تعهد نامه
مجله پژوهش در بهداشت محیط

مجله پژوهش در بهداشت محیط

مطالعات زیست‌محیطی منبع آلودگی خاک در مناطق دگرسانی و کانی‌سازی (موردپژوهی: شمال‌غرب مشگین‌شهر)

نوع مقاله : مقالات پژوهشی

نویسندگان
علیرضا صفاری 1
سید غفور علوی 2
1 دانشجوی دکتری زمین‌شناسی اقتصادی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
2 استادیار گروه علوم زمین، زمین‌شناسی اقتصادی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
10.22038/jreh.2025.25643
چکیده
زمینه و هدف: خاک شمال غرب مشگین شهر که در معرض فرایندهای کانی سازی و دگرسانی قرار گرفته اند، حاوی مقادیر زیادی عناصر سمی و سنگین هستند که موجب آلودگی این منطقه می‌گردد. بر این مبنا هدف پژوهش حاضر مطالعات زیست محیطی منابع خاک در مناطق دگرسانی و کانی‌سانی در شمال غرب مشگین‌شهر می‌باشد. 

مواد و روش‌ها: در پژوهش حاضر به فراخور نیاز از مطالعات کتابخانه‌ای، میدانی بهره برده شده است. بدین گونه با استفاده از نقشه‌های توپوگرافی (1:250000،1:50000 ) و مطالعه ی عکس‌های هوایی (1:20000) نقشه هیدروگرافی منطقه تهیه شد. در ادامه نیز به نمونه‌برداری خاک و آماده‌سازی آن پرداخته شد. برای تجزیه ی شیمیایی خاک‌های زراعی، باغی، مرتعی و لم یزرع روی سنگ‌ها و زون‌های کانی سازی و دگرسانی این منطقه، از حدود 70 نقطه نمونه به صورت انتخابی تهیه شد. نمونه‌های خاک از افق سطحی یعنی محل نفوذ ریشه برداشته شده است. بعد از برداشت نمونه‌های خاک به وزن تقریبی یک کیلوگرم ، 500 گرم آن به عنوان نمونه شاهد نگهداری و 500 گرم آن نیز به آزمایشگاه جهت تجزیه ی شیمیایی منتقل شد. لازم به ذکر است نمونه ها به روش ICP-Ms مورد تجزیه ی شیمیایی قرار گرفته و مقادیر 47 عنصر مهم مورد اندازه گیری قرار گرفت. 

یافته‌ها: مقایسه ی نتایج به دست آمده از تجزیه ی خاک‌های منطقه با مقادیر مجاز و استانداردهای زیست محیطی موجود نشان داد که آلودگی خاک‌ها به عناصر طلا، آهن، وانادیوم، گوگرد، و آرسنیک شدید بوده و غلظت بسیاری از عناصر دیگر نیز از مقادیر استاندارد بیشتر است. بر اساس مقادیر شاخص آلودگی به کار رفته در پژوهش 55/7 درصد از نمونه ها با 1
نتیجه‎‌گیری: با توجه به تشابهات نتایج مقایسات غلظت عناصر با استانداردها و حدود مجاز آن ها، فاکتورهای غنی ساز و شاخص‌های آلودگی می توان نتیجه گرفت که بیشتر نمونه های تجزیه شده از خاک منطقه مورد مطالعه آلوده هستند. با توجه به نتایج پژوهش پیشنهاد می‌گردد نسبت به خاک برداری و جابه جایی، بهسازی فیزیکی (شست وشوی خاک، فلاشینگ خاک) و بهسازی‌های بیولوژیکی (تجزیه بیولوژیکی دوغابی، بهسازی بیولوژیکی نابرجا و برجا بهسازی به روش مقاوم سازی و پایدارسازی) اقدام گردد.
کلیدواژه‌ها
آلودگی
دگرسانی
کانی‌سازی
زیست محیطی
خاک
مشگین‌شهر

عنوان مقاله English

Environmental Studies of Soil Pollution in Alteration and Mineralization AreasCase Study Northwest Meshginshahr

نویسندگان English

Alireza Saffari 1
Syed Ghafoor Alavi 2
1 PhD student in Economic Geology, University of Tabriz, Tabriz, Iran
2 Assistant Professor, Department of Earth Sciences, Economic Geology, University of Tabriz, Tabriz, Iran
چکیده English

Background and purpose: Soils in northwest Meshginshahr, influenced by alteration and mineralization processes, exhibit elevated concentrations of toxic and heavy elements, resulting in significant pollution. This study evaluates the environmental sources of soil contamination in alteration and mineralization zones within the region.

