پایان نامه ارشد: بررسی تأثیر کانسار سرب و روی منطقه لنجان اصفهان بر آلودگی‌های زیست محیطی

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : زمین شناسی

گرایش : زمین­ شناسی زیست‌محیطی

عنوان : بررسی تأثیر کانسار سرب و روی منطقه لنجان اصفهان بر آلودگی‌های زیست محیطی

دانشگاه فردوسی مشهد

دانشکده علوم

پایان ­نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته زمین­شناسی

گرایش زمین­شناسی زیست‌محیطی

عنوان:

بررسی تأثیر کانسار سرب و روی منطقه لنجان اصفهان بر آلودگی‌های زیست محیطی

اساتید راهنما:

دکتر محمدحسین محمودی قرایی

دکتر اکبر قاضی فرد

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)فهرست مطالب:فصل اول: کلیات پژوهش.................................................... 11- 1 مقدمه.................................................................... 21 – 1 – 1  فلزات سنگین.................................................. 31 – 1 – 2 فلزات واسطه‌ی سرب، روی و کادمیوم.................... 31 - 1 - 3 توزیع فلزات سنگین در محیط................................ 41 – 1 – 4 چرخه‌ی طبیعی عناصر........................................ 41 – 1 – 5 چرخه‌های انسانزاد............................................ 51 – 1 – 6 سرب.............................................................. 51 – 1 – 6 – 1 سرب در خاک............................................. 71 – 1 – 6 – 2 سرب در آب................................................ 91 – 1 – 7 روی.............................................................. 101 – 1 – 7 – 1 روی در خاک............................................. 121 – 1 – 7 – 2 روی در آب................................................ 131 – 2 بیان مسئله و اهداف تحقیق................................... 141 – 3 تاریخچه‌ی مطالعات پیشین..................................... 151 – 3 – 1 مطالعات پیشین منطقه مورد مطالعه................... 151 – 3 – 2 مطالعات مشابه در سایر نقاط ایران..................... 161 – 3 – 3 مطالعات مشابه در سایر کشورها .......................17فصل دوم: زمین شناسی منطقه...................................... 202 – 1 موقعیت جغرافیایی منطقه....................................... 212 – 2 کلیات زمین شناسی............................................. 222 – 2 - 1 ماگماتیسم...................................................... 242 – 2 - 2 تکتونیک.......................................................... 252 – 2 – 2 – 1 گسل‌های مهم منطقه..................................262 – 2– 3 چینه شناسی منطقه........................................ 272 – 2 –  3 – 1 واحدهای تریاس بالایی – ژوراسیک............... 272 –  2 – 3 – 2 واحدهای کرتاسه‌ی زیرین............................ 272 –  3 کانه زایی در منطقه.............................................. 30فصل سوم: مواد و روش ها.............................................. 333 – 1 مقدمه................................................................. 343 – 2 مطالعات تکمیلی................................................... 343 – 2- 1 نمونه برداری..................................................... 343 – 2- 1 – 1 نمونه برداری خاک........................................ 343 – 2- 1 – 2 نمونه برداری آب............................................ 373 – 2 – 2 مطالعات آزمایشگاهی....................................... 