آلودگي عناصر سنگين در خاك‌هاي توسعه يافته روي سنگ‌هاي آذرين و رسوبي شمال غرب آذربايجان غربي

Heavy metal contamination in soils developed on igneous and sedimentary rocks in northwest of west Azarbaijan province

سابقه و هدف: مقدار عناصر در خاك متأثر از مقدار آنها در ماده مادري و فرآيندهاي ژئوشيميايي و خاكسازي مي‌باشد. مطالعات زيادي در مورد غلظت عناصر سنگين در مواد مادري مختلف و خاك‌هاي تشكيل شده از آنها در دنيا انجام شده‌ است. ميانگين غلظت اين عناصر در خاك‌ها تا حد زيادي مشابه ميانگين غلظت آنها در مواد مادري مي‌باشد و تفاوت بين غلظت عناصر در مواد مادري و خاك‌هاي تشكيل شده از آنها در شرايط طبيعي، نتيجه فرآيندهاي خاكسازي مي‌باشد. آلودگي خاك توسط فلزات سنگين در هر منطقه‌اي متأثر از مكان و تقريباً دائمي است، در اين مطالعه به بررسي مقدار عناصر كمياب در خاك‌هاي سطحي با مواد مادري متفاوت در شمال غرب آذربايجان غربي پرداخته شده است. مواد و روش‌ها: غلظت برخي از عناصر كمياب در 105 نمونه خاك سطحي از 8 توده سنگي مختلف در شمال غرب استان آذربايجان غربي (گرانيت، آندزيت، بازالت، اولترابازيك، مارن و ماسه سنگ، سازند قم، آهك و شيل) از موقعيت شيب پشتي و همچنين نمونه‌هاي سنگ پس از هضم با اسيد نيتريك 5 نرمال توسط دستگاه جذب اتمي تعيين شد. از شاخص زمين انباشتگي (Igeo) براي تخمين آلودگي خاك به فلزات سنگين استفاده شد. يافته‌ها: بيشترين مقدار رس در خاك‌هاي حاصل از آندزيت و بازالت و سپس سنگ‌هاي رسوبي مشاهده شد. در سنگ مادري آندزيت بيشترين مقادير آهن (mg/kg 27231/25)، منگنز (mg/kg 730)، مس (mg/kg 28/5) و روي (mg/kg 50/25) كل مشاهده شد. بيشترين مقادير نيكل (mg/kg 1937/50) كبالت (mg/kg 92/50) و كروم (mg/kg 786) در سنگ مادري اولترابازيك مي‌باشد. بيشترين غلظت آهن كل در خاك‌هاي توسعه‌يافته روي سنگ مادري اولترابازيك (mg/kg 22062/42) و كمترين مقدار در خاك‌هاي توسعه يافته روي مواد مادري سازند قم (mg/kg 6885/42) مشاهده شد. غلظت‌هاي زياد منگنز در خاك‌هاي توسعه يافته روي مواد مادري آذرين مشاهده شد. حداكثر غلظت مس كل در خاك‌هاي حاصل از آندزيت (mg/kg 53/17) و حداكثر ميانگين غلظت روي كل در خاك‌هاي حاصل از سنگ گرانيت با mg/kg 67/75 مشاهده شد. بيشترين مقدار نيكل (mg/kg 1667)، كبالت (mg/kg 94/89) و كروم ( mg/kg0304/9) در خاك‌هاي توسعه يافته روي مواد مادري اولترابازيك مشاهده شد. همبستگي مثبت و معني‌داري بين غلظت آهن، منگنز، مس، نيكل، كبالت، و كروم در سطح احتمال يك درصد و براي روي در سطح احتمال 0/05 درصد در خاك و مواد مادري مشاهده شد. نتيجه‌گيري: مواد مادري منشاء مهم ورود عناصر كمياب در خاك‌هاي منطقه مي‌باشد و آلودگي آهن در خاك‌هاي منطقه با توجه به مقدار آهن در خاك‌هاي جهاني مشاهده نشد، ولي برخي از خاك‌ها به عنصر منگنز آلوده‌اند. همچنين بيشتر خاك‌هاي منطقه به عنصر نيكل و حدود نيمي از خاك‌ها به عناصر كروم و كبالت طبق استاندارد خاك‌هاي ايران آلوده‌اند.

Background and Objectives: Amount of elements in soil affected by parent materials and geochemical and pedogenesis processes. Many studies done about heavy metals concentration in different parent materials and developed soils on them in the world. Mean concentration of elements in soils are similar to mean concentration of them in parent materials, mostly. Difference between element concentrations in parent material and soils developed on them in natural conditions, is derived from pedogenesis processes. Due to the soil pollution with heavy metals is almost permanent and local in any region, this research done about trace element concentration in surface soils with different parent materials in northwest of west Azarbaijan province. Materials and Methods: Concentration of some trace elements in 105 surface soil samples developed on 8 different rock mass (Granite, Andesite, Basalt, Ultrabasic, Marl and sand stone, Ghom formation, Lime and Shale) from back slope position, and also their concentration in rock samples in northwest of west Azarbaijan was determined by atomic absorption method. Geo- accumulation index used to estimation of soil contamination to heavy metals. Results: Highest amount of clay was observed in soils derived from Andesite and Basalt and then sedimentary rocks. Highest amount of total Fe (27231.25 mg/kg), Mn (730 mg/kg), Cu (28.5 mg/kg) and Zn (50.25 mg/kg) was observed in Andesite rock. Total Ni (1937.50 mg/kg), Co (92.50 mg/kg) and Cr (786 mg/kg) is more in ultrabasic rock compared to other rocks. The highest and least concentration of soil total Fe was observed in soils developed on ultrabasic (22062.42 mg/kg) and Ghom formation (6885.42 mg/kg) parent materials, respectively. High Mn concentration is in soils derived from igneous rocks. The highest of Cu (53.17 mg/kg) and Zn (67.75 mg/kg) concentration was observed in soils developed on Andesite and Granite rocks, respectively. Amount of Ni (1667 mg/kg), Co (94.89 mg/kg) and Cr (304.09 mg/kg) in soils derived from ultrabasic parent material is more than others. Positive and significant correlation was observed between studied trace elements in soils and parent materials. Conclusion: Significance of the entry of trace elements in region soils is parent materials. Fe pollution in soils was not observed compared to global soils, but some of soils were infected to Mn element. Also, most soils were affected to Ni and about of half of them to Cr and Co in the region according to Iran̕̕̕ʼs standard.