تاثیر استخراج سنگ آهن بر غلظت برخی از فلزات سنگین و پهنه بندی آلودگی خاک (مطالعه موردی: معدن سنگ آهن سنگان، خواف-ایران)

این پژوهش با هدف ارزیابی اثرات برخی از فلزات سنگین همچون سرب، آهن، نیکل، مس، آرسنیک و پهنه بندی آلودگی خاک ناشی از آنها در مناطق اطراف معدن سنگ آهن سنگان شهرستان خواف در خراسان رضوی انجام شد. جهت انجام این تحقیق، تعداد 60 نمونه خاک از عمق (0-20) سانتی متری به صورت سیستماتیک و از دو منطقه مجاور معدن و شاهد برداشت شد. غلظت فلزات سنگین با استفاده از دستگاه پلاسمای جفت شده القایی-آزمون طیف سنجی نشر نوری (ICP-AES) اندازه گیری گردید. آزمون نرمال بودن داده ها به صورت استنباطی با استفاده از آزمون پارامتریک t مستقل و ضریب همبستگی پیرسون انجام شد. برای کمی نمودن میزان آلودگی خاک به فلزات سنگین، از شاخص های ژیوشیمیایی همچون فاکتور آلودگی، شاخص بارآلودگی و فاکتور غنی شدگی استفاده گردید. نقشه پهنه بندی بار آلودگی منطقه مجاور معدن و همچنین نقشه متوسط غنی شدگی عنصر سرب و آرسنیک نیز با استفاده از روش های درون یابی در محیط ArcGIS تهیه شد. نتایج بدست آمده نشان داد که میانگین غلظت عناصر آرسنیک، مس، نیکل، سرب و آهن در منطقه مجاور معدن به ترتیب 7/12، 5/25، 5/34، 6/48، 38860 میلی گرم بر کیلوگرم و در منطقه شاهد به ترتیب 5/8، 9/15، 1/32، 9/16، 29110 میلی گرم بر کیلوگرم بوده است. مقایسه ضریب تغییرات فلزات سنگین نیز نشان داد که بیشترین مقدار این ضریب مربوط به عنصر سرب با 8/42 درصد و سایر فلزات در منطقه مجاور معدن نیز پراکندگی نسبتا بالایی را نسبت به منطقه شاهد داشته اند. در آزمون t مستقل، مشاهده شد که مقدار سطح معنی داری (p-value) در همه عناصر به غیر از عنصر نیکل کمتر از 05/0 بوده که بیانگر اختلاف معنی دار میانگین غلظت ها بین منطقه شاهد و منطقه مجاور معدن می باشد. بر اساس بررسی های صورت گرفته همبستگی بین عنصر سرب با متغیر های نیکل، مس و آرسنیک از نوع معکوس بوده و همبستگی مثبت و بسیار قوی بین آهن با مس و نیکل به ترتیب با مقدار 8/0 و 76/0 و نیکل با مس با مقدار 82/0 وجود دارد. ضریب آلودگی عنصر سرب در منطقه مجاور معدن، مقادیر آلودگی متوسط تا قابل توجه را نشان داد که نسبت به سایر عناصر از آلودگی بیشتری برخوردار می باشد. عنصر سرب و آرسنیک در منطقه مجاور معدن، غنی شدگی متوسط تا نسبتا شدید را نشان دادند. مقایسه نتایج بدست آمده از آنالیز نمونه های خاک در دو منطقه شاهد و مجاور معدن با یکدیگر نشان از افزایش غلظت فلزات سنگین آهن، سرب، آرسنیک و مس در منطقه مجاور معدن کاری بوده است. میانگین غلظت عنصر آرسنیک و آهن احتمال بروز سمیت در آینده را هشدار می دهد. حضور دو عنصر مس و نیکل در خاک منطقه تحت تاثیر عوامل طبیعی و زمین زاد است. درنتیجه می توان به این مهم دست یافت که در صورتی که آلاینده های حاصل از معدن کاری سنگ آهن در مناطق مجاور معدن کنترل نشود و به دنبال آن روند بیابان زایی تکنوژنیک مهار نگردد. علاوه بر بروز مشکلات زیست محیطی متعدد تاثیر شگرفی بر بوم نظام منطقه خواهد گذاشت.