منبع پایان نامه با موضوع نمونه برداری، زیست محیطی، اثرات زیست محیطی، علوم زمین

دانلود پایان نامه ارشد

زمینه باید ویژگیهای مناسبی از نظر موقعیت توپوگرافی، ویژگیهای فیزیکی مشابه خاک، رژیم آبی مشابه، مواد والد مشابه، و فرایندهای خاک ساز مشابه با سایر نقاط نمونه برداری داشته باشند. نمونه های کنترل باید در مناطقی دور از منطقه بررسی برداشته شوند اما باید سعی شود که این نقطه تا جایی که امکان پذیر است به منطقه نمونه برداری نزدیک باشد، محل برداشت نمونه کنترل نیز باید محیطی از آن شهر باشد که احتمال آلودگی مشابه در آن وجود نداشته باشد.

3-2-4-6-نگهداری نمونه های خاک
یکپارچگی و سالم ماندن نمونه را می توان با عایق بندی فوری ظروف نمونه، و نگهداری آنها در مکانی با دمای 4 درجه سانتی گراد تامین کرد. نمونه ها باید بلافاصله برچسب گذاری شوند. همواره توصیه می‏شود که نمونه های خاک منجمد نشوند، و زمان نگهداری آنها در عملیات صحرایی نیز محدود می‏باشد. گاهی اوقات بهتر آن است که نمونه ها در صورت لزوم در آزمایشگاه با یکدیگر مخلوط شوند. همچنین باید مراقب آلوده شدن نمونه ها به وسیله ظروف نگهداری نمونه بود.

3-3-نمونه برداری از ریز گردهای جوی

برای انجام تجزیه های شیمیایی بر روی این گونه ذرات، نمونه های جوی را معمولا از نواحی مجاور منابع گسیل و نواحی واقع در جهت وزش باد جمع آوری می‏کنند. برای جمع آوری هواویزها، مواد فرّار و ریزگردهای واقع در ارتفاع متوسط و در سطح زمین و در محل خروج گسیلها از منابع نقطه ای از تجهیزات ویژه ای استفاده می‏شود (Siegel, 2002).
در نمونه گیری های با حجم بالا، هوا را از میان یک رشته پالایه عبور می‏دهند. اندازه روزنه پالایه ها به گونه ای انتخاب می‏شود که بتوان توزیع اندازه ذرات معلق را تعیین کرد. جداسازی ذرات با قطر کمتر از 5/2میکرومتر و بین5/2و 10میکرومتر در اغلب موارد انجام می‏شود. ذراتی که در این گستره اندازه قرار می‏گیرند به راحتی وارد ریه انسان می‏شوند. غلظت فلزات جزئی ممکن است بین این دو جزء اندازه متفاوت باشد و گاهی استنباط می‏شود که ذرات درشت تر منشأ محلی دارند در حالیکه ذرات ریزتر از منبعی دورتر آمده‌اند. گرچه این نوع اندازه گیری، اطلاعاتی در ارتباط با شیمی جو و هواویزهای معلق در آن به دست می‏دهد، اما از شیمی هواویزهایی که توسط نهشت تر یا خشک از جو جدا می‏شوند داده ای به دست نمی‏آید. به این دلیل انواع دیگر نمونه برداری نیز انجام می‏شود. یک نوع آن شامل جمع آوری بارش جوی (نهشت تر) است. نوع دوم شامل نهشت ذرات هوابرد بر روی سطوح (نهشت خشک) است. این عمل را می توان به چند روش انجام داد؛ استفاده از سطوحی که با مواد چسبنده پوشیده شده اند یا سطلهایی که بخشی از آنها با آب پر شده است و نهشت ذرات در آن شبیه نهشت بر روی سطح دریا یا اقیانوس است.
غلظت مواد معلق مربوط به زمانهای قدیم و نوسانات آنها را می توان از آثار ثبت شده چینه شناختی به دست آورد. در این مورد معمولاً از مغزه های یخ، لایه های تورب، و لایه های رسوبی در دریاچه استفاده می‏شود. از سامانه های زیست شناختی متفاوت مانند درخت و گیاهانی که الگوی رشد فصلی دارند نیز استفاده می‏شود (Eby, 2004).
برای جمع آوری ذرات معلق توسط نمونه گیرها (پمپهای مکنده هوا) باید توجه داشت که تلمبه باید برای مدت طولانی (بیش از 7ساعت)، (Williamson et al., 2004) تا 12 ساعت (NIOSH, 1995) کار کند. در مورد اول تلمبه مکنده هوا با آهنگ مکش5 لیتر در دقیقه و در مورد دوم1-3 لیتر در دقیقه کار می‏کند. جنس فیلترهای که به کار می رود معمولاً پلی کربنات غیر نمگیر است. پالایه ها پیش از قرار داده شدن در تلمبه مکنده وزن می‏شوند.

