ارزیابی پتانسیل خطر پذیری و تعیین سهم منشأ روی، سرب و کادمیوم خاک‌ اطراف مجتمع فرآوری مواد معدنی انگوران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه زمین شناسی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

2 گروه زمین شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه ارومیه

3 گروه زمین شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

10.22059/jes.2020.292719.1007949

چکیده

مطالعه‌ی حاضر با هدف بررسی توزیع مکانی روی، سرب و کادمیوم در خاک اطراف مجتمع‌ فرآوری مواد معدنی انگوران (MFMMA) شامل واحدهای تغلیظ سرب و روی و کارخانه‌ی روی در منطقه‌ی دندی، زنجان و بررسی پتانسیل آلایندگی، خطر اکولوژیکی، احتمال سرطان‌زایی و همچنین تعیین سهم منشأ فلزات با استفاده از مدل عامل یابی مثبت صورت گرفته است. میانگین روی، سرب و کادمیوم، در نمونه‌های خاک سطحی ppm 1/1648، 9/467 و 8/9 می‌باشد. بررسی همزمان نقشه‌ها‌ی کریجینگ توزیع مکانی فلزات و شاخص خطر اکولوژیکی، غالب بودن غلظت‌های بالای فلزات را در اطراف MFMMA نشان می‌دهد که همسو با نتایج بدست آمده از شاخص‌های درجه‌ی آلودگی اصلاح شده و بار آلودگی است. براساس شاخص زمین انباشت، سرب در 1/16% و روی در 5/17% نمونه‌ها آلودگی بالا نشان داد. در حالی که نتیجه‌ی حاصل از ضریب غنی شدگی، کادمیوم با میانگین 1/72، در رده‌ی غنی شدگی بی نهایت شدید قرار دارد. برمبنای شاخص خطر سرطان‌زایی احتمال ابتلا به سرطان برای بزرگسالان و کودکان با میانگین 3-10×1/0 و 3-10×2/0 در منطقه متوسط و بالا بوده است. مدل عامل یابی مثبت بیشترین سهم غلظت فلزات را (بیش از 90%) ناشی از منشأ آنتروپوژنیک نشان داد.

