دانلود پایان نامه ارشد : بررسی توزیع عناصر سنگین و گونه پذیری آنها در خاک‌های منطقه خاتون آباد، استان کرمان

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته زمین شناسی 

گرایش : زیست محیطی 

عنوان :  بررسی توزیع عناصر سنگین و گونه پذیری آنها در خاک‌های منطقه خاتون آباد، استان کرمان

دانشکده علوم

پایان نامه کارشناسی ارشد در رشته‌ی زمین‌شناسی (زیست محیطی)

 بررسی توزیع عناصر سنگین و گونه پذیری آنها در خاک‌های منطقه خاتون آباد، استان کرمان

 استاد راهنما  

      دکتر فرید مُر

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)چکیده ذوب کانسنگ‏های فلزی و بویژه کانسنگ‏های سولفیدی، از منابع مهم آلاینده بوم سامانه‏های خشکی و آبی به شمار می‏آید. گسیل آلاینده‏های گازی همچون و و ریزذرات معلق عامل آلودگی مناطق مجاور و گاهی دوردست این گونه واحدهای ذوب هستند. در این مطالعه آثار زیست محیطی ذوب کانسنگ مس در کارخانه ذوب خاتون آباد، به عنوان مطالعه موردی انتخاب شد.از غبار کوره ذوب، خاکهای مرتعی (سطحی و زیر سطحی)، خاک کشاورزی نمونه‏برداری شد، تا ضمن شناسایی عناصر آلاینده در نمونه‏ غبار کوره، روند توزیع و پراکنش آنها در خاک بررسی شود. علاوه بر اندازه گیری غلظت کل عناصر آلاینده در خاک، نحوه توزیع عناصر بالقوه سمّی در فازهای مختلف خاک توسط استخراج ترتیبی تعیین شد.تجزیه شیمیایی نمونه‏های خاک، آلودگی بسیار شدید به فلزها بالقوه سمّی Cu, As, Pb, Zn, Cd, Sb,Mo در نمونه‏های خاک سطحی نزدیک کوره، و در جهت وزش باد غالب را نشان می‏دهد. مقدار آلودگی با افزایش فاصله از کوره‏ها و افزایش عمق کاهش می‏یابد. محاسبه ضرایب زمین انباشت و آلودگی خاک برای خاک‏های سطحی نیز همین نتایج را تأیید می‏کند.براساس نتایج حاصل از استخراج گزینشی BCR، عناصرCu, As, Pb, Zn, Mo, Mn, Cr دارای بیشترین تحرک و زیست دسترس پذیری را در محیط خاک مرتبط با کارخانه ذوب خاتون آباد دارا می‏باشند.اگرچه نتایج این مطالعه حکایت از وجود آلودگی بیشتر در مناطق مجاور کارخانه ذوب خاتون آباد را دارد، اما آلودگی گرچه با شدت کمتر، در تمام جهات ملاحظه می‏شود. این مسئله در بلند مدت می‏تواند تهدیدی زیست محیطی برای ساکنان منطقه به شمار آید.با توجه به نتایج بدست آمده ارائه هرگونه راهکاری برای مدیریت منابع آلودگی عناصر در محیط‏های زمین شناختی مجاور مناطق ذوب، باید با در نظرگرفتن ماهیت منابع آلودگی، نوع و شدت عناصر آلاینده، شکل حضور عناصر، شعاع گسترش آلودگی، ویژگیهای خاص منطقه و امکان اجرایی کردن آن صورت گیرد.فهرست مطالبعنوان                                                                                               صفحه
فصل اول: مقدمه 1-1-کلیات.....................................................................................2 1-2- طرح موضوع و اهمیت آن در مطالعات زیست محیطی.................................3 1-3- اهداف و فرضیه‌های پژوهش...............................................5 1-4-تاریخچه ذوب، متالورژی مس و روش‌های ذوب کانسنگ.....................................7  1-4-1- ذوب و تصفیه فلزات.................................................8  1-4-2- ترمودینامیک عملیات ذوب مس..........................11   1-4-2-1-تشکیل مَت...................................................12   1-4-2-2-سرباره کوره................................................13  1-4-3-روشهای کلی استخراج مس....................................14   1-4-3-1-روش ذوب مستقیم...............................................14   1-4-3-2- روش شستشوی اسیدی..........................................15   1-4-3-3-روش تغلیظ کردن........................................................15 1-4-4-واکنش‌های