سطح خطر زیست محیطی آرسنیک در پسماندهای معدن سرب-روی

سابقه و هدف

 پسماندهای معدن سرب-روی استان زنجان حاوی غلظت بالایی از فلزات سمی مخصوصا آرسنیک هستند که می-توانند به راحتی به خاک های اطراف و مسیرآب های زیر زمینی آزاد شوند. این پسماندها در اثر ارتباط با آب ایجاد شیرابه می کنند که برای محیط زیست، توده جانوری و انسان ها بسیار خطرناک است. اما متاسفانه فرایندهای ژیوشیمیایی و کانی شناسی که رهاسازی آرسنیک از پسماندها را کنترل می کند به خوبی مطالعه نشده است. بنابراین هدف این پژوهش ارزیابی ویژگی های آبشویی آرسنیک تحت شرایط مختلف زیست محیطی است تا پارامترها و فاکتورهای کنترل کننده غلظت آن در شیرابه مشخص گردد.

مواد و روش:

 فرایندهای متفاوت آبشویی آرسنیک از پسماندهای معدن سرب-روی در سناریوهای مختلف زیست محیطی مورد ارزیابی قرار گرفت. به منظور تعیین مقدار آبشویی آرسنیک درشرایط مختلف 4 پروتکل آبشویی شامل روش ویژه سمیت (TCLP) روش آبشویی بارندگی مصنوعی (SPLP)، روش آبشویی مزرعه (FLT) و روش عصاره گیری شیرابه (LEP) اجرا شد. همچنین جهت بررسی تاثیر عامل های مختلف مانند pH، زمان تماس، نسبت آب به خاک و اندازه ذرات بر مقدار آبشویی آرسنیک از پسماندهای معدن سرب-روی آزمایش های آبشویی بسته مورد اجرا قرار گرفت. روش جزءبندی شیمیایی نیز به منظور بررسی نحوه توزیع آرسنیک در بین اجزاء مختلف پسماند انجام شد. کد ارزیابی خطر (RAC) بر اساس روش جزءبندی شیمیایی برای بررسی سطح تحرک آرسنیک در پسماندها تعیین شد.

نتایج نشان داد که در هر دو نمونه بیشترین مقدار آرسنیک در جزء باقیمانده بود و بدین ترتیب آرسنیک در این پسماندها تحت شرایط زیست محیطی پایدار قرار داشت. طبق شاخص RAC پسماندها از نظر آرسنیک در گروه بقایای کم خطر قرار گرفتند. در عصاره های به دست آمده از آزمایش های TCLP، LEP، FLT و LEP غلظت آرسنیک کمتر از حدود مجاز آرسنیک در شیرابه حاصل از مواد زاید بود. بیشترین غلظت آرسنیک آبشویی شده در آزمایش LEP و نمونهS1 مشاهده شد. طبق روش SPLP پسماندهای معدن سرب-روی پتانسیل بالایی برای ایجاد آلودگی در آب های سطحی و زیر زمینی داشتند. تحرک آرسنیک در پسماندها کاملا متاثر از pH، زمان تماس، اندازه ذرات و نسبت آب به خاک بود. آبشویی آرسنیک در شرایط فوق اسیدی و قلیایی نسبت به حالت های دیگر بسیار بیشتر بود. در حقیقت رفتار آبشویی وابسته به پی اچ آرسنیک از پسماندها حالت آمفوتریک داشت. در نمونه S1 بیشترین مقدار آبشویی آرسنیک در ذراتی با اندازه 500-600 میکرومتر بود درحالیکه در نمونه S2 بیشترین مقدار رهاسازی آرسنیک مربوط به ذراتی در اندازه 250-150 میکرومتر بود.

با توجه به نتایج پروتکل های آبشویی، جزء بندی آرسنیک و فاکتورهای موثر بر غلظت آرسنیک در شیرابه؛ کاهش دادن حجم آب منفذی و زمان تماس آب با پسماندها، کنترل pH و جلوگیری از پخش ذرات پسماند در محیط زیست، مهمترین فاکتورهای موثر در پیشگیری و مدیریت انتشار آلودگی به منابع زیست محیطی هستند.