تشکیل و طبقه بندی خاک های آلوده به بعضی از فلزات سنگین و بررسی این آلودگی در محیط زیست منطقه سپاهان شهر اصفهان

در اثر معدنکاری بخش قابل توجهی از کانی های حاوی فلزات سنگین به صورت غبار در هوا پراکنده می شود و آلودگی هایی را در هوا، آب و خاک های اطراف ایجاد می کند. روان آب هم ممکن است با حرکت از کوه به طرف دشت، فلزات آلاینده را از معدن به خاک انتقال دهد. یکی از روش های کنترل آلودگی، استفاده از کانی های جاذب است. تحقیق حاضر با هدف بررسی تاثیر سرب، روی و کادمیم سنگ معدن بر میزان آلودگی خاک، آب، گیاه و غبار، مقایسه اثر کانی های جاذب بر کاهش انتقال این فلزات به بافت های گیاه آفتاب گردان و چگونگی تشکیل و طبقه بندی خاک های آلوده به فلزات سنگین انجام شده است. معدن سرب و روی گوشفیل در 3 کیلومتری جنوب غربی سپاهان شهر اصفهان واقع شده است. پروفیل های خاک به فواصل 500 متر در امتداد سه ترانسکت موازی از ابتدای شهرک سپاهان شهر تا نزدیکی معدن گوشفیل حفر، مطالعه و نمونه برداری از تمام لایه های آن ها صورت گرفت. از سنگ معدن، آب چاه، گیاه و غبار نیز نمونه برداری انجام شد. غلظت کل سرب، روی و کادمیم در نمونه ها اندازه گیری گردید. خصوصیات مورفولوژیکی، فیزیکی، شیمیائی و کانی شناسی خاک مورد مطالعه قرار گرفت. کانی های موجود در سنگ و در بعضی از خاک ها، از جمله کانی های حاوی سرب و روی، توسط دستگاه پراش پرتو ایکس مورد شناسائی قرار گرفتند. جهت شناسایی نوع سنگ و نوع کانی های سولفیدی حاوی فلزات سنگین در نمونه های سنگ و خاک، مقطع نازک این نمونه ها با میکروسکوپ پلاریزان مورد مطالعه قرار گرفت. برای منشایابی خاک ها و غبار آلوده، از آنالیز ایزوتوپ های سرب و روش رسم نمودارهای عنکبوتی استفاده شد. خاک ها، طبق دو سامانه تاکسونومی خاک در سطح فاز سری و wrb در سطح دوم، طبقه بندی و نقاط قوت و ضعف هر سامانه در نشان دادن آلودگی خاکها مورد بحث قرار گرفت. پنج تیمار خاک غیر آلوده، خاک آلوده و خاک های آلوده مخلوط با کانی های بنتونیت، زئولیت و سپیولیت تهیه و مقدار فلزات سنگین در گیاه آفتاب گردان کشت شده در این خاک ها، اندازه گیری شد. در فاصله 2 کیلومتری از معدن گوشفیل، خاک به روی و سرب آلوده است. فلزات روی، کادمیم و سرب به شکل کانی های اسفالریت و گالن در ماسه سنگ دولومیتی و شیل معدن گوشفیل و در خاک دیده می شوند. غلظت سرب و کادمیم در آبهای منطقه بیشتر از حداکثر مقدار مجاز ارائه شده توسط سازمان سلامت جهانی (who) است. در تمامی درختان و در یونجه، غلظت کادمیم و در زیتون، مقدار سرب بیش از حد مجاز خوراکی می باشد. خاک های آلوده دشت آبرفتی دامنه ای در پای کوه های غربی منطقه مورد مطالعه در آبرفت هائی تشکیل شده اند که این آبرفت ها از کوه های غربی، محل معادن سرب و روی، سرچشمه گرفته اند. منشأ گرد و غبار موجود در منطقه نیز معدن گوشفیل و خاک های آلوده اطراف آن است. کانی سپیولیت به علت دارابودن کمترین مقدار cec وابسته به ph و بیشترین مقدار روی، سبب جذب بیشترین مقدار روی و کادمیم توسط گیاه آفتابگردان شد. کانی زئولیت بیشترین جذب را برای فلزات روی و کادمیم در سطح خود نشان داد. کانی بنتونیت موثرترین کانی در کاهش جذب سرب توسط آفتاب گردان تشخیص داده شد. جذب فلزات مورد مطالعه روی سطوح کانی های جاذب و توسط آفتابگردان، به علت نا محلول شدن ترکیبات این فلزات در خاک های مورد مطالعه، قابل توجه نبود. جذب روی بر خلاف سرب و کادمیم، در اندام هوایی گیاه بیشتر از ریشه است. در خاک های آلوده، در بخش رس، کانی های کلریت، میکا و کانی های جاذب پالیگورسکیت و کانی های گروه های ورمیکولیت و اسمکتیت پدوژنیک وجود دارند. در طبقه بندی خاک، بر اساس سامانه تاکسونومی، وجود کانی های گالن و اسفالریت در خاک، در سطح سری مطرح شد. با وجودیکه بعضی از خاک های مورد مطالعه به فلزات سرب و روی آلوده اند، ولی این خاک ها طبق سامانه wrb در گروه خاک technosols قرار نمی گیرند و یا حتی پیشوند technic برای آن ها نمی توان بکار برد. در این سامانه، از پسوند toxic هم نمی توان در طبقه بندی خاک های آلوده مورد مطالعه استفاده کرد، زیرا این پسوند برای گروه های histosols، technosols و gleysols بکار می رود و خاک های آلوده مورد مطالعه جزو این گروه ها نیستند. در این ارتباط، پیشنهاد می شود تا پسوند مذکور حداقل برای بعضی دیگر از گروه های خاک نیز بکار رود.