مشخصات توزيع، رهاسازي، رفتار زيست‌ محيطي و ارزيابي خطركادميوم در پسماندهاي معدن سرب - روي

Distribution characteristics, release, environmental behavior and risk assessment of cadmium in Zn-Pb mine tailings

معدن سرب و روي انگوران-زنجان بزرگترين توليد كننده سرب و روي در ايران و بزرگترين معدن سرب و روي خاورميانه است. حجم پسماندهاي توليد شده توسط اين معدن بسيار زياد مي‌باشد كه متأسفانه بدون عمليات حفاظتي در نواحي مختلف استان زنجان انباشته مي‌شود. اين پسماندها حاوي فلزات سنگين مختلفي مخصوصاً كادميوم هستند كه دفع و يا پخش آن‌ها در محيط‌زيست مي‌تواند اثرات بسيار مخربي را بر منابع آب و خاك داشته باشد. درمطالعه حاضر به بررسي غلظت، توزيع و رفتار آبشويي و رهاسازي كادميوم از نمونه پسماندهاي اين معدن (S1 و S2) پرداخته شده است. به منظور بررسي توزيع كادميوم در بين اجزاء مختلف پسماندها از روش عصاره‌گيري متوالي و براي طبقه بندي پسماندها از نظر سطح خطر زيست‌محيطي از پروتكل‌هاي آبشويي روش ويژه سميت (TCLP) روش آبشويي بارندگي مصنوعي (SPLP)، روش آبشويي مزرعه (FLT) و روش عصاره‌گيري شيرابه (LEP) استفاده گرديد. همچنين تأثير زمان تماس، اندازه ذرات، نسبت مايع به جامد و پي‌اچ بر رهاسازي كادميوم از پسماندها مورد مطالعه قرار گرفت. نتايج نشان داد كه رهاسازي كادميوم در دامنه اندازه ذرات مختلف يكسان است و با افزايش زمان آبشويي رهاسازي كادميوم تقريباً به يك مقدار ثابت مي‌رسد. همچنين مشخص گرديد كه رفتار رهاسازي كادميوم حالت كاتيوني داشته و انحلال‌پذيري كنترل كننده غلظت كادميوم در محلول آبشويي است. هر دو پسماند بر مبناي شاخص تحرك در گروه بقاياي بسيار پر خطر قرار گرفتند. نتايج آزمايش TCLP نيز نشان داد كه پسماند‌ها جزء بقايايي هستند كه بايد با عمليات مديريتي بسيار مناسب حفاظت شوند، زيرا پتانسيل بالايي براي ايجاد آلودگي در منابع آب و خاك دارند.

Anguran-Zanjan lead and zinc mine is the largest producer of lead and zinc in Iran and the Middle East. The volume of tailings produced by this mine is very large, which unfortunately is accumulated in different parts of Zanjan province without any protection operations. These tailings contain a variety of heavy metals, especially cadmium, whose disposal or spread into the environment can have very hazardous effects on soil and water resources. The present study investigates the concentration, distribution, leaching behavior and release of cadmium from Zn-Pb mine tailings (S1 and S2). In order to investigate the distribution of cadmium among different tailings components sequential extraction method and to classify the tailings in terms of environmental risk level, leaching protocols include toxicity characteristic leaching procedure (TCLP), synthetic precipitation leaching procedure (SPLP), field leach test (FLT) and leaching extraction procedure (LEP) was used. The effect of contact time, particle size, liquid to solid ratio and pH on cadmium release from tailings was also studied. The results showed that the cadmium release was the same in different particle size ranges and with the increase in leaching time, the release of cadmium almost reaches a constant value. It was also found that the cadmium release behavior was cationic and solubility controls the concentration of cadmium in the leaching solution. Both tailings were classified as highly hazardous residues based on the mobility index. The results of the TCLP test also show that tailings are one of the substances that should be protected by very good management practices because they have a high potential for contaminating the soil and water resources.