383 – 2 – 2 – 1 مطالعات آزمایشگاهی نمونه‌های خاک............ 383 – 2 – 2 – 1 – 1 تعیین بافت خاک.................................... 383 – 2 – 2 – 1 – 2 تعیین pH خاک...................................... 393 – 2 – 2 – 1 – 3 تعیین EC خاک...................................... 393 – 2 – 2 – 1 – 4 تعیین مواد آلی خاک.............................. 393 – 2 – 2 – 1 – 5 تعیین کربنات کلسیم معادل..................... 403 – 2 – 2 – 1 – 6 تعیین اکسیدهای آزاد آهن، آلومینیوم و منگنز...413 – 2 – 2 – 1 – 7 استخراج ترتیبی.................................... 423 – 2 – 2 – 1 – 8 هضم خاک و تعیین فلزات سنگین..............443 – 2 – 2 – 2 مطالعات آزمایشگاهی آب............................. 443 – 3 – 3 آنالیز نتایج و پردازش داده ها............................... 45فصل چهارم: نتایج و بحث خاک.......................................... 464 – 1 بررسی نتایج حاصل از تجزیه و اندازه گیری نمونه‌های خاک.....474 – 1 – 1 مقدمه........................................................... 474 – 1 – 2 نتایج آنالیز عنصری (AAS) نمونه‌های خاک............. 474 – 1 –  2 – 1 نسبت تمرکز عناصر در خاک......................... 494 – 1 – 3 نتایج آنالیز استخراج ترتیبی................................ 514 – 1 – 4 تعیین خصوصیات خاک ها................................... 544 – 1 – 4 - 1 تعیین بافت................................................... 544 – 1 – 4 - 2 EC و   pHخاک.............................................. 574 – 1 – 4 - 3 کربنات معادل و ماده آلی................................. 574 – 1 – 4 – 4 اکسیدهای آزاد آهن، آلومینیوم و منگنز............. 594 – 2 بررسی آلودگی خاک منطقه...................................... 614 – 2 – 1 مقدمه.............................................................. 614 – 2 – 2 بررسی مقادیر عناصر سرب، روی و کادمیوم در نمونه ها...624 – 2 – 2 – 1 عنصر سرب (Pb)........................................... 624 – 2 – 2 – 2 عنصر روی (Zn)............................................. 624 – 2 – 2 – 3 عنصر کادمیوم............................................... 634 – 2 – 3 محاسبه‌ی شاخص‌ها.......................................... 634 – 2 – 3– 1  شاخص زمین انباشت (Igeo).......................... 634 – 2 – 3– 2  فاکتور غنی شدگی (EF)................................ 664 – 2 – 3– 2- 1 غنی شدگی سرب..................................... 684 – 2 – 3– 2- 2 غنی شدگی روی....................................... 684 – 2 – 3 – 3 شاخص آلودگی مجموع فلزات (MCI)................. 694 – 2 –  3– 4  فاکتور آلودگی.............................................. 714 – 2 – 3 – 5 شاخص تجمعی آلودگی (MCd).........................744 – 2 – 3 – 6  تعیین گونه‌ی عناصر بر اساس استخراج ترتیبی انتخابی....744 – 2 – 3 – 6 – 1 نتایج حاصل از استخراج ترتیبی سرب.......... 754 – 2 – 3 – 6 – 2 نتایج حاصل از استخراج ترتیبی روی............ 774 – 2 – 3 – 6 – 3 نتایج حاصل از استخراج ترتیبی کادمیوم....... 784 – 2 – 1 – 6 – 4 تحرک کادمیوم، سرب و روی در خاک‌های منطقه...794- 2 –  3 – 7 ماتریس همبستگی پارامترهای خاک................. 80فصل پنجم: نتایج و بحث آب................................................ 815 – 1 بررسی نتایج حاصل از تجزیه و اندازه گیری نمونه‌های آب...825 – 1 – 1 مقدمه.............................................................. 825 – 1 – 2 بررسی پارامترهای صحرایی pH، EC، TDS و دما در منابع آب منطقه....825 – 1 – 2 – 1 هدایت الکتریکی (EC).................................... 835 – 1 – 2 – 2  اسیدیته (pH).............................................. 