بررسی غلظت عناصر سنگین در نهشته های شیلی معدن ایرانکوه (جنوب غرب اصفهان)

سابقه و هدف: معادن سرب و روی ایرانکوه در۲۰ کیلومتری جنوب غربی اصفهان و در حوضه آبریز رودخانه زاینده رود واقع شده است. سنگ های کربناته و شیلی، سنگ های میزبان کانسار سرب و روی را تشکیل می دهند. تمرکز بالای فلزات سرب و روی در این سنگ ها مجموعه معادن ایرانکوه را به وجود آورده است. هوازدگی و فرسایش سنگ های میزبان مواد معدنی، مواد باطله و فاضلاب ها و پسماندهای ناشی از معدن کاری در این معادن پتانسیل بالقوه ای برای  آلودگی آب های جاری، زیرزمینی و خاک های کشاورزی به عناصر سرب و روی و سایر فلزات سنگین همراه فراهم کرده است. هدف این پژوهش بررسی میزان غلظت کل عناصر سنگین روی، سرب، نیکل، مس، کبالت، نقره و کادمیوم در نهشته های شیلی معدن  و بررسی نقش عوامل فیزیکی شیمیایی بر میزان غلظت و آلایندگی این عناصر است. مواد و روش ها: برای تعیین غلظت عناصر سنگین تعداد ۱۲ نمونه در فواصل معین از نهشته های شیلی برداشت شد. برای شناسایی کانی های تشکیل دهنده سنگ های شیلی مقاطع نازک تهیه و توسط میکروسکپ پلاریزان بررسی شد. برای شناسایی نوع کانی های رسی، پلاک رسی تهیه و پس از تیمار اولیه (دمای عادی، ۵۵۰ درجه سانتی گراد، اتیلن گلیکول) توسط دستگاه اشعه ایکس آنالیز شد. میزان کربن آلی، کربنات کلسیم و Eh و pH نمونه ها تعیین شد. غلظت عناصر سنگین نمونه ها پس از محلول سازی توسط دستگاه جذب اتمی محاسبه شد. ضرایب همبستگی ماده آلی و منگنز با فلزات و همچنین فلزات با فلزات محاسبه شد. برای مقایسه غلظت عناصر سنگین نسبت به میزان طبیعی آنها (غلظت عنصر در شیل) از فاکتور غنی شدگی استفاده شد. نتایج و بحث: شیل های خاکستری تیره تا زیتونی رنگ منطقه مورد بررسی از ذراتی به ریزی رس تا حداکثر سیلت تشکیل شده اند. کانی های این سنگ ها شامل کوارتز، مسکوویت، فلدسپار وکانی های رسی هستند. کانی های رسی به ترتیب فراوانی شامل ایلیت (۷۰-۶۰ درصد)، کائولینیت (۲۷- ۹ درصد) و کلریت (۲۲-۷ درصد) هستند. کانی های سولفیدی این نهشته ها را اسفالریت، گالن و پیریت تشکیل می دهند. مقدار میانگین مواد آلی موجود در شیل های منطقه ۲ درصد (% ۵/۵ - ۳۵/۰) است و مقدار کربنات کمتر از یک درصد است. pH نمونه ها از تقریبا خنثی تا اندکی قلیایی (۸/۷-۸/۶) متغیر است و Eh آنها از اکسیدان تا کمی احیایی ( V۱۰۰-تا۱۸) در نوسان است. نتیجه گیری: میانگین غلظت کل فلزات سنگین مورد بررسی در شیل ها بر حسب  ppmبه ترتیب فراوانی به صورت روی (۰۵/۱۲۸)، سرب (۵۵/۴۲)، نیکل (۲۴/۳۵)، مس (۱۸/۲۴)، کبالت (۴۰/۷)، نقره (۳۳/۳) و کادمیوم (۷۹/۰) است. همبستگی مثبت و بالایی نقره با سرب، کادمیوم، روی، سرب و کبالت با نیکل و منگنز و نیز همبستگی مثبت عنصر روی با ماده آلی نشان دهنده وجود شرایط فیزیکی شیمیایی مناسب برای تمرکز این عناصر است. محاسبه فاکتور غنی شدگی عناصر نشان دهنده آن است که غنی شدگی نقره فوق العاده زیاد، کادمیوم در حد متوسط و میانگین غنی شدگی سایر عناصر حداقل است. با توجه به غلظت نسبتا بالای این عناصر و گسترش زیاد سنگ های شیلی در منطقه، با فعال شدن این عناصر در شرایط مناسب زمین شیمیایی و ورود آنها به آب های جاری و زیرزمینی می تواند آلودگی زیست محیطی آب و خاک منطقه را باعث شود.

Keywords:

غلظت , شیل , فلزات سنگین , غنی شدگی