1-5-1- فروکاهی خاک…………………………18

1-5-2- اسیدی شدن……………………………………………19

1-5-3- زیست شناسی خاک………………………………..19

1-6-3- فلزات جزئی……………………………………………..20

1-7- بررسی آثار زیست محیطی گاز …………………………….20

1-7-1- تأثیر بر گیاهان…………………………………21

1-7-2- تأثیر برانسان………………………………….22

1-8- بارش اسیدی……………………………………….23

1-9- مواد ریزگردی(Particulate matter) …………………………..24

1-9-1- تأثیر ریز ذرات معلق بر انسان………………………………..26

1-10- برخی عناصر رایج در ریز ذرات معلق ناشی از ذوب کانسنگ مس……………..28

1-10-1- مس……………………………………………………28

1-10-2- آرسنیک………………….29

1-10-3- سرب……………………………….31

1-10-4- مولیبدن…………………………………32

1-10-5 کادمیم……………………………………………….33

1-10-6- روی………………………………………………………34

1-11- مسیرهای انتقال عناصر در زیست بوم سامانه………………………35

1-12- گونه پذیری و تفکیک شیمیایی………………………………..38

1-13- تعیین زیست دسترس پذیری عناصر سمناک برای گیاهان و موجودات زنده………….41

1-13-1 تعیین زیست دسترس پذیری با استفاده از روش تفکیک شیمیایی………………………42

1-14-پیشینه روشهای استخراج گزینشی مرحله ای………………………..43

1-14-1- روش استخراج گزینشی ترتیبی…………………………………….45

1-14-2- روش استخراج گزینشی ترتیبیBCR ……………………………………..47

فصل دوم: موقعیت جغرافیایی، آب و هوا و زمین شناسی ناحیه مورد مطالعه

2-1-مقدمه………………………………………………………………..49

2-2-موقعیت جغرافیایی و ریخت شناسی منطقه مورد مطالعه………………………….50

2-3-آب و هوا و اقلیم منطقه………………………………..51

2-3-1-باد………………………………………..51

2-4-زمین شناسی منطقه………………………………………….52

2-4-1-کواترنری………………………………………………53

2-4-2-زمین شناسی ساختاری……………………55

2-4-3- زمین شناسی مهندسی……………………………….55

فصل سوم: نمونه برداری و روش های تجزیه ای و محاسباتی

3-1-مقدمه……………………………………………………………………57

3-2- نمونه برداری …………………………………………………………..58

3-2-1-روشهای نمونه برداری………………………………………60

3-2-2-انواع نمونه……………………………….63

3-2-3-تعداد نمونه ها…………………………………………….63

3-2-4-نمونه برداری از خاک…………………………………64

3-2-4-1-ملاحظات کلی برای تجزیه خاک………………………………….64

3-2-4-2-آماده سازی نمونه…………………………………………65

3-2-4-3-تعیین pH……………………………………………66

3-2-4-4-عمق نمونه برداری…………………………………………………67

3-2-4-5-نمونه های کنترل (زمینه) …………………………………….67

3-2-4-6-نگهداری نمونه های خاک………………………………………..68

3-3-نمونه برداری از ریز گردهای جوی……………………………68

3-4-نمونه برداری از منطقه مورد مطالعه و تجزیه نمونه ها………………………………70

3-4-1-نمونه برداری از خاک…………………..70

3-4-1-1-خاک مرتعی…………………………………………………….70

3-5-آماده سازی نمونه ها………………………………..74

3-6-اندازه گیری برخی پارامترهای فیزیکوشیمیایی خاک ………………………75

3-7- تجزیه استخراج گزینشی……………………………………..75

3-8-نمونه برداری از غبار دودکش…………………………………………79

3-9-روشهای تجزیه نمونه ها……………………………………..79

3-9-1- سنجش غلظت کل عناصر (Total Concentration) در نمونه های جامد……….79

3-9-2- سنجش عناصر در محلولهای حاصل از روش اصلاح شده BCR …………………………80

3-10-شاخص های زیست محیطی استفاده شده برای تحلیل نتایج…………………………………….80

3-10-1- شاخص آلودگی…………………………………………………81

3-10-2-شاخص بهنجاریده غنی شدگی……………………………..81

3-10-3- شاخص زمین انباشت……………………………………………82

3-10-4-شاخص بار(Pollution Load index.PLI) …………………………………………………..83

3-10-5-شاخص اصلاح شده درجه آلودگی………………………………..83

3-10-6-ضریب تحرک و درجات ارزیابی خطر………………………………..84

3-11-روش تعیین خط مبنا یا زمینه طبیعی در محیط های مختلف………………………………….86

3-12-مبانی آماری استفاده شده در تحلیل نتایج………………….88

3-12-1-روشهای آماری تک متغیره…………………………………………..89

3-12-2-روشهای آماری چند متغیره ………………………………………90

3-12-2-1-روش تحلیل مؤلفه های اصلی……………………………92

3-12-2-2-روش آنالیز خوشه ای………………………………94

فصل چهارم: تحلیل داده ها و نتایج

4-1-مقدمه……………………………………………………………96

4-1-1- نتایج تجزیه شیمیایی غبار فیلتر دودکش…………………………………………………………….97

4-2-1-pHخاک…………………………..101

4-2-2-ماده آلی خاک…………………………………………103

4-2-3-بافت خاک…………………………………..105

4-3-آلودگی خاک……………………………………………..108

4-3-1-خاکهای مرتعی……………………………………………..109