845 – 1 – 2 – 3  دما ............................................................845 – 1 – 2 – 4 مجموع مواد محلول1 (TDSC)........................... 845 – 1 – 3 اندازه گیری آنیون‌ها و کاتیون‌های اصلی آب............... 855 – 1 – 3 – 1 درصد خطا یا درصد واکنش................................ 855 – 1 – 3 – 2 آنیون‌های اصلی منطقه................................... 865 – 1 – 3 – 3 کاتیون‌های اصلی منطقه................................. 885 – 1 – 4 اندازه گیری فلزات سنگین در منابع آب منطقه........... 895 – 2  تعیین کیفیت آب‌های منطقه...................................... 915 - 2 - 1 تعیین کیفیت آب از نظر مصارف آشامیدنی و تیپ آب‌های منطقه...915 – 2 – 1 – 1 نمودار شولر و کیفیت آب آشامیدنی...................915 – 2 – 1 – 2 نمودار پایپر و تعیین تیپ آب‌های منطقه.............. 925  - 2 – 2 تعیین کیفیت آب از نظر مصارف کشاورزی................ 935 – 2 – 2 – 1 نسبت جذب سدیم (SAR).............................. 935 – 2 – 2 – 2 درصد سدیم ((Na%.....................................5 – 2 –  2 – 3 سدیم کربنات باقی مانده (RSC)..................... 975 – 2 – 2 – 4 درصد سدیم محلول (SSP) ..............................975 – 2 – 2 – 5 نسبت منیزیم (MR)...................................... 985 – 2 – 2 – 6 بی‌کربنات سدیم باقی مانده (RSBC)............... 995 – 2 – 2 – 7 سختی کل (TH)......................................... 1005 – 2 – 2 – 8 شاخص نفوذ پذیری (PI)............................... 1015 – 2 – 2 – 9 شاخص کلروآلکالین (CAI)............................ 1025 – 2 – 2 – 10 شاخص Kelley.........................................5 – 2 – 3 آلودگی فلزی در آب‌های منطقه.......................... 1035 – 2 – 3 – 1 شاخص فلزی (MI)..................................... 1045 – 2 – 3 – 2 شاخص آلودگی فلزات سنگین (HPI).............. 1055 – 2 – 4 ماتریس همبستگی پارامترهای اندازه گیری شده....106فصل ششم: نتیجه گیری و پیشنهادات............................. 108آلودگی خاک منطقه....................................................... 109آلودگی آب منطقه...........................................................111پیشنهادات.................................................................. 112منابع و مآخذ............................................................... 113چکیده: معدن ایرانکوه در رشته کوه ایرانکوه در 20 کیلومتری جنوب غربی شهر اصفهان و در طول جغرافیایی ´32 ˚51 تا ´45 ˚51 و عرض جغرافیایی  ´28 ˚ 32 تا ´37 ˚32 قرار دارد. رخنمون سنگی غالب منطقه سنگ‌های کربناته به سن کرتاسه است که دربردارنده ماده معدنی نیز می‌باشد. در مجاورت این معدن دشت لنجان واقع است که از نظر کشاورزی حائز اهمیت بوده و بخش مهمی از محصولات کشاورزی مصرفی منطقه و گاهأ شهر اصفهان از آن تأمین می‌شود. بررسی‌های خاک‌های داخل معدن و سد باطله‌ی قدیم و جدید آلودگی بیش از حد این خاک‌ها به فلزات سنگین را نشان می‌داد. در آزمایشات خاک دشت لنجان مشاهده گردید که با افزایش فاصله از معدن از میزان آلودگی خاک به مقدار بسیار زیادی کاسته شده است که علت آن نیز عدم تحرک فلزات سنگین در خاک‌های منطقه می‌باشد. از جمله علل عدم تحرک این فلزات در خاک‌ها می‌توان به pH خنثی منطقه، بافت ریزدانه خاک‌ها و به دام افتادن فلزات سنگین در فازهای اکسیدی، آلی و رسی اشاره کرد. در بررسی‌های آب منطقه با اندازه گیری آنیون‌ها و کاتیون‌ها و نیز اسیدیته و هدایت الکتریکی، ارزیابی‌های کیفیت آب جهت مصارف آبیاری و شرب انجام شد که در این بررسی‌ها مشخص گردید آب‌های دشت از نوع سدیم کلره بوده و از این نظر برای آبیاری چندان مناسب نمی‌باشند. در اندازه گیری فلزات سنگین آب‌ها مشخص شد که میزان آن در نمونه‌های آب بسیار پایین و زیر حد استاندارد می‌باشد که علت عمده‌ی آن را می‌توان pH خنثی تا قلیایی منطقه ذکر کرد که سبب عدم تحرک فلزات سنگین می‌شود. همچنین با توجه به گستردگی دشت می‌توان اظهار داشت امکان این که منشأ آب‌های منطقه از جایی غیر از نواحی معدنی باشد وجود دارد و بدین صورت امکان آلودگی آب‌ها و اختلاط آن‌ها با آب‌های معدنی بسیار کم می‌باشد.