تأثیر مواد مادری و تحول خاک بر مقدار و توزیع عمقی برخی فلزهای سنگین در خاک های منطقه کبودرآهنگ، همدان

سابقه و هدف: غلظت و توزیع فلزهای سنگین در خاک توسط دو عامل اصلی وراثت (ژئوژنیک) و غیر وراثت (پدوژنیک یا آنتروپوپدوژنیک) کنترل می‌شوند؛ به طوری که در مراحل اولیه تشکیل خاک، وضعیت این فلزها در خاک بیشتر تابع ماهیت مواد مادری است، اما با گذشت زمان، فرایندهای پدوژنیک و انسانی حاکم بر شرایط خاک نیز تأثیرگذار خواهند شد (11، 12). این پژوهش با هدف بررسی تأثیر این عوامل بر مقدار و توزیع عمقی برخی فلزهای سنگین در خاک‌های اطراف نیروگاه شهید مفتح استان همدان صورت گرفت.مواد و روشها: شش نوع ماده مادری مختلف شامل شیل، شیست، سنگ آهک، دشت آبرفتی، پادگانه آبرفتی و نهشته مخروط افکنه‌ای در منطقه مطالعاتی شناسایی و نحوه تشکیل و تحول خاک در آن‌ها بررسی شد. غلظت کل فلزهای Cd، Cu، Mn، Ni، Zn، Pb و Fe در همه افق‌های پدوژنیک و مواد مادری تعیین و ترکیب کانی‌های موجود در مواد مادری مشخص شد. یافته‌ها: توسعه و تحول خاک‌های پدیده آمده بر روی تمام مواد مادری مورد مطالعه، حداکثر در حد خاک‌های جوان اینسپتی‌سول (تیپیک هاپلوزراِپتز و تیپیک کلسی زراپتز) صورت گرفته است. مهم‌ترین دلیل این امر، نبود رطوبت کافی برای فرایند هوازدگی و آبشویی، به دلیل اقلیم نیمه‌خشک منطقه می‌باشد. با این حال، شدت فرایندهای خاکسازی و به تبع آن شدت تحول خاک، در خاک‌های آهکی بیشتر از سایر خاک‌هاست. علت این امر، حساسیت بالای مواد مادری آهکی به هوازدگی شیمیایی است. در مقابل، مقاومت نسبی بیشتر شیل به هوازدگی موجب تحول کم خاک‌های تشکیل شده بر روی این ماده مادری شده است. به طور کلی در خاک‌های بررسی شده، مواد مادری به شدت غلظت فلزهای سنگین را کنترل می‌کند. بیشترین مقدار فلز روی، مس و نیکل در خاک‌های شیلی دیده شد (به ترتیب، 0/136، 3/31 و 7/57 میلی گرم بر کیلوگرم)؛ بالاترین غلظت این فلزها نیز در ماده مادری شیل اندازه‌گیری شد (به ترتیب، 1/121، 1/37 و 5/53 میلی گرم بر کیلوگرم). خاک‌های آهکی دارای کمترین مقادیر کادمیوم، مس، منگنز، نیکل، روی، سرب و آهن هستند؛ کمترین مقدار مس، منگنز، نیکل، روی و آهن نیز در سنگ آهک اندازه‌گیری شد. این در حالی است که غلظت کادمیوم در سنگ آهک نسبت به سایر مواد مادری بیشترین است. با گروه‌بندی افق‌های خاکساز و مواد مادری به روش تحلیل خوشه‌ای، بیشتر افق‌های C در خوشه‌های مربوط به افق‌های خاکساز متناظرشان قرار گرفتند؛ این مشاهده بیانگر شباهت افق های خاکساز با افق های مواد مادری از نظر عناصر مورد مطالعه، و به تبع اهمیت عامل وراثت در کنترل غلظت فلزهاست. با این حال غلظت فلزها در افق‌های خاکساز، به ویژه در خاکرخ‌های آهکی، بیشتر از مقدار آن‌ها در مواد مادریشان است؛ این پدیده ناشی از غنی شدن فلزها در خاک‌های آهکی در طی فرایندهای خاکسازی، به ویژه آبشویی کربناتها، است. نتیجه‌گیری: در خاک‌های منطقه، غلظت فلزها (بجز منگنز) عمدتاً تحت کنترل ماده مادری بوده و سهم فرایندهای خاکسازی در مرتبه دوم می‌باشد.