بررسی تغییرات غلظت فلزات سنگین و شاخص‎های اکولوژیکی آلودگی در اراضی اطراف معدن ذغال‌سنگ گلندرود استان مازنداران

نوع مقاله: علمی ترویجی

نویسندگان

1 دانش‎آموخته کارشناسی ارشد گروه علوم و مهندسی خاک، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران

2 دانشیار گروه علوم و مهندسی خاک، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران.

چکیده

بررسی خاکهای اطراف اکثر معادن ذغال سنگ در نقاط مختلف دنیا، آلودگی به فلزات سنگین از قبیل سرب، کادمیوم، روی، مس، منگنز و نیکل را نشان میدهد. پالایش آلودگی خاکها و اراضی اطراف معادن، یک چالش بزرگ برای باز گرداندن بهره‎وری و باروری آن و ایجاد مجدد چرخه‎های اکولوژیکی است که این امر با شناسایی گونه‎های گیاهی مناسب و همچنین اصلاح به وسیله برخی مواد اصلاح کننده مناسب، بر روی چنین اراضی تخریب شده، محقق می‎شود. گیاه­پالایی یکی از فناوریهای در حال توسعه است که می‎تواند به طور گسترده برای اصلاح خاک و آلودگی‎ها از محیط،  استفاده شود. هدف از مطالعه حاضر، بررسی تغییرات غلظت پنج فلز سنگین روی، سرب، منگنز، نیکل و مس و همچنین شاخصهای آلودگی شامل شاخص زمین انباشتگی، عامل آلودگی و شاخص بار آلودگی در اراضی اطراف معدن ذغال‎سنگ گلندرود واقع در استان مازندران می‎باشد. بر اساس نتایج تجزیه نمونه‎ها، بیشترین غلظت عناصر روی، سرب، منگنز، نیکل و مسدر خاک به ترتیب 12/44، 53/6، 54/5، 80/7 و 28/6 میلی گرم بر کیلو گرم و بیشترین غلظت عناصر روی و منگنز در گیاهان به ترتیب 4/169و 6/164[m1] میلی گرم بر کیلوگرم گزارش گردید. نتایج مربوط به محاسبه  شاخصهای آلودگی و غلظت‎های فلزات سنگین مورد نظر در خاکها و نمونههای گیاهی معدن گلندرود نشان دهنده پائین‎تر بودن مقادیر عناصر مذکور نسبت به مقادیر ایجاد کننده آلودگی است. بالاترین میزان برای شاخص زمین‎انباشتگی عناصر روی، سرب، منگنز، نیکل و مسدر خاک به ترتیب 024/0،  074/0، 003/0 ، 975/1و  117/0 میلی گرم بر کیلوگرم، برای شاخص عامل آلودگی به ترتیب 12/0، 13/0، 01/0، 80/7 و 41/0 میلی گرم بر کیلوگرم و بالاترین مقدار مربوط به شاخص بار آلودگی 20/0 میلی گرم بر کیلوگرم بود. با توجه به [m2] روند رو به رشد بهرهبرداری از منابع معدنی استان و شرایط اقلیمی، پایش متناوب منطقه از نظر آلاینده‎ها توصیه‎می شود.



 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Study Heavy Metals Concentration Changes and Ecological Index Pollution Soils Around Charcoal Mine Geland-roud Mazandaran Province

نویسندگان [English]

  • e a 1
  • b m 2
چکیده [English]