فصل اول: کلیات پژوهش1-1- مقدمهیکی از نتایج توسعه شهرنشینی و صنعتی شدن، پیامدهای منفی آن بر منابع طبیعی است (Dimitrovska et al., 2012). امروزه فلزات سنگین از نگرانی‌های عمده‌ی تمامی جوامع می‌باشند  (Kalhori et al., 2012). آلودگی محیط زیست بوسیله‌ی فلزات سنگین بطور عمده به فعالیت‌های انسانی، تولیدات صنعتی، فعالیت‌های کشاورزی، سوزاندن سوخت‌های فسیلی، معدن کاری و فرآوری فلزات بستگی دارد (Pagananelli et al., 2004). نواحی اطراف معادن با غلظت‌های بالایی از فلزات سنگین غنی شده است، و می‌تواند اثرات سمی بر روی گیاهان، حیوانات و انسان‌ها بگذارد (Shikazono et al., 2008). فلزات سنگین بدلیل غیرقابل تجزیه بودن و اثرات فیزیولوژیکی مخرب بر روی موجودات و اکوسیستم‌ها حتی در غلظت‌های کم به عنوان عوامل خطرناک و مخرب برای محیط زیست به شمار آمده و اثرات کوتاه مدت و بلند مدتی را بر آن خواهند داشت. در این میان، کادمیوم و جیوه در رده‌ی اول و مس، کروم، نیکل، سرب و روی در رده‌ی دوم خطرزایی برای اکوسیستم می‌باشند (چراغی و بلمکی، 1386). خاک‌های کشاورزی به طور مستقیم یا غیرمستقیم بر سلامت عمومی تأثیرگذار می‌باشند. در این خاک‌ها آلودگی فلزات سنگین ممکن است سبب دخالت در رشد گیاه و نیز آسیب به سلامت انسان‌ها از طریق ورود به زنجیره غذایی شود (شهبازی و دیگران، 1391).همچنین آلودگی فلزات سنگین می‌تواند اثرات مضری بر روی منابع آب شیرین مانند سدها، دریاچه‌ها، رودخانه‌ها و آبخوان‌های زیرزمینی داشته باشد (Dong et al., 2009). امروزه در اکثر نواحی از آب‌های زیر زمینی برای مصارف گوناگون و بخصوص کشاورزی استفاده می‌شود (Ashraf et al., 2011). بنابراین در صورت آلودگی، این آب‌ها می‌توانند مشکلاتی را برای موجودات استفاده کننده از این آب‌ها به طور مستقیم یا غیرمستقیم ایجاد کنند. از این رو پایش آب و خاک در مناطق معدنی امری ضروری و مهم است.از آن جا که زمین­های کشاورزی دشت لنجان در اطراف  معدن سرب و روی ایرانکوه واقع شده‌اند لذا، بررسی منابع آب و خاک این منطقه جهت ارزیابی آلودگی آن‌ها و بررسی رفتار ژئوشیمیایی فلزات سنگین ضروری است. این پژوهش به منظور نیل به این اهداف انجام شده است.1-1-1- فلزات سنگینبه عناصر سمت چپ جدول تناوبی که معمولأ در محلول، تشکیل کاتیون می‌دهند فلز گفته می‌شود. فلزات سنگین فلزهایی با عدد اتمی 20 و بزرگتر از آن هستند. عناصر واسطه‌ی آرسنیک (As) و سلنیوم (Se) و نیز سرب (Pb)، جیوه (Hg) و کادمیوم (Cd) بیش‌ترین توجه زیست محیطی را به خود معطوف نموده‌اند (نلسون ایبای، 1390).منشأ فلزات سنگین و خصوصیات فیزیکو شیمیایی خاک‌ها تعیین کننده‌ی اشکال شیمیایی آن‌ها در محیط می‌باشند (نلسون ایبای، 1390).اشکال شیمیایی یک فلز رفتار آن را در محیط و همچنین ظرفیت انتقال مجدد آن را مشخص می‌کند. فاکتورهای اساسی تأثیر گذار بر روی تحرک فلزات عبارت از مقدار مواد ارگانیک، ظرفیت تبادل کاتیونی، بافت خاک،  Eh و pH می‌باشد (Kashem et al., 2011).بسته به نوع عنصر مهم‌ترین عوامل مؤثر بر تحرک آن نیز تغییر می‌کند (نلسون ایبای، 1390).2-1-1- فلزات واسطه‌ی سرب، روی و کادمیوم:در شرایط قلیایی و pH بالا این عناصر اکسی هیدروکسیدهای انحلال ناپذیر و یا در حضور کربنات، کربنات‌های انحلال ناپذیر تشکیل می‌دهند. در شرایط اسیدی و pH پایین جذب سطحی این فلزات ناچیز بوده ولی با افزایش pH جذب سطحی فرایندی مهم می‌باشد که سبب خروج فلزات از محلول از راه جذب سطحی بر روی ذرات و رسوبات می‌شود. هنگام مواجهه با مواد آلی حل شده (اسیدهای هومیک) این عناصر با ماده‌ی آلی تشکیل کمپلکس می‌دهند. میزان جذب سرب در مواد هومیک بیش‌تر از روی و در روی بیش‌تر از کادمیوم است. اکسی هیدروکسیدهای آهن و منگنز نیز جاذب‌های مناسبی برای این عناصر می‌باشند. در اغلب شرایط اکسایش-کاهش، این عناصر در محلول به صورت گونه‌های کاتیونی دو یا سه ظرفیتی وجود دارند (نلسون ایبای، 1390). 3-1-1- توزیع فلزات سنگین در محیطروش‌های متعددی برای تعیین توزیع طبیعی و انسان زاد فلزات در محیط سطحی می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. یکی از این روش‌ها، مطالعه‌ی زمین شیمیایی ناحیه‌ای است که در آن عناصر فلزی به خاک‌ها، رودها و آب زیرزمینی وارد می‌شود. هدف از این گونه مطالعات، جمع آوری اطلاعاتی در مورد غلظت زمینه‌ی فلزات و نواحی با غلظت‌های بالا و بی‌هنجار فلز است. با نمونه برداری از انواع مختلف مواد می‌توان منشأ فلزات موجود در منطقه را تعیین نمود (نلسون ایبای، 1390).خاک‌ها به عنوان بخشی از اکوسیستم زمینی نقش اکولوژیکی قابل توجهی را در چرخه‌ی عناصر ایفا می‌نمایند. مقدار فلزات سنگین خاک تحت تأثیر چندین فاکتور می‌باشد که عبارت از ترکیب شیمیایی و کانی شناسی سنگ مادر، مقدار مواد ارگانیک، توزیع سایز ذرات، افق‌های خاک، سن، سیستم زهکشی، زندگی گیاهی، دخالت‌های انسان و ورود آئروسول‌ها به خاک است (Gnandi et al., 2002).4-1-1- چرخه‌ی طبیعی عناصرزمین متشکل از چهار مخزن زمین کره (زمین جامد)، آب کره (رودها، دریاچه‌ها، آب‌های زیرزمینی و اقیانوس‌ها)، هواکره (پوشش گازی) و زیست کره (جانداران) می‌باشد. برهم کنش میان این مخازن، انتقال و سرنوشت فلزات مختلف را تعیین می‌کند. به استثنای شار کیهانی بسیار فرعی، منشأ همه‌ی فلزات زمین کره است. هوا کره، زیست کره و آب کره مخازن موقت فلزات به شمار می‌آیند. از طریق فعالیت‌های آتشفشانی ذرات فلزی به صورت‌های غبار و گاز از زمین کره به هواکره وارد می‌شوند. هوازدگی شیمیایی و سیالات ماگمایی سبب ورود فلز به آب کره می‌شود. برای بیش‌تر فلزات هواکره به عنوان یک مخزن بسیار کوتاه مدت عمل می‌کند، زیرا اکسایش مهم‌ترین فرایند در هواکره است. فلزات در فواصل طولانی به شکل ذرات ریز یا هواویزهای گازی انتقال می‌یابند. فلزات در نهایت توسط بارش خشک و‌تر و یا تنفس از جو خارج می‌شوند. گیاهان و جانوران فلزات را از راه تنفس (به شکل گازی)، بلع (خوردن) و جذب عناصر در طی رشد گیاه به دست می‌آورند. فلزات توسط فساد مواد آلی، رسوب گذاری و دفع از زیست کره خارج می‌شوند. سیالات ماگمایی و هوازدگی، دفع توسط گیاهان و جانوران و بارش خشک و ‌تر از فرایندهای انتقال فلز به آب کره می‌باشند. pH، پتانسیل اکسایش-کاهش، و حضور جذب کننده‌هایی چون کانی‌های رسی و اکسی هیدروکسیدها انتقال و زمان ماندگاری فلزات در آب کره را کنترل می‌کنند (نلسون ایبای، 1390).5-1-1- چرخه‌های انسانزادفعالیت‌هایی همچون کشاورزی و یا ساخت جاده‌ها، به هم ریختگی سطح و تحرک فلز را در پی دارند. معدن کاری فلزات سبب خروج آن‌ها از سنگ کره می‌شود. بهسازی زمین و دفع پسماند باعث بازگرداندن فلزات به زمین کره و آب کره می‌شوند. ورود انسانزاد فلزات به هواکره از طریق سوزاندن سوخت‌های فسیلی و برخی فعالیت‌های دیگر امکان پذیر است. فلزات موجود در هواکره از طریق تنفس و بلع وارد بدن انسان می‌شوند که اگر از حد مجاز افزایش یابد سبب ایجاد خطراتی برای سلامت انسان می‌شوند (نلسون ایبای، 1390).تعداد صفحه : 137قیمت : 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