسه با غلظت کل این عناصر و یا مجموع غلظت همه اجزاء درصد کمی را شامل می‌شود.
اجرای روشی در مدیریت آلودگی عناصر سمناک در خاکهای منطقه باید با درنظر گرفتن شرایط ویژه آن مانند وسعت آلودگی، نوع منبع آلودگی، روند تغییرات عناصر در اعماق مختلف خاک، شرایط اقلیمی منطقه، ماهیت حضور عناصر در خاک، نوع پوشش گیاهی، pH خاک، بافت خاک و شرایط توپوگرافی محل صورت گیرد. برای مثال اگر روش شستشوی درجا برای اصلاح خاک در منطقه خاتون آباد درنظر گرفته شود نه تنها آلودگی کم نشده؛ بلکه انتقال آن به افق‌های زیرین خاک و محدوده غیر آلوده نیز صورت می‌گیرد. این روش علاوه بر گسترش عمق آلودگی با انتقال عناصر بصورت حل‌شده به محدوده نفوذ ریشه امکان جذب این عناصر توسط گیاهان را نیز افزایش خواهد داد. همچنین استفاده از ترکیبات شیمیایی برای شستشوی عناصر آلاینده از خاک، سبب افزایش تحریک پذیری عناصری می‌شود که در شرایط طبیعی خاک توسط عوامل جاذب مانند اکسیدهای آهن و منگنز و یا کانیهای رسی جذب شده‌اند.
با توجه به شرایط منطقه و دشت خاتون آباد استفاده از گیاه پالایی نیز داری محدودیت‌های فراوانی است. ارزیابی روابط زمین شیمیایی بین عناصر بالقوه سمناک در محیط خاک نشان می‌دهد که بدلیل تبعیت منبع آلودگی از نوع عناصر موجود در سنگ معدن خوراک کارخانه و همچنین اضافه شدن برخی عناصر آلاینده از طریق سوخت‌های فسیلی، خاک منطقه توسط چندین عنصر (As, Cu, Pb, Zn, Cd, Mo, Sb, Bi) آلوده شده‌است. بسیاری از این عناصر در طی فرایند انتقال از خاک به گیاه دارای رفتار تقابلی معکوس می‌باشند؛ بطوریکه جذب همزمان دو عنصر و یا چند عنصر توسط یک گیاه امکان‌پذیر نیست. بر اساس شرایطEh,pH محیط خاک نیز پتانسیل تحرک و زیست دسترس پذیری برخی از عناصر مانند Mo,As نیز با سایر عناصر تفاوت‌هایی دارد. مهمتر اینکه تقریباً تمام عناصر آلوده در اجزاء تبادل پذیر و یا زیست دسترس پذیر دارای همبستگی خوبی با یکدیگر می‌باشند، درحالیکه با توجه به محدودیت‌های ذکر شده یک گونه گیاهی نمی‌تواند بطور همزمان همه این عناصر را از خاک جذب کند.
با توجه به در نظر گرفتن دو ویژگی مهم در مورد آلودگی خاک در منطقه خاتون آباد یعنی محدود بودن آلودگی به لایه سطحی خاک و ماهیت منبع آلاینده خاک راهکارهای زیر به ترتیب الویت برای مدیریت زیست محیطی آلودگی عناصر بالقوه سمناک در محیط خاک پیشنهاد می‌شود:
کنترل منشأ آلودگی
در تمام مطالعات زیست محیطی کنترل منشأ آلودگی در الویت اقدامات پاکسازی قرار می‌گیرد. کنترل و یا کاهش غلظت عناصر سمناک در گاز خروجی از دودکشهای ذوب بستگی به عملکرد الکتروفیلترهای موجود و افزایش کارایی کارخانه تولید اسید دارد. این اقدامات مسلماً منوط به رفع محدودیت‌های موجود در زمینه فناوری مورد نیاز و یا اصلاح روشها می‌باشد.
جمع‌آوری خاکهای سطحی آلوده
براساس نتایج حاصل از

پایان نامه
Previous Entries منبع پایان نامه با موضوع رویکردهای مدیریتی، یافته های پژوهش، زیست محیطی، الگوی کامل Next Entries منبع پایان نامه با موضوع زیست محیطی، کارشناسی ارشد، دانشگاه شیراز، محصولات کشاورزی