شیمی گازهای آتشفشانی و چشمه های آب گرم آتشفشان تفتان، جنوب شرق ایران: نگرشی زیست محیطی

آتشفشان تفتان در جنوب شرق ایران، با حجم قابل توجه از فعالیت های فومارولیک، فعال ترین مرکز آتشفشانی در ایران است. بخش اصلی فعالیت های فومارولیک در تفتان در ارتباط با آبهای جوی است. فعالیت های پست ولکانیک در آتشفشان تفتان به سه شکل فومرول، سولفاتار و چشمه ی آب گرم وجود دارد، و مقدار قابل توجهی گوگرد بر جای گذاشته شده است. ترکیب شیمیایی آب در چشمه های تفتان، متأثر از گازهای فومارولیکی آن است. اثر متقابل بین آب و گاز باعث افزایش دما و ph اسیدی در آبها شده و به تبع آن زمینه برای انجام واکنشهای بین آب و سنگ مساعد گشته است. ph اسیدی در این آبها را می توان به فراوانی زیاد عناصر آتشفشانی مثل کلرید و گوگرد مرتبط دانست. مجموع این فرآیند ها باعث افزایش غلظت عناصری نظیر s، al، fe، ca، na، k و mg در این آبها شده است. گوگرد رایج ترین عنصر در گازهای فومارولیک است و غلظت آن در یک نمونه ی تجزیه شده برابر با 860 میلی گرم بر لیتر است. چشمه های پیرامون آتشفشان نیز حاوی 3770 تا 7/05 میلی گرم بر لیتر گوگرد هستند. نمودار eh-ph محاسبه شده برای عنصر گوگرد مشخص می کند که آنیون فراوانترین گونه ی گوگرد در چشمه ها است. تغییر در ترکیب یونهای اصلی نظیر ca، na، k و mg نسبت به در ترکیب چشمه ها مشخص می کند که تمامی این چشمه ها منشأ ماگمایی داشته و اختلاف در غلظت آنها در نتیجه ی میزان های مختلف اختلاط با آبهای متئوریک است. غلظت عنصر ارسنیک در گازهای خروجی از آتشفشان و آبها بین 1/72 تا کمتر از 0/005 میلی گرم بر لیتر در تغییر است و با مقدار ph رابطه ی عکس دارد. مطالعه ی نمودار eh-ph برای عنصر ارسنیک مشخص می-کند که as(iii)، خطرناک ترین گونه ی ارسنیک از لحاظ زیست محیطی، رایج ترین گونه در آبهای تفتان است. گستره ی غلظت برای کاتیونهای قلیایی نظیر na، k، ca، mg و al بین 4 تا 2250 میلی گرم بر لیتر در تغییر است. غلظت سایر عناصر موجود در این آبها ناچیز است. با توجه به نتایج حاصل از آنالیز شیمیایی و مقدار ph، چشمه های تفتان به سه گروه تقسیم می شوند. گروه اول آبهای با ph شدیداً اسیدی (1/68 – 2/63) و غلظت های بسیار بالا از عناصر محلول را شامل می شوند. گروه دوم ph نسبتاً اسیدی (31/4 – 30/5) و غلظت پایین تری از عناصر محلول را دارا هستند. و در نهایت گروه سوم ph در محدوده ی آبهای خنثی (7/44 – 7/41) بوده و نسبت به دو گروه قبلی میزان کمتری از عناصر محلول را دارا هستند. غلظت زیاد عناصر محلول در گروه اول در نتیجه ی وجود ph اسیدی و افزایش نرخ واکنشهای بین آب و سنگ است. کمپلکس های اصلی حمل کننده ی اکثر عناصر موجود در این آبها، کمپلکس های کلروری، سولفاته، بیکربنات و اکسی آنیونها هستند که اکثراً با تغییر در ph و افزایش آن از پایداری آنها کاسته می شود.