زیست دسترس پذیری فلزات سنگین در خاک سطحی زراعی منطقه دوست بگلو (مشگین شهر) و تعیین گونه های مسمومیت زا به روش استخراج ترتیبی و نرم افزار Visual Minteq

اکسیداسیون زون های کانی سازی شده سولفیددار طی فرآیند هوازدگی در اثر واکنش های بیولوژیکی و شیمیایی تشدید شده و زهاب اسیدی (AMD) حاصله باعث آزادسازی و تحرک عناصر فلزی سمی و سنگین از سنگ مادر و تمرکز آن ها در محیط خاک یا آب می شود. در این پژوهش نمونه های خاک برداشته شده از اطراف روستای دوست بگلو (شمال غرب مشگین شهر) که یک منطقه کانه زایی و دگرسانی است، مورد بررسی قرار گرفت و  گونه های شیمیایی، میزان مسمومیت زایی و منشا عناصر سنگین As، Cd، Cu، Cr، Pb، Sb، Ni و Zn تعیین گردید.

 در این پژوهش غلظت کل و زیست دسترس پذیری عناصر سنگین As، Cd، Cu، Cr، Pb، Sb، Ni و Zn در 5 نمونه خاک سطحی توسط گونه بندی به روش استخراج ترتیبی (تسیر) در پنج فاز (تبادل پذیر، متصل به کربنات، متصل به اکسیدهای آهن و منگنز، متصل به مواد آلی و فاز باقیمانده) و نرم افزار ترمودینامیکی Visual Minteq مورد ارزیابی واقع شد.

نتایج حاصل از روش استخراج ترتیبی معلوم می کند که بیش ترین غلظت از مجموع غلظت کل هر 8 عنصر سنگین مورد مطالعه در فاز باقی مانده (تثبیت شده در ساختار کانی ها) قرار دارد. این مساله نشان دهنده منشا زمین زاد این عناصر بوده و می تواند حاصل فرسایش و هوازدگی سنگ های منطقه در نظر گرفته شود. عنصر Sb در قیاس با سایر عناصر مورد بررسی غلظت بیش تری در فازهای بالقوه دسترس پذیر (تبادل پذیر، متصل به کربنات، متصل به اکسیدهای آهن و منگنز و متصل به مواد آلی) داشته و احتمال مسمومیت زایی این عنصر بیش تر است. خروجی نرم افزار نشان داد که در نمونه های مذکور گونه های غالب سرب بصورت Pb (SO4) 22- ، Pb2+ و PbSO4 (aq)، مس بصورت CuSO4 (aq) وCu2+  نیکل بصورت NiSO4 (aq) ، Ni2+  و NiSO4، آنتیموان بصورت Sb (OH)3 ، Sb (OH2+ و Sb (OH)61- ، بصورت روی Zn (SO4)22-، ZnSO4 (aq) و Zn2+ ، آرسنیک بصورت H3AsO3 و H2AsO4-  کادمیوم بصورت Cd (SO4) 22- و Cd2+ و گونه های غالب کروم بصورت CrSO4+ ،CrOHSO4 (aq) و HCrO4- حضور داشتند. عموما گونه های آبگین آزاد عناصر مذکور قابلیت تحرک بیشتری نسبت به گونه های دیگر دارند، در عوض غلظت این گونه ها در مقایسه بسیار اندک است و اغلب این عناصر، بیشتر در قالب کمپلکس هایی با تحرک پذیری کم حضور دارند.

 بر اساس نتایج استخراج ترتیبی؛ هر 8 عنصر مورد مطالعه، پتانسیل ریسک اکولوژیکی بالا و رخداد آلودگی قابل توجه در رسوب آبراهه و افق های سطحی خاک زراعی منطقه دوست بگلو را نشان می دهد. تحلیل یافته های نرم افزار Visual Minteq حاکی از آنست که فعال ترین گونه های این عناصر و غلظت مربوطه بین تمام انواع گونه های محتمل به ترتیب شامل: Cd2+ (49/1%)، CrOHSO4 (aq) (20/25%)، Cu2+ (38/%10)، Pb2+ (37/%1)، ZnSO4 (aq (83/18%) می باشد. از آنجاییکه گونه های متحرک تر، غلظت پایینی داشته و از طرفی طبق نتایج استخراج ترتیبی بیشترین مقدار عناصر مورد مطالعه در فاز باقیمانده حضور دارند، لذا میزان زیست دسترس پذیری و مسمومیت زایی این عناصر ناچیز برآورد می شود. در حالت کلی می توان نتیجه گیری نمود که تنها درصد اندکی از عناصر در فازهای زیست دسترس پذیر حضور دارند و نگرانی درباره احتمال تحرک عناصر با تغییر شرایط محیطی و دسترس پذیری برای گیاهان را از بین می برد.