پایان نامه با کلمات کلیدی مواد معدنی، محیط زیست، زیست محیطی، منابع طبیعی

دانلود پایان نامه

ی کارخانجات مس، پوشش گیاهی زیادی وجود ندارد. به خاطر اثرات مس بر خاک، بسته به اسیدیته خاک و میزان مواد آلی، این عنصر تهدیدی جدی برای محیط زیست محسوب می شود.
مس بسته به اسیدیته خاک و حضور ماده آلی، به طور جدی قادر است ادامه حیات محیط زیست و فعالیت خاک‌ها را تحت تاثیر قرار دهد.

1-8-4- روی

روی یک عنصر شیمیایی است با علامت اختصاری Zn که دارای عدد اتمی ۳۰ است. روی فلزی است به رنگ سفید متمایل به آبی که بر اثر رطوبت هوا تیره رنگ می‌شود و در حین احتراق رنگ سبز براقی تولید می‌کند. روی بعد از آهن ، آلومینیوم و مس چهارمین فلز مورد استفاده در دنیا می‌باشد و معمولا در تمامی سنگهای آتشفشانی وجود دارد.
قسمت عمده افزایش روی در اثر فعالیت‌های صنعتی مانند معدنکاری، احتراق ذغالسنگ و فرآوری فولاد است. واکنش خاک، بر قابل استفاده بودن روی برای گیاه، در محیط زیست موثر می باشد، معمولاً در خاک های قلیایی و در خاک های محتوی فسفر بیش از حد، روی غیر قابل استفاده می گردد. در خاک های شنی، به راحتی شسته شده و از زمین خارج می شود. برای رفع کمبود روی، سولفات روی را به خاک اضافه می کنند. هر چند که شرایط خاک های ایران سولفات روی شدیداً تثبیت می‌شود و بازده آن کم است.

1-8-5- نیکل

نیکل به طورگسترده در بیوسفر وجود دارد و از نظر فراوانی درپوسته زمین بیست‌وچهارمین عنصر نسبت به عناصر دیگر می باشد. بعلاوه نیکل یکی ازعمومی‌ترین فلزات در خاک ها می‌باشد. بخش اعظم ترکیبات نیکل در طبیعت جذب ذرات خاک و رسوبات شده و در نهایت به صورت غیر متحرک درمی آیند. در زمین‌های اسیدی نیکل بسیار متحرک می‌شود و معمولاً در آبهای زیرزمینی شسته می‌شود.
می توان از منابع طبیعی ورود نیکل در خاک به مواد ذره ای در آب باران ، حلالیت مواد در بستر صخره ها و فاز ثانویه نفت اشاره نمود.
منابع آلودگی نیکل:
1- فعالیت های معدنی و صنایع ذوب نیکل
2- فرآیندهای تصفیه و سوزاندن باطله های شهری و صنایع آبکاری فلزات
3- دود سیگار
4- جواهرات حاوی نیکل
5- آلودگی از راه تماس پوستی نیز امکان پذیر می باشد
نیکل ازمنابع آنتروپوژنیک (انسان ساز) ونیز توسط منابع طبیعی مانند مواد ذره ای در آب باران، حلالیت مواد در بستر صخره ها و فاز ثانویه نفت می تواند وارد خاک شود. محققان ضروری بودن عنصرنیکل را برای کامل نمودن چرخه حیات موجودات زنده و همچنین عدم امکان جایگزینی سایرعناصر به جای این عنصر به اثبات رسانده‌اند. با وجود این، آلودگی خاک به این عنصر مشکلاتی رابرای انسان وسایرموجودات درپی دارد، که می توان به کاهش رشد گیاهان و مسمومیت انسان در قبال افزایش غلظت آن در خاک ماسه ای اشاره کرد. میانگین غلظت نیکل درخاکهای دنیا 40 میلی گرم برکیلوگرم می باشد. نیکل خاک به میزان بسیار زیادی به طبیعت مواد مادری بستگی دارد. برای مثال خاک‌های تشکیل یافته ازمواد مادری سرپانتین می‌تواندحاوی 100 تا 700 میلی‌گرم برکیلوگرم نیکل باشد. نیکل بسیارسمی‌تراز‌ کروم می باشد.

