بررسی خاستگاه و توزیع آرسنیک در منابع آب منطقه کوهسرخ (کاشمر)
| دسته | زمین شناسی زیست محیطی |
|---|---|
| گروه | سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور |
| مکان برگزاری | بیست و پنجمین گردهمائی علوم زمین |
| نویسنده | محبوبه پرورش |
| تاريخ برگزاری | ۳۰ بهمن ۱۳۸۵ |
مقدمه :
آرسنیک عنصرى با میانگین فراوانى ppm ۱/۵-۳ در پوسته زمین مى باشد [۳]. علیرغم اینکه عمدتا" آرسنیک را عنصرى با تمرکز پایین مى شناسیم اما جالب است بدانید که سالانه حدود Gg۹/۱ آرسنیک بوسیله آتشفشانها و فرآیندهاى مرتبط در اتمسفر پخش مى شود. آرسنیک یکى از مسئله سازترین عناصر در منابع آب شرب بوده و امروزه به شدت مورد توجه مجامع علمى و مدافعین حقوق زیست محیطى واقع شده است. در سالهاى اخیر سمیت و اثرات مغایر سلامت این عنصر توسط محققین بسیارى در شاخه هاى گوناگون علمى مورد توجه بوده و سازمان جهانى بهداشت (WHO) در خصوص حضور این عنصر در منابع آب شرب حدود مجازى را تعیین نموده است. بر اساس جدیدترین تحقیقات صورت گرفته پیشنهاد شده است که میزان غلظت آرسنیک در آب شرب باید کمتر از ppb۵ باشد و در بررسیهاى سازمان زمین شناسى آمریکا با در نظر گرفتن MCL=۵۰ppb (بالاترین سطح آلودگى)، استفاده از کلیه چاههاى مورد بررسى در ایالت آریزونا که آلودگى بالاترى از این حد داشتند ممنوع شد و در خصوص چاههایى که MCL بین ppb ۵۰-۵ داشتند راهکارها و تکنیک هاى حذف و کاهش آلودگى پیشنهاد شد [۲].
در این مقاله به بررسى نحوه پراکنش این عنصر و حضور آن در منابع آب منطقه مى‌پردازیم و امید مى رود در آینده بر اساس نتایج بدست آمده از تحقیقات در حال انجام راهکارهاى عملى در حذف و کاهش آلودگیهاى مشهود در منابع آب شرب منطقه ارائه گردد.
◊◊◊◊◊◊◊
بحث :
ناحیه مورد مطالعه دراستان خراسان در محدوده شمال شرق شهرستان کاشمر در مسیر جاده آسفالته نیشابور_ کاشمر قرار دارد. این منطقه در محدوده اى به مختصات جغرافیایى'۳۰ °۳۵ تا '۳۶ °۳۵عرض شمالى و '۱۰ °۵۸ تا '۲۶ °۵۸ طول شرقى و در محدوده جنوب شرقى نقشه زمین شناسى ۱:۱۰۰۰۰۰شامکان واقع گردیده است. این منطقه بدلیل قرارگیرى در ارتفاعات کوه سرخ و برخوردارى ازنزولات جوى بیشترآب وهوایى معتدل داشته و منطقه اى کوهپایه اى است. عقیده براین است که اکثرکانى سازى هاى فلزى درناحیه کاشمر روند شرقى- غربى داشته و از نوع هیدروترمال است و با توجه به اینکه عمده کانى سازیهاى منطقه از روند کلى گسل درونه پیروى کرده و بموازات آن قراردارند، چنین استنباط شده که این گسله نقش مهمى درکانى سازى ناحیه کاشمردارد.
در این بررسى عملیات صحرایى به منظور نمونه بردارى با اولویت نمونه هاى آب شرب صورت گرفت. شناسایى چاهها، چشمه ها و قنوات تأمین کننده آب شرب منطقه ضمن مشورت با افراد محلى انجام شد. نمونه ها ضمن تعیین میزان EC (هدایت الکتریکى) و دماى آن در زمان برداشت با رعایت شرایط نمونه گیرى در ظرفهاى مخصوص جمع آورى و به آزمایشگاه ACME کانادا ارسال شد. سپس تحلیل نتایج با استفاده از دیاگرامهاى مرتبط صورت گرفت.
