کاربرد زمین شیمی زیست محیطی و دورسنجی در بررسی اثرهای زیست محیطی ناشی از ذوب مس؛ مطالعه موردی: مجتمع مس سرچشمه
چکیده
ذوب کانسنگهای فلزی و به ویژه کانسنگهای سولفیدی, از منابع مهم آلاینده بوم سامانه های خشکی و آبی به شمار می آید. گسیل آلاینده های گازی همچون nox و sox و ریزذرات معلق عامل آلودگی مناطق مجاور و گاهی دوردست این گونه واحدهای ذوب هستند. در این مطالعه آثار زیست محیطی ذوب کانسنگ مس در مجتمع مس سرچشمه که بزرگترین واحد ذوب و فراوری کانسنگ مس در ایران است, به عنوان مطالعه موردی انتخاب شد. از غبار کوره های ذوب, خاکهای برجا (سطحی و زیرسطحی), خاک کشاورزی, نمونه های گیاهی ( درمنه و یونجه) نمونه برداری شد تا ضمن شناسایی عناصر آلاینده در نمونه غبار کوره ها, روند توزیع و پراکنش آنها در خاک و گیاه بررسی شود. علاوه بر اندازه گیری غلظت کل عناصر آلاینده در خاک, غلظت زیست دسترس پذیر آنها, و همچنین نحوه توزیع عناصر بالقوه سمناک در فازهای مختلف خاک توسط استخراج ترتیبی تعیین شد. روش پراش پرتو ایکس (xrd) برای شناسایی فازهای کانیایی در نمونه های کانسنگ, خوراک کوره ذوب, غبار کوره ها, و خاک به کار گرفته شد. تجزیه شیمیایی نمونه های خاک, آلودگی شدید به فلزهای بالقوه سمی (cu, pb, mo, sb, cd, as, zn)در نمونه های خاک سطحی نزدیک کوره ها, و در جهت وزش باد غالب را نشان داد. مقدار آلودگی با افزایش فاصله از کوره ها و افزایش عمق خاک به شدت کاهش می یابد. محاسبه ضرایب زمین انباشت و آلودگی خاک برای خاکهای سطحی نیز همین نتایج را تایید می کند. به رغم تحرک نسبتا محدود عناصر آلاینده در خاک و غلظت نه چندان قابل توجه زیست دسترس پذیر آنها, نمونه های درمنه به ویژه در نزدیکی کوره ها غلظت به نسبت بالایی از عناصر بالقوه سمی را در اندامهای خود انباشته اند. این مطلب به ویژه در مورد عنصر مس به وضوح دیده می شود. محاسبه درصد گیاه دسترس پذیری عناصر نشان می دهد که عناصر سرب, روی, و کادمیم از زیست دسترس پذیری بالاتری برخوردارند. به رغم این واقعیت, آلودگی گیاه درمنه به عناصر مس, آرسنیک و کادمیم مشهودتر است. تجزیه ذرات شسته شده از روی برگ درمنه ها نیز غلظت بالای عناصر بالقوه سمی رانشان می دهد. محاسبات آماری نشان داد که گیاه درمنه بخش قابل ملاحظه ای ار عناصر را از خاک بالایی دریافت می کند. برخلاف خاکهای برجا, خاکهای کشاورزی آلودگی کمی نشان می دهند. بدین ترتیب آلودگی کمی نیز در نمونه های یونجه ملاحظه گردید. این نمونه ها تنها به مس و در برخی موارد آرسنیک آلوده هستند. نتایج تجزیه xrd شباهتهای فازهای کانیایی بین نمونه های مختلف را آشکار کرد. کاربرد داده های ماهواره ای در بررسی اثر آلودگی هوا بر پوشش گیاهی منطقه نیز تاثیر بیشتر آلودگی در مناطق نزدیک کوره ها و در جهت وزش باد غالب را نشان می دهد. اگرچه نتایج این مطالعه حکایت از وجود آلودگی بیشتر در منطق مجاور مجتمع مس سرچشمه دارد, اما آلودگی گرچه با شدت کمتر, در تمام جهات ملاحظه می شود. این مسئله در بلندمدت می تواند تهدیدی زیست محیطی برای ساکنان منطقه به شمار آید. به رغم تشخیص نقش موثر ذوب مس در آلودگی خاک و گیاه, نقش فرایندهای طبیعی زیست زمین شیمیایی در غنی شدن نمونه های خاک سطحی نیز نباید نادیده گرفته شود.