Investigation of  soils around the coal mines in the world, shows heavy metal pollution such as lead, cadmium, zinc, copper, manganese and nickel. Phytoremediation of mine land offers a great challenge, to restore its productivity and fertility and also to reestablish the ecological cycles in the rhizosphere with identification of suitable plant species and also the amendment of some suitable blending material on such degraded land. It is one of the widely used emerging techniques for soil remediation, to remove pollutants from the environment or to stabilize them. The aim of this study was to investigate concentrations changes of five heavy metals including zinc, lead, manganese, nickel and copper, as well as pollution indicators including geoaccumulation index, contamination factor and pollution load index of the surrounding lands Geland-roud coal mine located in Mazandaran province. Accordingly, the highest concentrations of Zn, Pb , Mn , Ni and Cu in soil were 12.44 , 6.53 , 5.54 , 7.80 , 6.28 mg/kg respectively. The highest concentration of zinc and manganese in plants were reported respectively 169.4 and 164.6 mg/kg. The results of calculated contamination index and heavy metals concentration of soil and plant samples of Geland-roud mine indicated lower values than values of these elements that cause pollution. The highest values for the geoaccumulation index of Zn, Pb , Mn , Ni and Cu in soil were respectively, 0.024 , 0.074 , 0.003 , 1.975 and 0.117 mg/kg, for the contamination factor respectively, 0.12, 0.13, 0.01, 7.80 and 0.41 mg/kg and the highest amount of pollution load index was 0.20 mg/kg . Due to the growing utilization trend of mineral resources and climatic conditions, the periodic monitoring of contaminates is recommended.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Heavy metals
  • Charcoal mine
  • Enrichment factor
  • Geoaccumulation index
1. امامی، ع، 1375. روشهای تجزیه گیاه، سازمان تات، نشریه فنی شماره 982. تهران، ایران.
2. یزدی، م، 1388. ذغال سنگ ( از منشا تا اثرات زیست محیطی ). انتشارات جهاد دانشگاهی امیرکبیر.280 صفحه.
3.            Adriano, D.C., 2001. Trace Elements in Terrestrial Environments-Biogeochemistry, Bioavailability and Risks of Metals, Springer, New York.
4.            Akcil, A., Koldas, S. 2006. Acid mine drainage (AMD): causes, treatment and case studies, Journal of Cleaner Production, 14: 1139-1145.
5.            APHA. 1989. Standard methods for the examination of water and Waste Water. Methods Section 3, Edition 17.American Public Health Association, Washington, DC.
6.            Baruah, B.P., 2007. Management of acid mine drainage in Meghalaya. Final technical report (REF No. 19–50/2002-RE).  Ministry of Environment & Forests, New Delhi, India.
7.            Baruah, B.P., 2009. Environmental studies around Makum Coalfields, Margherita. PhD Thesis. Dibrugarh Univ., Assam, India.
8.            Bharti, S., Banerjee, T. 2012.  Phytoremediation of the coalmine effluent.  Ecotoxicology and Environmental Safety, 81: 36–42.
9.            Can˜ ibano, J.G., Valcarce, J.A.F., Falcon, A., Ibarabal, J.L. 1990. Static leaching of coal miningwastes.In: Rainbow, K. (Ed.), Reclamation, Trea Utilization of Coal Mining Wastes. Balkema, Rotterdam, pp. 417–424.
10.        Carroll, S.A., O’day, P.A., Piechowski, M., 1998. Rock-water interactions controlling zinc, cadimum, and lead concentrations in surface waters and sediments, US Tri-state mining district. Geochemical interpretation. Environment Science and Technology32: 956–965.
11.        Cherry, D.S., Currie, R.J., Souek, D.J., Latimer, H. A., Trent, G.C.  2001. An integrative assessment of a watershed impacted by abandoned mined land discharges, Environment Pollution. 111: 377–388.
12.        Concas, C., Ardau and Cristini, A. 2006. Mobility of heavy metals from tailings to stream water sin a mining activity contaminated site, Chemosphere, 63: 244–253.
13.        Foos, A. 1997. Geochemical modeling of coal mine drainage, Summit County, Ohio. Environment Geology. 31 _3r4: 205–210.
14.        Galbraith, J.H., Williams, R.E., Siems, P.L., 1972. Migration and leaching of metals from old mine tailing deposits. Ground Water 10(3): 33–44.
15.        Gerke, H.H., Molson, J.W., Frind, E.O., 1998. Modeling the effect of chemical heterogeneity on acidification and solute leaching in overburden mine spoils. Journal of Hydrology. 209: 166–185.
16.        Holm, E. B., Brandvik P. J. and Steinnes, E. 2003. Pollution in acid mine drainage from mine tailings in Svalbard, Norwegian Arctic Journal De Physique, 107: 625-628.
17.        Hu, Z. Q., Zhang, M. L. 2009. Pollution generation, migration and in situ control measures on coal refuses. Procedia Earth and Planetary Science 1: 1186–1190.
18.        Jamil, S., Abhilash, P.C. 2009. Jatropha curcas: A potential crop for phytoremediation of coal fly ash. Journal of Hazardous Materials. 172: 269–275.
19.        Juwarkar, A.A., Singh, S.K., 2008. Utilization of municipal solid waste as an amendment for reclamation of coal mine spoil dump. International Journal Environment Technology and Management. 7 (3, 4): 407–420.
20.        Moses, C.O., Nordstrom, D.K., Herman, J.S., Mills, A.L., 1987. Aqueous pyrite oxidation by     dissolved oxygen and by ferric iron. Geochimica ET Cosmochimica Acta. 51: 1561–1571.
21.        Nicholson, R.V., Gillham, R.W., Reardon, E.J., 1988. Pyrite oxidation in carbonate-buffered    solution: 1. Experimental kinetics. Geochimica ET Cosmochimica Acta. 52: 1077–1085.
22.        Singer, P.C., Stumm, W., 1970.  Acidic mine drainage: the rate determining step. Science 167: 1121–1123.