آرسنیک و شیمى آب:
در مناطق با تمرکز بالاى آرسنیک در منابع آب زیرزمینى، ولکانیسم و سیستم هاى هیدروترمال مرتبط بسیار اهمیت مى یابد. واکنش بین آبهاى زیرزمینى و سیستم هاى ماگمایى در عمقى که به منطقه خنثى سازى در سیستم هاى هیدروترمالى فعال معروف است، عمدتا" با شستشوى سنگ میزبان همراه است و احتمال موازنه بین کانى هاى حاوى آرسنیک را در مخزن با آبهاى زیرزمینى مرتبط افزایش مى دهد و این همان چیزى است که در محیط هاى ژئوترمالى در شرایطى که میزان آرسنیک در محیط بالاست، رخ مى دهد.
Webster و Nordstrom (۲۰۰۳)، منابع و تحرک پذیرى آرسنیک را در سیستم هاى اپى ترمال بررسى کردند. اغلب آلودگى هاى آرسنیکى در مناطق کم عمق سیستم هاى آب زیرزمینى گزارش شده است.Ballantyne و Moore، (۱۹۹۸) در مطالعات سیستماتیک که روى سیستم‌هاى ژئوشیمیایى و هیدرودینامیکى حاوى آرسنیک انجام دادند، ارتباط مستقیم افزایش تمرکز این عنصر را با دما به خوبى نشان داده اند.این ارتباط شاهدى است بر نقش مؤثر برخى از انواع معادلات کانى- محلول که کنترل کننده فازهاى حاوى آرسنیک مى باشند. به هر حال در اغلب سیستم هاى هیدروترمالى دما بالا، سیالات مخزنى در عمق تحت اشباع‌اند(حضور کانى آرسنوپیریت:FeAsS) و شرایط ترمودینامیک محیط، حضور کانى هاى حاوى آرسنیک را در شرایط مختلف دما، فشار و فوگاسیته اکسیژن و اکتیویته H۲S تحت کنترل دارد بنابراین کنترل کانیایى در فراوانى آرسنیک محیط بسیار مؤثر است. رآلگار و ارپیمنت فازهاى کانیایى دما پایین آرسنیک اند که فراوانى این عنصر را در بخشهاى کم عمق سیستم‌هاى هیدروترمالى وابسته به شرایط ترمودینامیکى مذکور کنترل مى کنند.
سیستم هاى هیدروترمال در مناطق آتشفشانى با افزایش سیکل هاى عنصرى ویژه اى مشخص مى شوند که اغلب این واکنش هاى متقابل منجر به برجاى گذارى ذخایر معدنى مى شوند. برخى از عناصر مانند Cl,Li,B,S,K و نیز ارتباط آنها با برخى عناصر کمیاب مثل آرسنیک در تحلیل و تفسیر ژئوشیمیایى فرآیندهاى هیدروترمال بسیار اهمیت مى یابند.
افزایش Li و B بعنوان نتیجه اى از توزیع و تحرک این عناصر بین مایع و فاز بخار شکل مى گیرد و این مربوط به همان واکنش ها و تحرک هایى است که زمان بالا آمدن و جوشش شورابه ها رخ مى‌دهد.
بر اساس نتایج آنالیزهاى صورت گرفته، آرسنیک داراى همبستگى مثبت با عناصر Na و Cl است. این امر مى تواند حاکى از افزایش مقدار As در آبهاى با شورى بالا باشد. افزایش توأم میزان آرسنیک و کلر مسئله اى شناخته شده در سیستم هاى هیدروترمال جهانى است که در نقاط مختلف جهان مانند سیستم ژئوترمال پارک یلواستون آمریکا (Websterو Nordestrom؛۲۰۰۳) به اثبات رسیده است. بنابراین این افزایش توأم مى تواند نتیجه واکنش هاى متقابل آب- سنگ- گازهاى ماگمایى باشد که خاص سیستم هاى هیدروترمال فعال است و در منطقه مورد مطالعه نیز شواهد صحرایى زیادى مبنى بر حضور سیستم هاى ژئوترمال جوان وجود دارد که از آن جمله چشمه هاى آبگرم منطقه را مى توان ذکر کرد.