کلیدواژه‌ها


ابوییان، م.، دربان، ا.، زنجانی، ا. و مقدم، ح. 1396. پهنه‌بندی کیفی خاک‌های سطحی اطراف کارخانه سرب و روی ایرانکوه از دیدگاه زیست‌محیطی، نشریه علمی پژوهشی مهندسی معدن، 12 (35): 62-72.
باباخانی، ع.، قلمقاش، ج. 1377. نقشه زمین‌شناسی 100000/1 تخت سلیمان، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور.
داوطلب نظام، س.، شاکری، ع. و رضایی. م. 1395. آلودگی،منشأوارزیابیریسکسلامتعناصربالقوهسمناکدرخاک پارکشهروپارکلاله،شهرتهران. علوم زمین خوارزمی، 2: 209-226.
دهر آزما، ب.، رحمتی، ش.، اصغری، ح. و صادقیان، م. 1393. ارزیابی تأثیر معدن متروکه مس چغندر برغلظت فلزات سنگین در خاک و گیاهان بومی منطقه (جنوب غرب عباس آباد)، نشریة علمی پژوهشی مهندسی معدن، 10 (27):81-94.
سیستانی، ن.، معین‌الدینی، م.، خراسانی، ن.، حمیدیان، ا.، طالشی، م. و عظیمی، ر. 1396. منشأیابی آلودگی فلزات سنگین خاک‌های مجاور صنایع فولاد کرمان، نشریه محیط‌زیست طبیعی، 70(3): 627-641.‌
شاکری، ع. و یوسفی، ف. 1397. ارزیابی ریسک سلامت و منشأ عناصر بالقوه سمناک در خاکمکان‌های دفن زباله‌های غیرمهندسی استان کرمانشاه، زمین‌شناسی مهندسی، 12(1):63 -84.
شریعتی، ش.، آقانباتی، ع.، موسوی حرمی، س. و مدبری، آدابی، م. 1390. بررسی میزان آلایندگی ناشی از صنایع معدنی و فرآوری سرب و روی بر آب و خاک منطقه انگوران-دندی، علوم زمین، 21(81): 45-54.
شیخی آلمان‌آباد، ز.، اسدزاده، ف. و پیرخراطی، ح. 1396. کاربرد شاخص DWQI برای ارزیابی جامع کیفیت آب در آبخوان اردبیل، اکوهیدرولوژی، 4 (2)، صص421-436.
صادقی خو، ر. و عباسپور، ر. 1397. ارزیابی عملکرد مدل‌های درونیابی در پهنه‌بندی فلزات سنگین خاک (مطالعه موردی: شهرستان هریس)، محیط‌شناسی، 44 (1): 17-23.
عبدالهی، س.، دلاور، م. و شکاری، پ. 1391. تحلیل عددی پراکنش آلودگی خاک به برخی عناصر سنگین منطقه انگوران زنجان، نشریه آب و خاک. 1140:26-1151.
قدیمی، س. و نباتیان، ق. 1393. بررسی زمین شیمیایی معدن روی-سرب انگوران و اثرات فعالیت‌های معدنکاری بر آلودگی منطقه، زمین‌شناسی کاربردی پیشرفته، 4(13):56-66.‌
قنواتی، ن. 1397. ارزیابی خطر فلزات سنگین بر سلامت انسانی در گرد و غبار خیابانی شهر آبادان، فصلنامه سلامت و محیط‌زیست، 11(1):63-74.
لطفی، م. 1380. نقشة زمین‌شناسی 100000/1 تکاب، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور.
موسوی، ل.، شاکری، ع.، و نخعی، م. 1396. آلودگی، منشأ و ارزیابی ریسک هیدروکربن‌های آروماتیک حلقوی در خاک‌های بخش مرکزی شهرستان بندرعباس، مجله سلامت و محیط‌زیست، 10 (2): 271-280.
یزدانی، م. و علی‌نیا، ف. 1396. به کارگیری مطالعات زمین آماری برای شناسایی آنومالی‌های W-Cu-Fe-Au در دره سه هزار تنکابن، علوم زمین، 109: 83-96.
Abrahim, G. M. S. and Parker, R.J. 2008. Assessment of heavy metal enrichment factors and the degree of contamination in marine sediments from Tamaki Estuary, Auckland, New Zealand. Environmental monitoring and assessment, 136(1-3): 227-238.
Alexakis, D. 2016. Human health risk assessment associated with Co, Cr, Mn, Ni and V contents in agricultural soils from a Mediterranean site. Archives of Agronomy and Soil Science, 62(3): 359-373.
Amouei, A., Cherati, A. and Naghipour, D. (2018). Heavy Metals Contamination and Risk Assessment of Surface Soils of Babol in Northern Iran. Health Scope, 7(1).
Andrews, S. and Carroll, C. 2002. Designing a soil quality as-sessment for sustainable agroecosystem manage-ment. Ecological Applications, 11(6):1573-85.
Cabrera, F., Clemente, L., Barrientos, E.D., Lopez, R. and Murillo, J.N. 1999. Heavy metal pollution of soils affected by the Guadiamar toxic flood. Sci Total Environ, 242(1-3): 117-129.
Chen. A., Lin. C., Lu. W., Wu. Y., Ma. Y., Li. J. and Zhu. L. 2007. Well water contaminated by acidic mine water from the Dabaoshan Mine, South China: Chemistry and Toxicity. Chemosphere, 7(2): 248-255.
Dabiri, R., Bakhshi Mazdeh, M. and Mollai, H. 2017. Heavy metal pollution and identification of their sources in soil over Sangan iron-mining region, NE Iran. Journal of Mining and Environment, 8(2): 277-289.
Gee, G.W. and Bauder, J.W. 1986. Particle Size Analysis. In: Methods of Soil Analysis, Part A.
Guan, Q., Wang, F., Xu, C., Pan, N., Lin, J., Zhao, R. and Luo, H. 2018. Source apportionment of heavy metals in agricultural soil based on PMF: A case study in Hexi Corridor, northwest China, Chemosphere, 193: 189-197.