شیمیایی.....................................................15 1-5-اثرهای زیست محیطی ذوب کانسنگهای فلزی................................16  1-5-1- فروکاهی خاک..............................18  1-5-2- اسیدی شدن...................................................19  1-5-3- زیست شناسی خاک......................................19  1-6-3- فلزات جزئی.....................................................20 1-7- بررسی آثار زیست محیطی گاز ..................................20  1-7-1- تأثیر  بر گیاهان.......................................21  1-7-2- تأثیر  برانسان........................................22 1-8- بارش اسیدی..............................................23 1-9- مواد ریزگردی(Particulate matter) ................................24  1-9-1- تأثیر ریز ذرات معلق بر انسان......................................26  1-10- برخی عناصر رایج در ریز ذرات معلق ناشی از ذوب کانسنگ مس.................28   1-10-1- مس............................................................28   1-10-2- آرسنیک......................29   1-10-3- سرب.....................................31   1-10-4- مولیبدن.......................................32   1-10-5 کادمیم.......................................................33   1-10-6- روی...............................................................34 1-11- مسیرهای انتقال عناصر در زیست بوم سامانه...........................35 1-12- گونه پذیری و تفکیک شیمیایی......................................38 1-13- تعیین زیست دسترس پذیری عناصر سمناک برای گیاهان و موجودات زنده.............41  1-13-1 تعیین زیست دسترس پذیری با استفاده از روش تفکیک شیمیایی...........................42 1-14-پیشینه روشهای استخراج گزینشی مرحله‌ای.............................43  1-14-1- روش استخراج گزینشی ترتیبی...........................................45 1-14-2- روش استخراج گزینشی ترتیبیBCR ............................................47 فصل دوم: موقعیت جغرافیایی، آب و هوا و زمین شناسی ناحیه مورد مطالعه 2-1-مقدمه..........................................................................49 2-2-موقعیت جغرافیایی و ریخت‌شناسی منطقه مورد مطالعه...............................50 2-3-آب و هوا و اقلیم منطقه......................................51  2-3-1-باد...............................................51 2-4-زمین شناسی منطقه.................................................52  2-4-1-کواترنری......................................................53  2-4-2-زمین‌شناسی ساختاری........................55  2-4-3- زمین شناسی مهندسی.....................................55 فصل سوم: نمونه برداری و روش های تجزیه ای و محاسباتی 3-1-مقدمه..............................................................................57 3-2- نمونه برداری ....................................................................58  3-2-1-روشهای نمونه برداری.............................................60  3-2-2-انواع نمونه.....................................63  3-2-3-تعداد نمونه ها....................................................63  3-2-4-نمونه برداری از خاک.......................................64  3-2-4-1-ملاحظات کلی برای تجزیه خاک........................................64   3-2-4-2-آماده سازی نمونه................................................65   3-2-4-3-تعیین pH...................................................66   3-2-4-4-عمق نمونه