3-4-نمونه برداری از منطقه مورد مطالعه و تجزیه نمونه ها

هدف اصلی این رساله، بررسی اثرات زیست محیطی ناشی از ذوب مس در کارخانه ذوب کانسنگ مس خاتون آباد است. همانگونه که در فصل اول بیان شد، عمده ترین مسائل زیست محیطی ناشی از ذوب مس آلودگی گسترده خاک و در پی آن گیاهان است و این آلودگی ناشی از ریزش ریزگردهای حاوی فلزات سنگین و گازهای سمی گسیلیده مانند 〖NO〗_x و 〖SO〗_x است.
به منظور بررسی این آثار، لازم بود ابتدا از خاک منطقه نمونه برداری شود، و پس از آماده سازی نمونه ها و انجام تجزیه شیمیایی، وضعیت آلودگی در منطقه مشخص شود. همچنین از آنجا که غبار خروجی از دودکشها عامل اصلی آلودگی خاک و گیاهان منطقه است، نمونه برداری از این غبارها و انجام تجزیه شیمیایی بر روی غبار دودکش نیز ضروری بود. در بخشهایی که در پی می آید، روش نمونه برداری از افقهای مختلف خاک و روش آماده سازی آنها برای انجام تجزیه شیمیایی و همچنین تعیین برخی پارامترهای فیزیکوشیمیایی (pH,OC و بافت خاک) شرح داده می‏شود.

3-4-1-نمونه برداری از خاک
3-4-1-1-خاک مرتعی
در بیشتر مطالعاتی که برای بررسی تأثیر ریزشهای جوی ناشی از ذوب فلز و آلودگی خاک انجام شده است، از سطحی ترین بخش خاک یعنی صفر تا 5 سانتی متر بالایی خاک نمونه برداری می‏شود. همچنین غلظت فلز در بخش رویی خاک باید با بخش های زیرین آن مقایسه شود تا بهتر بتوان به تأثیر ریزشها بر آلودگی خاک پی برد. همان گونه که در بخش اول این فصل گفته شد معمولاً برای این منظور از نمونه برداری عمقی از نوع ناپیوسته استفاده می شود. بدین جهت برای نمونه برداری از خاک در منطقه مورد مطالعه، از 21 ایستگاه نمونه برداری شد. از این میان در6 ایستگاه نمونه خاک سطحی( cm5-0) و زیرسطحی (cm20-15) و در15 ایستگاه تنها نمونه خاک سطحی برداشته شد.

شکل3-5-نمایی از نمونه‌های خاک برداشته شده

بدین ترتیب در مجموع21نمونه خاک سطحی و 6 نمونه خاک زیرسطحی برداشته شد. به منظور برآورد تأثیر ذوب کانسنگ مس بر آلودگی خاک، یک نقطه کنترل S20 در جهت غرب-شمال غرب کوره و در فاصله تقریباً13کیلومتری آن انتخاب شد. وزش باد غالب در این جهت کمینه است.
به منظور بررسی تأثیر ریزشهای جوی حاصل از ذوب مس بر روی خاکهای کشاورزی، لازم بود تا از خاک مزارع نیز نمونه برداری انجام شود. که از این میان3ایستگاه نمونه خاک کشاورزی است.