Hakanson, L. 1980. An ecological risk index for aquatic pollution control. A sedimentological approach. Water research, 14(8): 975-1001.
Jiang, X., Lu, W. X., Zhao, H. Q., Yang, Q. C., and Yang, Z. P. 2014. Potential ecological risk assessment and prediction of soil heavy-metal pollution around coal gangue dump. Natural Hazards and Earth System Sciences, 14(6): 1599-1610.
Kamunda, C., Mathuthu, M. and Madhuku, M. 2016. Health risk assessment of heavy metals in soils from Witwatersrand gold mining basin, South Africa. International journal of environmental research and public health, 13(7): 663.
Karim, Z. and Qureshi, B. A. 2014. Health risk assessment of heavy metals in urban soil of Karachi, Pakistan. Human and ecological risk assessment: an international journal, 20(3): 658-667.
Klute, A. 1986. Water retention: laboratory methods. Methods of soil analysis: part 1-physical and mineralogical methods, (methodsofsoilan1). 635-662.
Liao, Y., Li, D. and Zhang, N. 2018. Comparison of interpolation models for estimating heavy metals in soils under various spatial characteristics and sampling methods. Transactions in GIS, 22(2): 409-434.
Muller, G. 1996. Index of Geoaccumulation of sediment in Rhine River. Geojournal, 2: 108-118.
Paatero, P. and Tapper, U. 1994. Positive matrix factorization: A non‐negative factor model with optimal utilization of error estimates of data values. Environmetrics, 5(2): 111-126.
Peng, X., Shi, G., Liu, G., Xu, J., Tian, Y., Zhang, Y. and Russell, A.G. 2017. Source apportionment and heavy metal health risk (HMHR) quantification from sources in a southern city in China, using an ME2-HMHR model. Environmental Pollution, 221: 335-342.
Petrosyan, V., Pirumyan, G. and Perikhanyan, Y. 2019. Determination of heavy metal background concentration in bottom sediment and risk assessment of sediment pollution by heavy metals in the Hrazdan River (Armenia). Applied Water Science, 9(4): 102.
Qingjie, G., Jun, D., Yunchuan, X., Qingfei, W. and Liqiang, Y. 2008. Calculating pollution indices by heavy metals in ecological geochemistry assessment and a case study in parks of Beijing. Journal of China university of geosciences.19(3): 230-241.
Sahoo, H.B., Gandre, D.K., Das, P.K., Karim, M.A. and Bhuyan, G.C. 2018. Geochemical mapping of heavy metals around Sukinda–Bhuban area in Jajpur and Dhenkanal districts of Odisha, India. Environmental earth sciences, 77(2): 34.
Sultana, M.S., Rana, S., Yamazaki, S., Aono, T. and Yoshida, S. 2017. Health risk assessment for carcinogenic and non-carcinogenic heavy metal exposures from vegetables and fruits of Bangladesh. Cogent Environmental Science, 3(1): 1291107.
Teng, Y., Ni, S., Wang, J., Zuo, R. and Yang, J. 2010. A geochemical survey of trace elements in agricultural and non-agricultural topsoil in Dexing area, China. Journal of Geochemical Exploration, 104(3): 118-127.
Tian, L., Ge, B. and Li, Y. 2017. Impacts of state-led and bottom-up urbanization on land use change in the peri-urban areas of Shanghai: Planned growth or uncontrolled sprawl. Cities, 60: 476-486.
Tomlinson, D.L., Wilson, J.G., Harris, C.R. and Jeffrey, D.W. 1980. Problems in the assessment of heavy-metal levels in estuaries and the formation of a pollution index. Helgoländer meeresuntersuchungen, 33(1): 566-575.
Wu, C. and Zhang, L. 2010. Heavy metal concentrations and their possible sources in paddy soils of a modern agricultural zone, southeastern China. Environmental Earth Sciences, 60(1): 45-56.
Wu, J., Lu, J., Li, L., Min, X. and Luo, Y. 2018. Pollution, ecological-health risks, and sources of heavy metals in soil of the northeastern Qinghai-Tibet Plateau. Chemosphere. 201: 234-242.
Zhang, Q., Hu, M., Wu, H., Niu, Q., Lu, X., He, J., and Huang, F. 2020. Plasma polybrominated diphenylethers, urinary heavy metals and the risk of thyroid cancer: Acase-control study in China.Environmental Pollution,116162.