Materials and Methods: A combination of library-based research and field investigations was utilized. Hydrographic maps of the region were prepared using topographic maps (1:250,000 and 1:50,000) and aerial photographs (1:20,000). Soil sampling targeted agricultural, orchard, rangeland, and barren soils overlying rocks and mineralized zones, with 70 selective surface soil samples collected from the root penetration zone. Each sample (~1 kg) was divided, retaining 500 g as a reference and sending the remaining portion for chemical analysis. Concentrations of 47 critical elements were determined using inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS).

Results: Comparison of soil analysis data with environmental standards revealed significant contamination, particularly with gold, iron, vanadium, sulfur, and arsenic, alongside other elements exceeding permissible limits. The pollution index (PI) indicated that 55.7% of the samples were classified as polluted (PI > 1).

Conclusion: The alignment of elemental concentrations with environmental standards, enrichment factors, and pollution indices suggests extensive pollution in the studied soils. Mitigation strategies, including soil excavation and relocation, physical remediation (e.g., soil washing and flushing), and biological remediation (e.g., slurry bioremediation, in-situ/ex-situ stabilization, and resistance-based bioremediation), are recommended to address the contamination.
 
Open Access Policy: This is an open access article under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits use, distribution and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. To view a copy of this licence, visit https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

کلیدواژه‌ها English

Pollution
Alteration
Mineralization
Environmental
Soil
Meshginshahr
  1. Cai, L., Xu, Z., Ren, M., Guo, Q., Hu, X., Hu, G. and Peng, P. (2012). Source identification of eight hazardous heavy metals in agricultural soils of Huizhou, Guangdong Province, China. Ecotoxicology and Environmental Safety. 78: 2-8 https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2011.07.004 PMid:22257794
  2. Safari, M., Jafarian, A., Ganjovian, M.A., Esmaili, J. (2022). Investigating the severity of heavy element pollution in surface soils (study area: Shahr Kord city). Iran Quaternary 7 (3), 1006-1023. (In Persian). https://doi.org/10.22034/irqua.2022.702442
  3. Khorram Nejadian, Sh., Atapour, M. (2019). Measurement of the heavy element concentration of arsenic in soil (Abik industrial town case study) Environmental Science Studies, 5 (3), 2733-2729. (In Persian). https://www.jess.ir/article_108362.html
  4. Karmi, G., Ghasemi Dehnavi, A., Jamshidi, A. (2022). Assessment of heavy metal contamination of soils in the vicinity of Gol Zard lead and zinc mine, northeast of Algodrez (Lorestan province), Quaternary Journal of Iran, 8 (3, 4), 431-454.( Persian). https://dorl.net/dor/20.1001.1.24237108.1401.8.2.7.2
  5. Misra S., Newsom H. E., Prasad M. S., Geissman J. W., Dube, A., Sengupta, D., "Geochemical identification of impactor for Lonar crater, India", Meteoritics & Planetary Science, 44 (7) (2009) 1001-1018. https://doi.org/10.1111/j.1945-5100.2009.tb00784.x
  6. Kabata-Pendias, A., Pendias, H.( 2001). Trace Elements in Soils and Plants, third ed. CRC Press, Boca Raton, Florida. https://doi.org/10.1201/9781420039900
  7. Chandrasekaran, A., Ravisankar, R., Harikrishnan, N., Satapathy, K. K., Prasad, M. V. R., & Kanagasabapathy, K. V. (2015). Multivariate statistical analysis of heavy metal concentration in soils of Yelagiri Hills, Tamilnadu, India- Spectroscopical approach. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 137, 589-600 https://doi.org/10.1016/j.saa.2014.08.093 PMid:25240831
  8. Igwe, J., and Abia, A. A. (2006). A bioseparation process for removing heavy metals from waste water using biosorbents. African Journal of Biotechnology. 5(11): 1167-1179. http://dx.doi.org/10.4314/ajb.v5i11.43005
  9. Colin B.(1995) Environmental chemistry . Freeman and Company.
  10. Hajizadeh, H., Karmi G. H., Saadat, S. (2016). Environmental assessment of underground water in Firozabad Shahrood area. 10th Conference of Geological Society of Iran, Tarbiat Modares University. (Persian).https://civilica.com/doc/28575