برداری.........................................................67   3-2-4-5-نمونه های کنترل (زمینه) ...........................................67   3-2-4-6-نگهداری نمونه های خاک...............................................68 3-3-نمونه برداری از ریز گردهای جوی.................................68 3-4-نمونه برداری از منطقه مورد مطالعه و تجزیه نمونه ها....................................70  3-4-1-نمونه برداری از خاک.......................70   3-4-1-1-خاک مرتعی.............................................................70 3-5-آماده سازی نمونه ها......................................74 3-6-اندازه گیری برخی پارامترهای فیزیکوشیمیایی خاک ...........................75 3-7- تجزیه استخراج گزینشی............................................75 3-8-نمونه‌برداری از غبار دودکش................................................79 3-9-روشهای تجزیه نمونه‌ها............................................79  3-9-1- سنجش غلظت کل عناصر (Total Concentration) در نمونه‌های جامد..........79  3-9-2- سنجش عناصر در محلولهای حاصل از روش اصلاح شده BCR ..............................80 3-10-شاخص های زیست محیطی استفاده شده برای تحلیل نتایج...........................................80  3-10-1- شاخص آلودگی.........................................................81  3-10-2-شاخص بهنجاریده غنی شدگی...................................81  3-10-3- شاخص زمین انباشت...................................................82  3-10-4-شاخص بار(Pollution Load index.PLI) ...........................................................83  3-10-5-شاخص اصلاح شده درجه آلودگی......................................83  3-10-6-ضریب تحرک و درجات ارزیابی خطر......................................84 3-11-روش تعیین خط مبنا یا زمینه طبیعی در محیط های مختلف........................................86 3-12-مبانی آماری استفاده شده در تحلیل نتایج......................88  3-12-1-روشهای آماری تک متغیره..................................................89  3-12-2-روشهای آماری چند متغیره .............................................90   3-12-2-1-روش تحلیل مؤلفه های اصلی.................................92 3-12-2-2-روش آنالیز خوشه ای....................................94   فصل چهارم: تحلیل داده‌ها و نتایج 4-1-مقدمه.....................................................................96  4-1-1- نتایج تجزیه شیمیایی غبار فیلتر دودکش......................................................................97  4-2-1-pHخاک................................101  4-2-2-ماده آلی خاک................................................103  4-2-3-بافت خاک.........................................105 4-3-آلودگی خاک.....................................................108  4-3-1-خاکهای مرتعی.....................................................109   4-3-1-1-خاکهای سطحی.....................................................109    4-3-1-1-1-نتایج شاخص بهنجارشده غنی شدگی.................................128    4-3-1-1-2-نتایج مربوط به محاسبه ضریب زمین انباشت ( )  ..................129    4-3-1-1-3-محاسبه شاخص بار آلودگی (Pollution Load index.PLI)..............144    4-3-1-1-4-محاسبه شاخص اصلاح شده درجه آلودگی (m ).......................................145    4-3-1-1-5-ضریب آلودگی خاک (Soil Pollution Index, SPI).............................146   -3-1-2-خاکهای زیرسطحی.............................................148 