|
ردیف
|
شماره نمونه
|
مورد برداشت
|
As(ppb)
|
دما(c°)
|
EC
|
Cl(ppm)
|
Na
|
|
۱
|
Chl-۱
|
آب شرب محمد آباد چلپو
|
۵۲.۲
|
۲۱.۵
|
۸۸۱
|
۱۳۱
|
۱۶۹۱۳۳
|
|
۲
|
Khl-۱
|
آب شرب خضر بیگ
|
۳.۲
|
۲۴
|
۸۳۳
|
۳۳
|
۹۲۹۲۹
|
|
۳
|
khk-۲
|
قنات خضربیگ
|
۷.۱
|
۱۶.۲
|
۴۹۶
|
۱۸
|
۶۸۷۸۷
|
|
۴
|
Kch-۱
|
آب شرب کلاته چوبک
|
۱۸۲.۶
|
۲۱.۴
|
۴.۱۳
|
۳۶۱
|
۷۶۹۶۲۸
|
|
۵
|
Zs-۱
|
چشمه کوه زرنیخ
|
۶۲۰.۵
|
۱۸.۲
|
۴.۹۶
|
۲۱۵
|
۲۳۸۶۷۷۷
|
|
۶
|
Tvk-۱
|
قنات تولا
|
۲۸
|
۱۸
|
۷۳۶
|
۶۱
|
۱۷۹۲۸۲
|
|
۷
|
Tl-۴
|
آب شرب توندر
|
۹.۵
|
۲۳
|
۶۸۲
|
۲۷
|
۱۱۲۳۶۸
|
|
۸
|
Ts-۲
|
چشمه توندر
|
۲.۳
|
۱۸.۲
|
۱۱۷۰
|
۲۹۵
|
۱۷۷۲۱۷
|
|
۹
|
As-۱
|
چشمه قنات دهنو(اوندر)
|
۲.۱
|
۱۵
|
۸۷۸
|
۵۵
|
محبوبه پرورش،دانشجوی کارشناسی ارشدزمین شناسی(گرایش پترولوژی)دانشگاه صنعتی شاهرود
مدیریت زمین شناسی و اکتشافات معدنی منطقه شمال شرق
حسین مهدیزاده شهری، دانشیار(دارای مدرک دکتری تخصصی ولکانیسم و پدیدیه های انرژی زا، سال اخذ مدرک:1358)
دانشگاه صنعتی شاهرود
سعید سعادت، کارشناس ارشد زمین شناسی(گرایش زمین شناسی اقتصادی)،دانشگاه آزاد اسلامی واحد مشهد
چکیده:
منطقه کوهسرخ که در شمال غرب کاشمر در استان خراسان رضوی واقع گردیده است، از نظر تکتونیکی و سیستم های هیدروترمالی، منطقه ای فعال بشمار می رود و دارای ویژگیهای مهم مناطق آتشفشانی جوان می باشد. با توجه به حضور اندیس های معدنی آرسنیک، آنتیموان و جیوه در منطقه مورد مطالعه، بررسی دقیق تأثیر ژئوشیمی واحدهای لیتولوژیک منطقه بر پراکنش عناصر آلاینده در منابع آب به منظور تعیین نحوه توزیع آلودگی در ارتباط با واحدهای سنگی مدنظر می باشد. همچنین در این مقال به بررسی ارتباط تمرکز و غلظت آرسنیک در نمونه های آب و سایر عناصری که بر اساس مدل های ترموشیمیایی، تمرکز بالای آنها در آبهای حاوی غلظت بالای آرسنیک پذیرفته شده، می‌پردازیم. در این تحقیق به منظور تعیین غلظت عناصر مورد نظر در نمونه های آب برداشت شده از متد ICP-MS (آزمایشگاه ACMEکانادا) استفاده شده است. دامنه تمرکز عنصر آرسنیک در نمونه های مورد بررسی از g.l-1µ 1/2 تا g.l-1µ 5/620 متغیر است. همبستگی مثبت تمرکز این عنصر با درجه شوری آب در نمونه های مذکور مشهود است.
Abstract:
This paper documents chemical analytical results in drinking water sample from Koohsorkh field in Northwest of Kashmar. This area is of the active hydrothermal system that identify a volcanic and active tectonic province. According to the mineral deposits of As,Sb and Hg in this area, detailed survey for detection of geochemical effect of lithology on distribution of polluted element in water source is necessary. Also in this paper document the relative of concentration from Arsenic and the other elements that according to the thermo chemical model can be expect of high concentration of them in water source with high concentration of Arsenic. In this investigation for detection of concentration of expected element used of ICP-MS method (Acme lab). Range of concentration of Arsenic in this sample is between 2.1 µ g.l-1 and 620 µ g.l-1. There is positive affinity of this element and water salinity in this sample.