  11. Sistani, N, et al .(2016). Heavy metal pollution in soils near Kerman steel industries: assessment of metal richness and degree of pollution, Health and Environment Quarterly, 10 (1), 75-86. (Persian). http://ijhe.tums.ac.ir/article-1-5754-fa.html
  12. Fallah, A. Madbari, S., Alireza, S., Tabakh Shabani, A.A. (2018). Assessment of heavy metal contamination in the urban soil of Karaj (Iran), Earth Sciences, 29 (14), 240-231. (Persian).
  13. Jamshidi, A. Sarikhani, R., Karmi, G., Ghasemi, Dehnavi, A. (2019). Investigating heavy metals and their origin in the east of Azna city, Lorestan province, Journal of New Findings of Applied Geology, 14 (28), 43-29. (Persian). https://civilica.com/doc/1205840
  14. Keskin, T., Toptas, E.) 2012.( Heavy metal pollution in the surrounding ore deposits and mining activity: a case study from Koyulhisar (Sivas-Turkey), Environmental Earth Science, No. 67, PP. 859-866. https://doi.org/10.1007/s12665-012-1541-2
  15. Lee, C.H. )2015). Assessment of contamination load on water, soil and sediment affected by the Kongjujeil mine drainage, Republic of Korea, Environmental Geology, No. 44, PP. 501-515. https://doi.org/10.1007/s00254-003-0786-1
  16. Norra S., Z.A. Berner, P. Agarwala , F. Wagner,D. Chandrasekharam, D. Stuben .(2005). Impact of irrigation with As rich groundwater on soil and crops: A geochemical case study in West BengalDelta Plain, India. Applied Geochemistry, 20: 1890-1906. https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2005.04.019
  17. Chi-Man L. and Jiu J. J. (2006). Heavy metal and trace element distributions in groundwater in natural slopes and higly urbanized spaces in Mid-Levels area, Hong Kong. Water Research, 40(753-767) https://doi.org/10.1016/j.watres.2005.12.016 PMid:16448684
  18. Organization of Industries and Mines of Ardabil Province(2002).
  19. Ardabil Province Industries and Mines Organization(2002).
  20. Jung, M.C.( 2001). Heavy metal contamination of soils and waters in and around the Imcheon Au-Ag mine, Korea. Appl. Geochem. 16, 1369-1375. https://doi.org/10.1016/S0883-2927(01)00040-3
  21. Sinex, S.A., Helz, G.R., 1981. Regional geochemistry of trace elements in Chesapeake Bay sediments. Environ. Geol. 3,315-323. https://doi.org/10.1007/BF02473521
  22. Kabata-Pendias, A., & Mukherjee, A. B. (2007). Trace Elements From Soil To Human. Springer Science & Business Media.550 pp https://doi.org/10.1007/978-3-540-32714-1
  23. Swartjes, F.A., 1999. Risk-based assessment of soil and ground water quality in the Netherlands: standards and remediation urgency. Risk Anal. 19, 1235-1249. https://doi.org/10.1111/j.1539-6924.1999.tb01142.x PMid:10765460
  24. Wedepohl, K.H., )1995(. The composition of the continental crust. Geochim. Cosmochim. Acta 59, 1217-1232. https://doi.org/10.1016/0016-7037(95)00038-2
  25. Yagodin B. A.(1984) Agricultural chemistry. Mir Publishers, Moscow. Vol. 1 ,2 .Translated from the Russian by Vopyan V. G.https://www.ebay.com/itm/314106124424
  26. Bowen H. J. M.(1979).Environmental chemistry of the elements. Academic https://www.scirp.org/reference/referencespapers?referenceid=1803052
  27. Zarin Kofesh, M. (1997) Basics of soil science in relation to plant and environment. first volume . Islamic Azad University Scientific Publishing Center(Persian).
  28. Krauskopf K. P. and Dannis K. B. (1995). Introduction to geochemistry, Third edition , McGraw-Hill. https://www.scirp.org/reference/referencespapers?referenceid=2331365
  29. EPA.(1997).Drinking water standards, Environment of Critreia and Assesment.
  30. Koski, R. A.; Munk L.A.; Foster A. l.; Shanks W. C. and Stillings, L. L. )2008(. Sulfide oxidation and distribution of metals near abandoned copper mines in coastal environments, Prince William Sound, Alaska, USA. Applied Geochemistry, 23: 227-254. https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2007.10.007
  31. Industries and Mines .(2004).
  32. Salomons, W., Forstner, U.) 1984(. Metals in the Hydrocycle. Springer-Verlag, New York. https://doi.org/10.1007/978-3-642-69325-0
  33. Horowitz, A.J.) 1991.( A Primer on Sediment-trace Element Chemistry. Lewis Publishers, Chelsea https://doi.org/10.3133/ofr9176