شکل3-6-نمونه خاک کشاورزی منطقه

در شکل3-7 محل ایستگاههای نمونه برداری از خاک مرتعی بر روی نقشه مشخص شده است. از آنجا که هدف از انجام این رساله بررسی اثرات زیست محیطی ذوب کانسنگ مس است، محل ایستگاههای نمونه برداری به گونه ای انتخاب شد تا ضمن قرار داشتن در نزدیکی روستاهای منطقه، در عین حال در جهت بالادست و پایین دست باد نیز قرار داشته نیز قرار داشته باشند . لازم به ذکر است که دو روستای خاتون آباد و اشرف آباد در موقعیتی خلاف جهت وزش باد قرار دارند. همانگونه که شکل3-5 نشان می دهد بیشتر ایستگاهها، در جهت N-NE ، و تعدادی نیز در جهاتE, S-SE ,S-SW قراردارند.
شکل3-7-موقعیت ایستگاههای نمونه‌برداری از خاک مرتعی
با درنظر گرفتن جهت وزش باد غالب، می توان گفت که روش نمونه برداری در این رساله تلفیقی از روشهای قضاوتی و نمونه برداری تصادفی لایه ای است که در بخشهای قبل در مورد آن توضیح داده شد. نمونه برداری خاک در هر ایستگاه به روش مرکب انجام گرفت، بدین ترتیب که در هر ایستگاه، ناحیه‌ای به مساحت حدود1×1متر مربع، بین 5 تا 8 نمونه خاک به صورت تصادفی برداشته شد. وزن هر نمونه بین 200تا250گرم بود. بنابراین از هر ایستگاه حدود1تا5/1کیلوگرم خاک برداشته شد. نمونه ها در یک کیسه نایلونی با یکدیگر مخلوط شدند تا نمونه مرکب به‌دست‌ آید. در هر ایستگاه محل نمونه برداری به گونه ای انتخاب شد که دور از جاده و کابلهای انتقال برق باشند تا از آلودگی احتمالی ناشی از این منابع اجتناب شود.

3-5-آماده سازی نمونه ها

پس از انتقال نمونه های خاک، عملیات آماده سازی بر روی آنها انجام شد و نمونه های خاک به مدت4روز در هوای آزمایشگاه خشک شدند. پس از خشک شدن در صورت وجود کلوخه، با استفاده از هاون دستی عقیق، کلوخه ها خرد شدند. سپس، نمونه های خشک شده از الک mm2 گذرانده شده. به منظور جلوگیری از تغییر شرایط خاک، نمونه ها در پاکتهای پلاستیکی که با دقت درزبندی شدند نگهداری، و در یخچال گذاشته شدند. مابقی نمونه های الک شده و آسیاب نشده برای انجام هیدرومتری (تعیین بافت خاک)، تعیین pH و ماده آلی به کار رفتند. در این مورد نیز بلافاصله پس از الک کردن و قراردادن نمونه ها در پلاستیکهای نایلونی عایق بندی شده، به محل اندازه گیریها (سازمان آب منطقه ای فارس) انتقال داده شدند. لازم به توضیح است که تعیین بافت خاک در آزمایشگاه زمین شیمی بخش علوم زمین، و اندازه گیریpH و ماده آلی در سازمان آب منطقه ای انجام شد. درباره این موارد در بخشهای بعد بیشتر بحث خواهد شد.

