رفتار ژئوشیمیایی روی، پتاسیم و سدیم موجود در خاک، در برابر باران‌های اسیدی مرتبط با کارخانه ذوب مس سرچشمه، رفسنجان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

چکیده

چندین دوره اندازه­گیری pH باران در مناطق مجاور کارخانه ذوب مس سرچشمه کرمان در  پاییز 84 تا بهار 86 ، وقوع بارش اسیدی در این مناطق را نشان داد که به نظرمی­رسد علت آن خروج حجم زیاد گاز  SO2 از دودکش‌های کارخانه باشد.
این مقاله به اثر این بارش‌ها بر وضعیت سه عنصر سدیم، پتاسیم و روی موجود درخاک‌های منطقه (خاک‌های نابالغ)، می‌پردازد. به این منظور، عملیات آزمایشگاهی شبیه­سازی باران اسیدی بر روی ستون‌های دست نخورده خاک (50 سانتی‌متر طول و 6 سانتی‌متر قطر) با محلول‌های اسیدی با 6/5 =pH، 1/4 و 1/3 صورت گرفت. میانگین بارندگی سالانه منطقه (mm370) به مدت 31 روز بر روی 12 ستون خاک برداشت شده از 4 نقطه در اطراف کارخانه ریخته شد. زهاب خارج شده، از انتهای ستون‌های خاک جمع­آوری و پس از تجزیه شیمیایی مقدار عناصر مورد نظر در آن تعیین شد. ضمن اینکه پس از عصاره­گیری‌های خاص از خاک‌های مورد آزمایش، مقدار سدیم و پتاسیم تبادل‌پذیر و محلول، مقدار قابل جذب و محلول عنصر روی، همچنین میزان اسیدیته، ظرفیت تبادل کاتیونی و مقدار آهک خاک در 3 عمق 15-0، 30-15و 50-30 سانتی‌متر مورد سنجش قرار گرفت و با مقدار این پارامترها قبل از عملیات شبیه­سازی مقایسه گردید. نتایج حاصل نشان داد که مقدار  به‌نسبت زیاد آهک موجود در خاک‌های منطقه اثر بارش‌های اسیدی را کاهش می­دهد. با این وجود،  باران‌های اسیدی علاوه بر شستن بخشی از این عناصر، مقادیر سدیم و پتاسیم تبادلی را کاهش می­دهند؛ درحالی‌که موجب افزایش شکل انحلال پذیر این فلزها  می­شوند. همچنین مشخص شد که مقدار حل شده و قابل جذب عنصر روی در خاک‌های مورد آزمایش در نتیجه تأثیر باران‌های اسیدی افزایش می­یابد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Geochemical Behavior of Zinc, Potassium and Sodium in Soils Affected by Acid Rains Related to Sar Cheshmeh Copper Smelter, Rafsanjan

نویسندگان [English]

  • S. M. Mirhosseini
  • J. Shahabpour
  • M. H. Farpour
Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
چکیده [English]

Occurrence of acid rains in the region adjacent to Sar Cheshmeh Copper Smelter, 155 km southwest of Kerman, was established by the measurement of pH of precipitations during 2005 and 2006. This paper deals with the geochemical behavior of Na, K and Zn in the entisols and inceptisols of Sar Cheshmeh region which was subjected to acid rains. Laboratory experiments were performed on 12 undisturbed soil core samples (50 cm long, 6 cm in diameter) with acid solutions of pH=3.1, pH=4.1 and pH=5.6. The sprinkling lasted 31 days, simulating a rainfall of 370 mm and the drainages were analyzed. Soil properties and forms of Na, K and Zn in 0-15cm, 15-50cm and 30-50cm depths determined before and after the simulation. Results show that some elements can be mobilized and leached out of the soils of the study area by the action of acid rain. Acid rain causes a decrease in the exchangeable form of sodium and potassium while soluble form of these elements increases. Furthermore, acid rain causes an increase in the available and soluble form of Zn.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sar Cheshmeh
  • Acid rain
  • Exchangeable sodium and potassium
  • Available and soluble zinc

احیایی، م. و بهبهانی­زاده، ع.، 1372- شرح روش های تجزیه شیمیایی خاک، نشریه سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، وزارت کشاورزی، چاپ اول، شماره 893، 128 صفحه.

شریف، ح. و  قرنفلی،ه.، 1376-  فرآوری حرارتی مس، انتشارات دانشگاه امام حسین.487صفحه.

قبادیان، ع.، 1353- روش‌های آزمایشی در پدولوژی ، آزمایشات شیمیایی، جلد اول، انتشارات دانشگاه جندی شاپور، اهواز، 567صفحه.

منطقی، ن.، 1356- تشریح روش‌ها و بررسی‌های آزمایشگاهی روی نمونه‌های خاک و آب. موسسه تحقیقات خاک و آب ایران، نشریه شماره 168. 194 صفحه.

میرحسینی، س. م.، 1386- هیدروژئوشیمی و پتانسیل باران‌های اسیدی در تحرک برخی از عناصر درخاک‌های مناطق مجاور مجتمع مس سرچشمه، پایان‌نامه کارشناسی ارشد زمین‌شناسی زیست‌محیطی، دانشگاه کرمان، 204 صفحه.