4-3-1-1-خاکهای سطحی……………………………………………..109

4-3-1-1-1-نتایج شاخص بهنجارشده غنی شدگی……………………………128

4-3-1-1-2-نتایج مربوط به محاسبه ضریب زمین انباشت ( ) ………………129

4-3-1-1-3-محاسبه شاخص بار آلودگی (Pollution Load index.PLI)…………..144

4-3-1-1-4-محاسبه شاخص اصلاح شده درجه آلودگی (m )…………………………………145

4-3-1-1-5-ضریب آلودگی خاک (Soil Pollution Index, SPI)………………………..146

-3-1-2-خاکهای زیرسطحی………………………………………148

4-4-نتایج تجزیه به روش استخراج ترتیبی………………………………..153

4-4-1-عناصر مرتبط با اجزاء تبادل پذیر……………………………………….157

4-4-2-ارتباط زمین شیمیایی بین عناصردر جزء کاهش پذیر……………………..159

4-4-3-عناصر مرتبط با اجزاء اکسایش پذیر……………………………165

4-4-4-عناصر مرتبط با اجزاء باقیمانده………………………………..168

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات

5-1-مقدمه……………………………………..172

5-2-نتایج بدست آمده از محیط زمین شناختی خاک و غبار فیلتر………………………..173

5-3- راهکارهای پیشنهادی برای مدیریت منابع آلودگی در محیط زمین شیمیایی خاک..177

منابع و مآخذ………………..183

کلیات

فرایندهای معدنکاری، ذوب و کانه آرایی در بسیاری از نقاط جهان سبب آلودگی زیست بومهای طبیعی مجاور این مراکز شده است. این فرایندها عناصر بالقوه سمناک را به شکل گاز، ذرات معلق، پساب مایع و یا باطله های جامد به محیطهای طبیعی به ویژه آب، رسوب و خاک اضافه می کنند (Dudka and Adrino, 1997). تولید مس نمونه بارزی از ایجاد این گونه مسائل زیست محیطی است، چرا که ذوب کانسنگ سولفیدی مس به آلودگی وسیع هوا منجر می شود. گسیل های گازی اغلب با گازهای سمّی مانند گوگرد دیوکسید و فلزات سنگین از جمله As, Pb, Hg, Cd, Ni, Be, v همراهند. در مناطق مجاور منبع آلاینده، تنفس هوای آلوده به این گسیل ها منجر به ورود غلظت های بالا به بدن موجودات زنده می شود. فلزات سنگین گسیل شده از راه بارش جوی وارد بوم سامانه های زمین می شوند. افزون بر این، همراه با خاک و رسوب وارد شبکه های غذایی شده و می توانند تندرستی جمعیت های زنده را به خطر اندازند. بدین ترتیب که فلزهای بالقوه سمّی نهشته شده از جو، درسطح زمین با خاک آمیخته می شوند؛ این فلزها می توانند بخشی از تغذیه آبخوان ها یا رواناب های سطحی را تشکیل دهند (مُر و همکاران،1387). در زیست بوم سامانه هایی که دچار آلودگی انسان زاد شده اند، تعیین مقدار کل هر عنصر صرفاً روند تغییرات و یا نوع عناصر آلاینده را مشخص می کند و اطلاعاتی در زمینه تحرک و یا زیست دسترس پذیری آنها به دست نمی دهد؛ زیرا تحرک و زیست دسترس پذیری یک عنصر آلاینده به شکل حضور آن در محیط بستگی دارد. بطور کلی تغییر در شرایط محیط طبیعی با تغییر شکل حضور عناصر بالقوه سمناک و حتی عناصر مغذی ضروری همراه بوده، و می تواند به شدت بر رفتار زمین شیمیایی آنها در محیط تاثیر بگذارد. برای پیش بینی رفتار شیمیایی یک عنصر باید شکل های مختلف آن در محیط مورد نظر ( برای مثال خاک و یا رسوب) به طور کامل در انواع شرایط سامانه های طبیعی مورد بررسی قرار گیرد. شناسایی و تعیین غلظت فلزات بالقوه سمناک مرتبط با بخش های مختلف خاک و یا رسوب تحت عنوان تجزیه کسر شیمیایی (chemical fraction analysis) شناخته شده است. در این روش با استفاده از حلالهای متفاوت و بر طبق دستورالعمل استخراج ترتیبی (sequential extraction procedure) شرایط متنوعی برای آزادسازی و انحلال عناصر مرتبط با فازهای مختلف و یا ساختارهای کانی شناختی خاص در نمونه خاک و یا رسوب ایجاد می شود. توالی ویژه ای برای شناسایی شکل های عناصر بالقوه سمناک در خاک و یا رسوب وجود دارد. این توالی بسته به شرایط متفاوت دارای تنوع زیاد می باشد؛ اما آنچه مسلم است روشهای تجزیه ی کسر شیمیایی اطلاعات ارزشمندی از منشأ، تحرک فیزیکوشیمیایی، انتقال و پتانسیل سمناکی عناصر آلوده را را فراهم می کند. در واقع انواع شکلهایی که توسط تجزیه کسر شیمیایی شناسایی می گردند، تخمینی از مقدار عناصر سمناک در مخازن مختلف این عناصر در خاک و یا رسوب می باشند، که می توانند با تغییر شرایط محیطی آزاد گردند. هدف از ارائه این فصل بیان طرح موضوع و ارائه کلیاتی در راستای اهداف و فرضیه های پژوهش، روشهای ذوب،اثرات زیست محیطیذوب فلزات، روشهای تفکیک شیمیایی و ارتباط آنها با تحرک و زیست دسترس پذیری عناصر بالقوه سمناک، معیارهای گزینش و انواع الگوهای استخراج عناصر می باشد.