1-8-6- منگنز

منگنز دوازدهمین عنصر گسترده در پوسته زمین است، عنصری فلزی به رنگ خاکستری متمایل به صورتی که از لحاظ شیمیایی فعال است. که اغلب به صورت اکسید ، کربنات و سیلیکات و کمتر به صورت عنصری یافت می شود، مهم ترین ترکیب معدنی آن MnO2 پیرولوزیت است. منگنز در طبیعت به صورت جامد در خاک و به صورت ذرات ریز در آب وجود دارد. ذرات منگنز در هوا به صورت غبار است، غبار منگنز طی چند روز و به آهستگی در سطح زمین ته نشین می‌شود.
همه سنگ‌های پوسته زمین دارای مقداری منگنز می باشند که این مقدار بسته به نوع سنگ متفاوت است.بالاترین تمرکز (بیش ازچندین هزارمیلی گرم درکیلوگرم) درسنگ‌های آذرین بازیک مثل بازالت و گابرو یافت می شود.
منگنز به صورت چهار، سه و دو ظرفیتی با ترکیب با اکسیژن، کربنات و سیلیس درکانی‌ها یافت می گردد. آلودگی خاک توسط منگنز و اثرات آن نسبتاً کمتر از فلزات همراه با آن می باشد و البته این بدان معنا نیست که تمرکز این فلز خالی از خطر نیست در صورت تمرکز بسیار بالا این فلز می تواند به محیط زیست آسیب برساند.
این عنصر در اغلب معادن آهن در غلظت های 6 تا 100 میکرو گرم بر گرم و مقادیر کمتری در نفت خام یافت می شود . در آتش سوزی چاه‌های نفت کویت حدود 18000 کیلوگرم منگنز رها سازی گردید.

برخی از منابع آلودگی منگنز:
1- منگنز از طریق گرد و غبار ناشی از فعالیت‌های معدنی و کارخانه های فولاد(سلول‌های کک و واحدهای فرومنگنز) وارد محیط مشاهده می شود.
2- منگنز از طریق ذخایر طبیعی و باطله ها نیز می تواند وارد آب و خاک شود.
3- منگنز در حدود 003/0 میکرو گرم در سیگار وجود دارد و بهنگام سوختن سوخت‌های فسیلی آزاد می شود.

1-9- منشاء تجمع و آلودگی زیستی فلزات سنگین

این آلاینده های زیست محیطی را در یک تقسیم بندی می توان بر اساس منبع و منشاء ایجاد به دو دسته آلاینده هایی طبیعی که در ساختار کانی های خاک وجود دارند و آلاینده هایی غیرطبیعی که منشاء انسانی دارند، مانند فعالیت‌های معدنی ، حمل و نقل و کشاورزی که بیشترین سهم را در ایجاد آلاینده هایی غیرطبیعی دارند، تقسیم نمود.
 

1-9-1-   آلودگی ناشی از منابع طبیعی

غلظت طبیعی عناصر در پوسته زمین و در خاک بستگی به تغییرات زمین شناسی و جغرافیایی منطقه دارد. پوسته زمی
ن از 95 درصد سنگ های آذرین و 5 درصد سنگ‌های رسوبی تشکیل شده است. سنگ‌های آذرین بازیک عموماً دارای غلظت های بالایی از فلزات سنگین مثل مس، روی، کروم، کبالت و نیکل هستند. شیل ها رسوبات ریزی هستند که دارای مقادیر زیادی از فلزات سنگین نظیر مس، روی، منگنز، آهن، سرب، آرسنیک، نقره، کادمیوم، مولیبدن، اورانیوم و وانادیوم هستند. بطور کلی رس ها و شیل ها بدلیل توانایی جذب یون های فلزی، حاوی مقادیر بالایی از فلزات سنگین هستند و ماسه سنگ ها عموماً حاوی مقادیر کمتری می باشند.
فرآیندهای هوازدگی فیزیکی و شیمیایی در لایه های سطحی خاک از شدت بیشتری برخوردار می باشند، در نتیجه فلزات سنگین در لایه سطحی خاک تجمع بیشتری می یابند. فرآیند های خاکسازی نظیر آبشویی و انتقال ذرات خاک در طول پروفیل خاک سبب توزیع و پراکنده شدن فلزات سنگین در طول پروفیل خاک می گردند. 
 
1-9-2- آلودگی ناشی از منابع انسانی

در دهه های گذشته ورود آلاینده ها با منشاء انسانی مانند فلزات سنگین، مشتقات نفتی و سموم به داخل اکوسیستم های خاکی به مقدار زیادی افزایش یافته است.
که می توان از آلودگی های ناشی از منایع انسانی به موارد زیر اشاره نمود:

1-9-2-1- اثرات استخراج و پالایش مواد معدنی

رسوبات معدنی نشان دهنده رسیدن یا وجود غلظت‎هایی از یک عنصر به سطحی است که می توانند برای استخراج توجیه اقتصادی داشته باشند. به این ترتیب این رسوبات غلظت‌هایی از عناصر مختلف را که غلظتی بیش از فراوانی آن ها در پوسته ی زمین را دارا هستند نشان می دهد. اندازه‌‎‎‍‌‌گیری غلظت‌هایی عناصر فلزی و غیر فلزی در واسطه هایی مانند خاک، رسوبات، آب برای مکان یابی رسوبات معدنی استفاده شده است این عمل تحت عنوان جستجوی ژئوشیمیایی نامیده می شود.
فعالیت‌های معدنی و به دنبال آن جداسازی و پالایش ترکیبات مختلف مواد معدنی یکی از منابع بسیار مهم آلودگی خاک ها است، فعالیتهای معدنی و فرآوری مواد معدنی در طول زمان به واسطه رشد جمعیت و افزایش استفاده از مواد خام برای تولید ، افزایش یافته است. فناوری جدید استخراج مواد معدنی عموما کارآمدتر از عملیات گذشته هستند و در بسیاری از کشورها فرایند مشابه به شدت برای محدود کردن درجه آلودگی حاصل از صنایع استخراجی تنظیم شده‌اند. فعالیت های معدنی رها شده در گذشته های دور ، اکنون دلیل اصلی آلودگی زیست محیطی در بسیاری از کشور ها هستند .
تعداد زیادی از مواد مختلف از زمین استخراج می‌شوند شامل سوخت‌هایی مانند نفت و زغال‌سنگ، مواد معدنی و صنعتی مانند رس وسلیکا که برای بهبود بخشیدن به مواد سازنده ساختمان‌ها و سنگ‌های جاده ها به کار می روند و نیز مواد معدنی برای کودها با این وجود مهمترین دلیل نگرانی، سنگ‌های معدنی حاوی فلز هستند که منبع فلزات و شبه فلزات می باشند.
استخراج و در پی آن فراوری سنگ‌های معدنی را می‌تواند به صورت زیر خلاصه نمود:
* آسیاب و خردکردن
* تغلیظ کانی های سنگ معدن
* پالایش و ذوب‌
سنگ های معدن یا به وسیله‌ی فعالیت‌های معدنی زیر سطح زمین یا با تکنیک های سطحی روباز استخراج می شوند و یا در برخی از موارد به وسیله ی محلول‌ها، که در این صورت خطر آلودگی آب های زیر زمینی وجود دارد.
استخراج سطحی و زیر سطحی سبب ایجاد مواد زائد می شود که به تدریج روی سطح زمین انباشته می‌شوند که در این انباشتگی سبب آلودگی محیط زیست می شود.آسیاب کردن و خردکردن، فراوری مواد معدنی، جدا کردن مواد معدنی از مواد زائد عموما ایجاد سنگ های باطله را به دنبال دارد که در نهایت باعث آلودگی خاک و آب می گردد.
مواد باطله به صورت پودر بسیار نرمی هستند که به آسانی به وسیله باد و آب جابجا می شود و تا مسافت های طولانی رفته و آلودگی را منتشر می کنند. در فعالیت‌های معدنی جدید، در پایان عملیات، اقدامات مراقبتی مانند ایزولاسیون مواد باطله به وسیله پوشش دادن، سبب آلودگی‌های زیست محیطی می شود.
علاوه بر ترکیبات فلزی اصلی، معدن های مختلف نیز حاوی بسیاری از عناصر کمیاب نیز هستند واین مساله سبب ایجاد ملاحظات زیستی محیطی می‌شود. از میان عناصر کمیاب شاید مهمترین آنها کادمیوم باشد که در همه سنگ معدن های روی با غلظت بالا تا4/4 درصد وجود دارد. هوازدگی کانی های سنگ معدن در معادن متروکه و ضایعات و باطله هاسبب آزاد سازی عناصر کمیاب به همراه ترکیبات اصلی سنگ معدن می شود که آلودگی وسیع خاک وآب را به دنبال دارد.از طرفی زهاب معادن که اسیدی است مواد زیادی را در خود حل می کند که تخریب و آلودگی خاک و آب را به دنبال دارد.
مشکلی که در مورد فعالیت‌های معدنی طلا باید مورد توجه قرار گیرد، آلودگی حاصل از جیوه همراه آن است.جیوه مدت طولانی برای استخراج طلا از سنگ معدن ورسوبات غنی از طلا به دلیل توانایی آن در ترکیب با طلا وایجاد آلیاژ مورد استفاده بوده است. در نتیجه این فرایند، بسیاری از جاهایی که طلا استخراج شده است، در معرض آلودگی جدی با جیوه قرار گرفته اند.