 

 

 

References

Bear, F., 1964-. Chemistry of the Soil, Reinhold Publisher, second edition, 515 p.

Botkin, D.B. and Keller, A., 2003- Environmental Science, 4th Ed. John Wiley and Sons, pp.485-519.

Driscoll C. T., Lawarence, C.B., Bulger, A.J., Butler, T.J., Cronan, C.S., Eager, C., Lambert, K.F., Likens, G.E., Stoddard, J.L. and Weathers K.C., 2001- Acidic deposition in the northeastern US :sources and inputs, ecosystems effects and management strategies. Bioscience.Vol.51, pp.180-198.

Ferenbaugh, R.W., 1976- Effect of simulated acid rain on Phaseolus vulgaris L. American .Journal of. Botany. V.63, pp.283-288.

Howells, G., 1990- Acid Rain and Acid Water, Ellis Harwod Publication, 215 p.

International Soil Reference and InformationCenter(ISRIC),1986- Procedure for Soil Analysis. WageningenAgricultureUniversity.

Irving, P.M., 1987- Gaseous pollutant and acidic rain impact on crop in the United States: A comparision.Environ.Technol. V.8, pp.451-458.

Kanazu, T., Matsumura, T., Nishiuchi, T. & Yamamoto, T.,2001- Effect of simulated acid rain on deterioration of concrete, Water, Air and Soil Pollution,V.130, pp.1481-1486.

King, H. B., Wang, M. K., Zhuang, S. Y., Hwong, J. L., Liu, C. P., Kang, M. J., 2006- Sorption of sulfate and retention of cations in forest soils of Lien-Hua-Chi watershed in central Taiwan. Geoderma. v.131, pp.143-153.

Lindsay, W. L. and Norvell, W. A., 1978- Development of a DTPA soil test for zinc, iron, manganese and copper. Soil Sci. Soc. Am. J., v.42, pp.421-428.

Manahan, S.E., 2005- Environmental Chemistry, CRC Press, 763p.

McFee, W.W., 1980- Sensitivity of soil regions to long-term acid precipitation. In: Shriner, D.S., C.R. Richmond & S.E. Lindberg (eds.) Atmospheric sulfur deposition. Ann Arbor Science: Michigan. pp.495-506

McFee, W.W.,1983- Sensitivity ratings of soils to acid deposition :A review.Env.and Exp.Botany.V.23(2), pp.203-210.

Neill, P.O., 1993- Environmental Chemistry, Chapman and Hall, 2nd edition, 268p.

Page, A. L., Miller, R. H., Keeney, D. R., 1982- Methods of Soil Analysis. Part 2, Chemical and Microbiological Properties. American Society of Agronomy, Inc. Soil Science of America, Inc. Madison, Wisconsin, USA., 1159p.

Pell,E.J., Arny C.I. & Pearson, N.S., 1987- Impact of simulated acid precipitation on quantity and quality of a field grown potato crop.Environ.Exp.Bot. V.27, pp.6-14.

Purohit, S.S. & Kakrani, B., 2002- Air Environment and Pollution. Agrobios (India) Publisher. 261p.

Sharpe, W.E. & Drohan, J.R., 1999- The effect of acidic deposition on Pennsylvania’s forests. Environmental Resources Research Institute Publisher, University Park, PA16802,USA.

Smith, W.H., 1981- Air Pollution and Forests, Interaction Between Contaminants and Forest Ecosystems. Springer Verlag, 379 p.

Sparks, D. L.,1995- Environmental Soil Chemistry. Academic Press. 267p.

Tomlinson, G.H., 2003- Acidic deposition, nutrient leaching and forest growth. Biogeochemistry, V.65, pp.51-81.

Ulrich, B., 1980- Production and consumption of hydrogen ions in the ecosphere. in: Hutchinson, T.C. & Havas, M. (eds.) Effect of acid precipitation on terrestrial ecosystems. Plenum Press, New York, 222p.

Welburn, A., 1990- Air pollution and acid rain: the biological impact. Longman Publications, pp.100-127.-

Wiklander, L., 1973- The acidification of soil by acid precipitation. Grundforbattring, V.25, pp.155-164.

Wiklander, L., 1975- The role of neutral salts in ion exchange between precipitation and soil. Geoderma, V.14, pp.93-105.

Wiklander, L., 1980- Interaction between cations and anions influencing adsorption and leaching. In: Hutchinson, T.C. &Havas, M. (eds.) Effect of acid precipitation on terrestrial ecosystems. Plenum Press, New York, pp.239-254

Yokom, J.E. & Bear, N.S.,1983- U.S. Environmental Protection Agency, EPA 600/8-83-016B, Washington, D.C., pp.6-1-6-72.

Zhang, J. E., Ouyang, Y., Ling, D. J., 2007- Impact of simulated acid rain on cation leaching from the Latosol in south China. doi: 10.1016/j.Chemospher.2006.12.095.