4-4-نتایج تجزیه به روش استخراج ترتیبی......................................153  4-4-1-عناصر مرتبط با اجزاء تبادل پذیر..............................................157  4-4-2-ارتباط زمین شیمیایی بین عناصردر جزء کاهش‌پذیر..........................159  4-4-3-عناصر مرتبط با اجزاء اکسایش‌پذیر.................................165  4-4-4-عناصر مرتبط با اجزاء باقیمانده......................................168 فصل پنجم: نتیجه‌گیری و پیشنهادات 5-1-مقدمه............................................172 5-2-نتایج بدست آمده از محیط زمین شناختی خاک و غبار فیلتر.............................173 5-3- راهکارهای پیشنهادی برای مدیریت منابع آلودگی در محیط زمین شیمیایی خاک..177منابع و مآخذ....................183
کلیات  فرایندهای معدنکاری، ذوب و کانه آرایی در بسیاری از نقاط جهان سبب آلودگی زیست بومهای طبیعی مجاور این مراکز شده‌است. این فرایندها عناصر بالقوه سمناک را به شکل گاز، ذرات معلق، پساب مایع و یا باطله‌های جامد به محیطهای طبیعی به ویژه آب، رسوب و خاک اضافه می‌کنند (Dudka and Adrino, 1997). تولید مس نمونه بارزی از ایجاد این گونه مسائل زیست محیطی است، چرا که ذوب کانسنگ سولفیدی مس به آلودگی وسیع هوا منجر می‌شود. گسیل های گازی اغلب با گازهای سمّی مانند گوگرد دیوکسید و فلزات سنگین از جمله As, Pb, Hg, Cd, Ni, Be, v همراهند. در مناطق مجاور منبع آلاینده، تنفس هوای آلوده به این گسیل‌ها منجر به ورود غلظت های بالا به بدن موجودات زنده می شود. فلزات سنگین گسیل شده از راه بارش جوی وارد بوم سامانه های زمین می‌شوند. افزون بر این، همراه با خاک و رسوب وارد شبکه های غذایی شده و می توانند تندرستی جمعیت‌های زنده را به خطر اندازند. بدین ترتیب که فلزهای بالقوه سمّی نهشته شده از جو، درسطح زمین با خاک آمیخته می شوند؛ این فلزها می‌توانند بخشی از تغذیه آبخوان ها یا رواناب های سطحی را تشکیل دهند (مُر و همکاران،1387). در زیست‌بوم‌سامانه‌هایی که دچار آلودگی انسان‌زاد شده‌اند، تعیین مقدار کل هر عنصر صرفاً روند تغییرات و یا نوع عناصر آلاینده را مشخص می‌کند و اطلاعاتی در زمینه تحرک و یا زیست دسترس پذیری آنها به دست نمی‌دهد؛ زیرا تحرک و زیست دسترس پذیری یک عنصر آلاینده به شکل حضور آن در محیط بستگی دارد. بطور کلی تغییر در شرایط محیط طبیعی با تغییر شکل حضور عناصر بالقوه سمناک و حتی عناصر مغذی ضروری همراه بوده، و می‌تواند به شدت بر رفتار زمین‌شیمیایی آنها در محیط تاثیر بگذارد. برای پیش بینی رفتار شیمیایی یک عنصر باید شکل‌های مختلف آن در محیط مورد نظر ( برای مثال خاک و یا رسوب) به طور کامل در انواع شرایط سامانه‌های طبیعی مورد بررسی قرار گیرد. شناسایی و تعیین غلظت فلزات بالقوه سمناک مرتبط با بخش‌های مختلف خاک و یا رسوب تحت عنوان تجزیه کسر شیمیایی (chemical fraction analysis) شناخته شده‌است. در این روش با استفاده از حلالهای متفاوت و بر طبق دستورالعمل استخراج ترتیبی (sequential extraction procedure) شرایط متنوعی برای آزادسازی و انحلال عناصر مرتبط با فازهای مختلف و یا ساختارهای کانی شناختی خاص در نمونه خاک و یا رسوب ایجاد می‌شود. توالی ویژه‌ای برای شناسایی شکل‌های عناصر بالقوه سمناک در خاک و یا رسوب وجود دارد. این توالی بسته به شرایط متفاوت دارای تنوع زیاد می‌باشد؛ اما آنچه مسلم است روشهای تجزیه‌ی کسر شیمیایی اطلاعات ارزشمندی از منشأ، تحرک فیزیکوشیمیایی، انتقال و پتانسیل سمناکی عناصر آلوده را را فراهم می‌کند. در واقع انواع شکلهایی که توسط تجزیه کسر شیمیایی شناسایی می‌گردند، تخمینی از مقدار عناصر سمناک در مخازن مختلف این عناصر در خاک و یا رسوب می‌باشند، که می‌توانند با تغییر شرایط محیطی آزاد گردند. هدف از ارائه این فصل بیان طرح موضوع و