3-6-اندازه گیری برخی پارامترهای فیزیکوشیمیایی خاک

به منظور بررسی رفتار عناصر در خاک و پیش بینی تحرک و زیست دسترس پذیری عناصر در خاک پارامترهایpH، ماده آلی و بافت خاک منطقه خاتون آباد تعیین شد. پارامترهایpHو OCخاک در آزمایشگاه ” آبشناسی و تجزیه خاک وگیاه” سازمان آب منطقه ای فارس اندازه گیری شد. روشی که در این آزمایشگاه برای تعیین pH خاک به کار می‏رود (روش اندازه گیری pHدر سوسپانسیون 5/2: 1خاک و آب مقطر) بر مبنای اندازه گیری فعالیت یون هیدروژن در مایع جمع شده بر روی سوسپانسیون خاک و آب است که با pH متر (دستگاهMterohm 744) اندازه گیری می شود. روش کار بدین ترتیب است که 20گرم خاک رد شده از الک دو میلی متری در ظرف پلی اتیلن صد میلی لیتری قرار داده می شود و سپس50 میلی لیتر آب مقطر به آن اضافه و به مدت1 تا 2 ساعت توسط شیکر همزده می شود. سپس pH مایع رویی اندازه گیری می‏شود.
برای اندازه گیری کربن آلی از روش “والکلی-بلاک” (Mc Cleod, 1974) استفاده می شود. در این روش خاک را در سولفوریک اسید غلیظ و بی کرومات قرار داده و بعد از اتمام واکنش اکسایش-کاهش، بیکرومات باقیمانده با فروآمونیوم سولفات تیتر می‏گردد.
برای تعیین بافت خاک از روش هیدرومتری استفاده شد که یکی از روشهای شناخته شده برای تعیین ذرات ریزدانه خاک است. این روش بر روی12نمونه خاک مرتعی و 3نمونه خاک کشاورزی و در آزمایشگاه زمین شیمی بخش علوم زمین دانشگاه شیراز انجام شد.

3-7- تجزیه استخراج گزینشی

به منظور تعیین همراهی فلزات بالقوه سمی مورد مطالعه با فازهای خاک و پیش بینی تحرک و همچنین زیست دسترس پذیری آنها علاوه برروشی که در بخش قبل اشاره شد، تجزیه استخراج ترتیبی نیز بر روی4نمونه خاک مرتعی و غبار فیلتر انجام شد. برای بررسی تغییر گونه پذیری عناصر با فاصله از دودکش و شدت آلودگی، تعداد 4 ایستگاه انتخاب شدند.
تفکیک شیمیایی عناصر بر اساس روش استخراج گزینشی بهینه:
پس از بررسی معایب و مزایای انواع طرح های استخراج گزینشی متوالی و همچنین حلالهای استفاده شده برای هر مرحله، از بین روش های مختلف روش استخراج گزینشی BCR اصلاح شده برای تفکیک شیمیایی عناصر سمناک در نمونه های خاک انتخاب شد.
شرح کامل روش BCR اصلاح شده در فصل اول در بخش14آمده است. روش مذکور بر روی نمونه های خاک در آزمایشگاه زمین شیمی بخش زمین انجام شد. مراحل زیر به ترتیب بر روی یک گرم از هر کدام از نمونه های مورد نظر اعمال شد:
الف: مرحله اول تعیین جزء تبادل پذیر
قراردادن یک گرم از نمونه خاک رد شده از الک230مش، در ظروف پلی‌اتیلن50 میلی‌لیتری درپوش دار
اضافه کردن40 میلی لیتر استیک اسید 11/0 مول بر لیتر(COOH 〖CH〗_3) به نمونه
16ساعت هم زدن در دمای معمولی اتاق با سرعت400دور در دقیقه
جداکردن بخش محلول از جامد از طریق سانتریفیوژ کردن نمونه با سرعت3800دور در دقیقه به مدت 20دقیقه و جداسازی بخش محلول نگهداری نمونه در ظروف پلی اتیلن در دمای 4درجه سانتیگراد تا زمان تجزیه
آماده کردن نمونه جامد باقیمانده برای مرحله دوم شامل شستشوی نمونه با20میلی‌لیتر آب مقطر دوبار تقطیرشده و قراردادن آن در دستگاه همزن اتوماتیک به مدت 15 دقیقه و سپس سانتریفیوژ کردن به مدت 20 دقیقه و جداسازی بخش جامد و دورریختن آب روی آن
ب: مرحله دوم تعیین جزء کاهشی
افزودن 40میلی لیتر هیدروکسیل آمین هیدروکلراید

پایان نامه
Previous Entries منبع پایان نامه با موضوع نمونه برداری، مدل مفهومی، آلاینده ها، زیست محیطی Next Entries منبع پایان نامه با موضوع زیست محیطی، آلودگی محیط زیست، نمونه برداری، محیط زیست