تأثیر مواد مادری، تحول خاک و آلودگی بر مقدار و توزیع برخی فلزات سنگین در خاکهای منطقه کبودرآهنگ، همدان

عاملهای زمین شناختی، خاک شناختی و انسانی کنترل کننده مقدار و توزیع فلزهای سنگین در خاک هستند. این پژوهش با هدف بررسی تأثیر مواد مادری، فرایندهای خاکسازی و فعالیتهای بشری بر مقدار و توزیع برخی فلزهای سنگین در زمینهای اطراف نیروگاه شهید مفتح در منطقه کبودرآهنگ استان همدان، صورت گرفت. شش نوع ماده مادری مختلف شامل شیل (sh)، شیست(sch) ، سنگ آهک(li) ، دشت آبرفتی(qa) ، پادگانه آبرفتی در سطح پایین(qt) و نهشته مخروط افکنه ای در سطح بالا (qf) شناسایی و نحوه تشکیل و تکامل خاک در آنها بررسی شد. بدین گونه که در هر کدام از مواد مادری، تعدادی خاکرخ (حداقل دو و حدبیشتر چهار) تشریح و از افقهای پدوژنیک، ژئوژنیک و مواد مادری نمونه برداری انجام شد. برای بررسی نقش ماده مادری بر مقدار فلزهای سنگین، افزون بر تعیین غلظت کل فلزهای برگزیده، ترکیب کانیهای موجود در مواد مادری نیز تعیین شد. به علاوه، مقدار اکسیدهای آهن پدوژنیک، شامل متبلور و غیرمتبلور در برخی از خاکرخها اندازه گیری گردید. غلظت کل فلزهای کادمیوم، مس، منگنز، نیکل، روی، سرب و آهن در همه افقهای خاک اندازه گیری شد. همچنین، غلظت این فلزها در چهار بخش مختلف شیمیایی، شامل بخش قابل استخراج با اسید استیک، بخش قابل احیا، بخش قابل اکسید و بخش باقیمانده، به روش عصاره گیری متوالی چهار مرحله ای (bcr) تعیین شد. بیشترین مقدار منگنز در خاکهای نهشته های مخروط افکنه ای در سطح بالا و شیستی (3/1194 و 8/1167 میلی گرم بر کیلوگرم) یافت شد، این مشاهده در خاکهای نهشته مخروط افکنه ای در سطح بالا با ترکیب کانی شناسی مواد مادری آن (0/1237 میلی گرم بر کیلوگرم) هماهنگی دارد. بیشترین مقدار فلز روی، مس و نیکل در خاکهای شیلی (به ترتیب،0/136،3/31 و 7/57 میلی گرم بر کیلوگرم) مشاهده شد که بالاترین غلظت این فلزها نیز در ماده مادری شیل (به ترتیب، 1/121، 1/37 و 5/53 میلی گرم بر کیلوگرم) اندازه گیری شد. خاکهای آهکی نسبت به سایر خاک ها دارای کمترین مقادیر فلزهای کادمیوم، مس، منکنز، نیکل، روی، سرب و آهن هستند. کمترین مقدار فلزهای مس، منگنز، نیکل، روی و آهن نیز در سنگ آهک (به ترتیب، 0/7، 0/35، 9/10، 5/8 و 4000 میلی گرم بر کیلوگرم) اندازه گیری شد. با گروه بندی همه افق های خاک و مواد مادری به روش تحلیل خوشه ای، بیشتر افقهای c در خوشه های مربوط به افقهای خاکساز متناظرشان قرار گرفتند که این مشاهده بیانگر اهمیت عامل وراثت در کنترل غلظت فلزهای سنگین است. مستقل از نوع خاک و مواد مادری، بیشترین مقدار فلزهای سنگین، به استثنای منگنز، در بخش باقیمانده اندازه گیری شد. این مشاهده نیز تأیید بیشتری براهمیت نقش مواد مادری بر غلظت فلزهای سنگین در خاکهاست. این در حالی است که غلظت منگنز، در همه خاکرخها، در بخشهای متحرکتر بیشتر است. هر چند عامل وراثت عامل اصلی کنترل کننده غلظت فلزهای سنگین در بیشتر خاکرخها به شمار می رود، با این حال، غلظت فلزهای سنگین در افقهای خاک، بویژه در خاکرخهای آهکی، بیشتر از مقدار آن ها در مواد مادریشان است؛ این پدیده ناشی از غنی شدن فلزها در خاکها در طی فرایندهای خاکسازی است. به علاوه، بیشترین مقدار آهن پدوژنیک در خاکهای آهکی مشاهده شد. وجود مقداری اکسید آهن در سنگ آهک و شدت نسبتاً بالای فرایندهای خاکسازی و آبشوئی در خاکهای آهکی در برابر دیگر خاکها، مقادیر بیشتر آهن پدوژنیک را در این خاکهاتوضیح می دهد. در خاکهای مورد پژوهش، غلظت فلزهای سنگین (به استثنای منگنز) تحت کنترل ماده مادری بوده و سهم فرایندهای خاکسازی در مرتبه دوم می باشد. نتیجه های این پژوهش نشان داد که سهم فعالیت های انسانی (به ویژه نیروگاه برق شهید مفتح و کارخانه ذوب فلزها) در غلظت فلزهای سنگین مورد پژوهش نامحسوس است. هر چند که غلظت بالای فلز سرب در بخشهای متحرک، می تواند هشداری برای افزایش احتمالی این فلز از طریق فعالیتهای صنعتی باشد.