بررسي غلظت عناصر سنگين در نهشته هاي شيلي معدن ايرانكوه (جنوب غرب اصفهان)

سابقه و هدف: معادن سرب و روي ايرانكوه در20 كيلومتري جنوب غربي اصفهان و در حوضه آبريز رودخانه زاينده‌رود واقع شده است. سنگ‌هاي كربناته و شيلي، سنگ‌هاي ميزبان كانسار سرب و روي را تشكيل مي‌دهند. تمركز بالاي فلزات سرب و روي در اين سنگ‌ها مجموعه معادن ايرانكوه را به وجود آورده است. هوازدگي و فرسايش سنگ‌هاي ميزبان مواد معدني، مواد باطله و فاضلاب‌ها و پسماندهاي ناشي از معدن‌كاري در اين معادن پتانسيل بالقوه‌اي براي آلودگي آب‌هاي جاري، زيرزميني و خاك‌هاي كشاورزي به عناصر سرب و روي و ساير فلزات سنگين همراه فراهم كرده است. هدف اين پژوهش بررسي ميزان غلظت كل عناصر سنگين روي، سرب، نيكل، مس، كبالت، نقره و كادميوم در نهشته‌‌هاي شيلي معدن و بررسي نقش عوامل فيزيكي‌شيميايي بر ميزان غلظت و آلايندگي اين عناصر است. مواد و روش‌ها: براي تعيين غلظت عناصر سنگين تعداد 12 نمونه در فواصل معين از نهشته‌هاي شيلي برداشت شد. براي شناسايي كاني‌هاي تشكيل‌دهنده سنگ‌هاي شيلي مقاطع نازك تهيه و توسط ميكروسكپ پلاريزان بررسي شد. براي شناسايي نوع كاني‌هاي رسي، پلاك رسي تهيه و پس از تيمار اوليه (دماي عادي، 550 درجه سانتي‌گراد، اتيلن گليكول) توسط دستگاه اشعه ايكس آناليز شد. ميزان كربن آلي، كربنات كلسيم و Eh و pH نمونه‌ها تعيين شد. غلظت عناصر سنگين نمونه‌ها پس از محلول‌سازي توسط دستگاه جذب اتمي محاسبه شد. ضرايب همبستگي ماده آلي و منگنز با فلزات و همچنين فلزات با فلزات محاسبه شد. براي مقايسه غلظت عناصر سنگين نسبت به ميزان طبيعي آنها (غلظت عنصر در شيل) از فاكتور غني‌شدگي استفاده شد. نتايج و بحث: شيل‌هاي خاكستري تيره تا زيتوني رنگ منطقه مورد بررسي از ذراتي به ريزي رس تا حداكثر سيلت تشكيل شده‌اند. كاني‌هاي اين سنگ‌ها شامل كوارتز، مسكوويت، فلدسپار وكاني‌هاي رسي هستند. كاني‌هاي رسي به ترتيب فراواني شامل ايليت (70-60 درصد)، كائولينيت (27- 9 درصد) و كلريت (22-7 درصد) هستند. كاني‌هاي سولفيدي اين نهشته‌ها را اسفالريت، گالن و پيريت تشكيل مي‌دهند. مقدار ميانگين مواد آلي موجود در شيل‌هاي منطقه 2 درصد (% 5/5 - 35/0) است و مقدار كربنات كمتر از يك درصد است. pH نمونه‌ها از تقريباً خنثي تا اندكي قليايي (7/8 -6/8 ) متغير است و Eh آنها از اكسيدان تا كمي احيايي ( V100-تا18) در نوسان است. نتيجه‌گيري: ميانگين غلظت كل فلزات سنگين مورد بررسي در شيل‌ها بر حسب ppmبه ترتيب فراواني به‌صورت روي (128/05)، سرب (42/55)، نيكل (35/24)، مس (24/18)، كبالت (7/40)، نقره (3/33) و كادميوم (0/79) است. همبستگي مثبت و بالايي نقره با سرب، كادميوم، روي، سرب و كبالت با نيكل و منگنز و نيز همبستگي مثبت عنصر روي با ماده آلي نشان‌دهنده وجود شرايط فيزيكي‌شيميايي مناسب براي تمركز اين عناصر است. محاسبه فاكتور غني‌شدگي عناصر نشان‌دهنده آن است كه غني‌شدگي نقره فوق‌العاده زياد، كادميوم در حد متوسط و ميانگين غني‌شدگي ساير عناصر حداقل است. با توجه به غلظت نسبتاً بالاي اين عناصر و گسترش زياد سنگ‌هاي شيلي در منطقه، با فعال شدن اين عناصر در شرايط مناسب زمين‌شيميايي و ورود آنها به آب‌هاي جاري و زيرزميني مي‌تواند آلودگي زيست‌محيطي آب و خاك منطقه را باعث شود.