ارائه کلیاتی در راستای اهداف و فرضیه‌های پژوهش، روشهای ذوب، اثرات زیست محیطی ذوب فلزات، روشهای تفکیک شیمیایی و ارتباط آنها با تحرک و زیست‌دسترس‌پذیری عناصر بالقوه سمناک، معیارهای گزینش و انواع الگوهای استخراج عناصر می‌باشد. 1-2- طرح موضوع و اهمیت آن در مطالعات زیست محیطی  پایش زیست محیطی در مناطق صنعتی به ویژه در مجاورت کوره‌های ذوب کانسنگهای فلزی و شناسایی منابع آلاینده طبیعی و انسانزاد می‌تواند نقش بسیار مهمی در کمینه کردن خطرات زیست محیطی داشته باشد، و به بهینه سازی سامانه ذوب و فرآوری مواد معدنی کمک زیادی کند. از این راه می توان آسیب هایی که به ساکنان منطقه وارد می‌شود را کاهش داد. از طریق تجزیه‌ی کسر شیمیایی امکان تعیین میزان تحرک، رهاسازی و پتانسیل زیست دسترس‏پذیری عناصر فراهم می‌شود. در معادن مس پورفیری و واحدهای کانه آرایی و ذوب آنها، بدلیل تنوع منابع آلاینده، شکل حضور عناصر در محیطهای زمین‌شیمیایی آب، خاک و رسوب این مراکز نیز تنوع گسترده‌ای دارد. علاوه بر منابع آلودگی و نوع عناصر آلاینده، شرایط اقلیمی که تأثیر زیادی بر فرایندهای زمین شناختی و زیست محیطی مانند تشکیل خاک، رهاسازی و انتقال عناصر دارد نیز در نقاط مختلف تفاوت می‌کند. تمام این عوامل بر رفتار شیمیایی، تحرک و زیست دسترس‌پذیری یک عنصر در خاک، آب و یا رسوب تاثیر می‌گذارد. تفکیک شیمیایی عناصر در خاک و یا رسوب با استفاده از روشهای استخراج ترتیبی       (extraction sequential) انجام می‌شود. با استفاده از این روش انتظار می‌رود که هم پیش بینی مناسبی در مورد انواع شکل شیمیایی عناصر بالقوه سمناک فراهم ‌آید، و هم عوامل حاکم بر رفتار این عناصر در خاک و یا رسوب شناسایی شوند  (Violante et al., 2007).تفکیک شیمیایی عناصر از طریق روشهای استخراج ترتیبی در واقع نوعی ارزیابی خطر زیست محیطی محسوب می‌شود که می‌توان آنرا بر طبق مراحل زیر شرح داد:
  • انتخاب عناصر دارای پتانسیل سمناکی
  • ارزیابی سطح آلودگی عناصر مورد نظر و نیاز به تحقیقات بعدی در زمینه پتانسیل رهاسازی عناصر از خاک و یا رسوبات
  • تعیین پتانسیل رهاسازی، انحلال و انتقال عناصر سمی
  • زیست دسترس پذیری عناصر آلوده برای موجودات زنده‌ای که در معرض آلودگی قرار دارند
  • ارتباط بین شاخص‌های فیزیکوشیمیایی محیط مانند pH بررفتار عناصر
  • تأثیر ترکیب کانی‌شناختی بررفتار عناصر و ارتباط آن با غلظت عناصر در اجزاء تفکیک شده در هر مرحله از روشهای تفکیک شیمیایی
  • برآورد ریسک (risk assessment) انواع عناصر آلاینده و همچنین خطر منابع مختلفی که این عناصر را وارد محیط می‌کنند.
  • ضرورت بهسازی و یا پاکسازی عناصر آلاینده، تعیین الویت منابع الودگی و ارزیابی گزینه‌های مختلف پاکسازی با توجه به شرایط منطقه
 راه اندازی کارخانه ذوب کانسنگ مس خاتون آباد، حساسیت زیادی در منطقه ایجاد کرده است به طوریکه سازمان حفاظت محیط زیست و عامه مردم، فعالیت این کارخانه را عامل اصلی بروز بیماری و مرگ و میر دامهای منطقه در چند سال اخیر می‌دانند. شرکت ملی صنایع مس تا کنون برای جبران تلفات دامی مورد ادعا، غرامت زیادی پرداخت کرده است. علت مرگ و میر گوسفندان در منطقه تاکنون به درستی مشخص نشده است و احتمال این که عوامل دیگری بجز کارخانه ذوب مس خاتون آباد نیز در بروز این نابهنجاریها دخیل باشند وجود دارد. در این پژوهش ابتدا بی هنجاریهای موجود در خاکهای منطقه  شناسایی و عوامل مؤثر در ایجاد آنها مشخص می‌شود. سپس سهم عوامل طبیعی و انسانزاد به وجود آورنده این بی‌هنجاریها به طور جداگانه محاسبه می‌گردد.تعداد صفحه :226قیمت : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09309714541 (فقط پیامک)        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  -- --

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید