تأثير استخراج سنگ آهن بر غلظت برخي از فلزات سنگين و پهنه‌بندي آلودگي خاك (مطالعه موردي: معدن سنگ آهن سنگان، خواف-ايران)

اين پژوهش با هدف ارزيابي اثرات برخي از فلزات سنگين همچون سرب، آهن، نيكل، مس، آرسنيك و پهنه‌بندي آلودگي خاك ناشي از آنها در مناطق اطراف معدن سنگ آهن سنگان شهرستان خواف در خراسان رضوي انجام شد. جهت انجام اين تحقيق، تعداد 60 نمونه خاك از عمق (0-20) سانتي‌متري به صورت سيستماتيك و از دو منطقه مجاور معدن و شاهد برداشت شد. غلظت فلزات سنگين با استفاده از دستگاه پلاسماي جفت شده القايي-آزمون طيف‌سنجي نشر نوري (ICP-AES) اندازه‌گيري گرديد. آزمون‌ نرمال بودن داده‌ها به صورت استنباطي با استفاده از آزمون‌ پارامتريك t مستقل و ضريب همبستگي پيرسون انجام شد. براي كمّي نمودن ميزان آلودگي خاك به فلزات سنگين، از شاخص‌هاي ژئوشيميايي همچون فاكتور آلودگي، شاخص بارآلودگي و فاكتور غني‌شدگي استفاده گرديد. نقشه پهنه‌‌بندي بار آلودگي منطقه مجاور معدن و همچنين نقشه متوسط غني‌شدگي عنصر سرب و آرسنيك نيز با استفاده از روش‌هاي درون‌يابي در محيط ArcGIS تهيه شد. نتايج بدست آمده نشان داد كه ميانگين غلظت عناصر آرسنيك، مس، نيكل، سرب و آهن در منطقه مجاور معدن به ترتيب 12.7، 25.5، 34.5، 48.6، 38860 ميلي‌گرم بر كيلوگرم و در منطقه شاهد به ترتيب 8.5، 15.9، 32.1، 16.9، 29110 ميلي‌گرم بر كيلوگرم بوده است. مقايسه ضريب تغييـرات فلـزات سنگين نيز نشان داد كـه بيشـترين مقدار اين ضـريب مربوط به عنصر سرب با 42.8 درصد و سـاير فلـزات در منطقه مجاور معدن نيـز پراكنـدگي نسـبتاً بـالايي را نسبت به منطقه شاهد داشته‌اند. در آزمون t مستقل، مشاهده شد كه مقدار سطح معني‌داري (p-value) در همه عناصر به غير از عنصر نيكل كمتر از 0.05 بوده كه بيانگر اختلاف معني‌دار ميانگين غلظت‌ها بين منطقه شاهد و منطقه مجاور معدن مي‌باشد. بر اساس بررسي‌هاي صورت گرفته همبستگي بين عنصر سرب با متغير‌هاي نيكل، مس و آرسنيك از نوع معكوس بوده و همبستگي مثبت و بسيار قوي بين آهن با مس و نيكل به ترتيب با مقدار 0.8 و 0.76 و نيكل با مس با مقدار 0.82 وجود دارد. ضريب آلودگي عنصر سرب در منطقه مجاور معدن، مقادير آلودگي متوسط تا قابل توجه را نشان داد كه نسبت به ساير عناصر از آلودگي بيشتري برخوردار مي‌باشد. عنصر سرب و آرسنيك در منطقه مجاور معدن، غني‌شدگي متوسط تا نسبتاً شديد را نشان دادند. مقايسه نتايج بدست آمده از آناليز نمونه‌هاي خاك‌ در دو منطقه شاهد و مجاور معدن با يكديگر نشان از افزايش غلظت فلزات سنگين آهن، سرب، آرسنيك و مس در منطقه مجاور معدن‌كاري بوده است. ميانگين غلظت عنصر آرسنيك و آهن احتمال بروز سميت در آينده را هشدار مي‌دهد. حضور دو عنصر مس و نيكل در خاك منطقه تحت تأثير عوامل طبيعي و زمين‌زاد است. درنتيجه مي‌توان به اين مهم دست يافت كه در صورتي كه آلاينده‌هاي حاصل از معدن‌كاري سنگ آهن در مناطق مجاور معدن كنترل نشود و به دنبال آن روند بيابان‌زايي تكنوژنيك مهار نگردد. علاوه بر بروز مشكلات زيست‌محيطي متعدد تأثير شگرفي بر بوم نظام منطقه خواهد گذاشت.