این مطلب مشابه را هم بخوانید :   منبع مقاله درموردبهزیستی روانشناختی، هوش هیجانی، دانشگاه آزاد اسلامی، بندر عباس

1-9-2-2- ذوب و پالایش

به دنبال فعالیت‌های معدنی و فراوری سنگ معدن، ماده غلیظ شده حاصل، به کوره ذوب منتقل میشود. عملیات فلز کاری حرارتی شامل گداخته کردن و آبگیری سنگ معدن تغلیظ شده در حرارت بالا با مقادیر فزاینده انتشار عناصر بالقوه خطرناک، همراه است. انتشارات کوره ذوب می تواند به فرم گازهایی مانند اکسید گوگرد و یا ذرات درشت باشد. در طی گدازش سنگ معدن های حاوی فلز، تعداد
زیادی از فلزات و شبه فلزات به محیط رها سازی شده، عناصر رها شده به نوع سنگ معدن گدازش شده بستگی دارند و شامل کروم، کبالت، کادمیوم، مس، سرب ، جیوه، نیکل، آلومنیوم، سلنیوم، آنتیموان، آرسنیک و بیسموت می باشند. غلظت های فوق العاده برخی از ایت عناصر در نزدیکی کوره های ذوب به ثبت رسیده است.

1-9-2-3- تولید انرژی

* سوخت های فسیلی
در جهان احتراق سوخت های فسیلی (زغال سنگ و نفت )بیشترین مقدار انرژی را برای استفاده های صنعتی و خانگی تولید می‌کند.سوزاندن این سوخت هاسالهاست به واسطه ی ایجاد حجم عظیم دی اکسید کربن و نقش آن در اثر گلخانه ای بر زمین زیر سوال رفته است علاوه بر ان احتراق سوخت های فسیلی حاوی سولفور بالا در ایجاد باران اسیدی موثر است. سوخت های فسیلی غالبا از مواد آلی تشکیل شده اند و نیز شامل مقادیر متفاوتی از مواد غیر آلی اندوخته شده و خاکستر هستند که بعد از فرایند احتراق با برخی از مواد منتشر شده در پودر های حاصل از احتراق به اتمسفر رها و یا در سطح خاک ته نشین می شوند.
بقای خاکستر می‌تواند شامل تعداد زیادی از عناصر بالقوه خطرناک باشند که لازم است به دقت دفع گردند با این وجود برخی از این ترکیبات در طول احتراق منتشر شده و بر خاک محیط اطراف اثر می‌گذارند.

* انرژی هسته ای
مواد رادیواکتیو انسان ساخت در محیط زیست منجر به تهدید های جدی برای سلامت بشر می‌شوند. از جمله معضلات حائز اهمیت ید رادیواکتیو است که قادر است در طول زنجیره غذایی به سرعت حرکت نمایند. در معرض قرار گیری با ید رادیو اکتیو شانس ابتلای انسان به سرطان تیروئید را افزایش می دهد علاوه بر آن انرژی زمین گرمایی و هیدرو الکتریک نیز در فرایند تولید انرژی باعث ایجادآلودگی هایی در ارتباط با فلزات سنگین در محیط می‌شود از جمله جیوه، آرسنیک و  تالیوم (کرباسی و بیاتی، 1386).

1-9-3- آلودگی ناشی از فعالیتهای شهری

شهری نشینی و تمرکز جمعیت در یک منطقه سبب افزایش ورود آلاینده ها به محیط زیست شده است. جوامع صنعتی امروزه هزاران نوع مصنوعات آلی و معدنی را برای مصارف خود تولید می‌کند که پیامد آن ورود سالانه مقادیر عظیمی از مواد شیمیایی و صنعتی به محیط زیست می‌باشد. زباله های خانگی، بهداشتی، آرایشی و نیز فعالیت‌های حمل و نقل بخش عمده آلایندها در این دسته می باشند. زباله های بهداشتی و آرایشی جزء خطرناک ترین نوع آلاینده های شهری محسوب می شوند.

1-9-4- آلودگی ناشی از فعالیتهای کشاورزی

افزایش جمعیت و بدنبال آن افزایش مصرف مواد غذایی، کشاورزان را بر آن داشته است که میزان تولیدات خود را افزایش دهند که متعاقباً افزایش سموم و آفت کش ها و کودها را به همراه داشته است.
اکثر کودهای شیمیایی بخصوص کود های فسفره دارای درصد متفاوتی از ناخالصی فلزات سنگین هستند که خود ناشی از وجود ناخالصی در سنگ‌های معدن فسفاته می‌باشد. همچنین استفاده از لجن فاضلاب و برخی کودهای آلی نیز می تواند باعث ورود فلزات سنگین به خاک شود.

1-9-5- آلودگی ناشی از دفع پسماند

مقادیر وسیعی از مواد زائد، روزانه از منابع صنعتی و شهری تولید می شوند اکثر مواد زائد باید تصفیه و سپس دفع گردند. بیشتر پسماند ها اثرات زیانبار بر محیط زیست دارند و باعث تجمع عناصر سنگین در خاک ها می گردند.

1-9-5-1- زباله

بیشتر زباله های خانگی به همراه مواد زائد صنعتی به محل های دفن برده می شوند محل های دفن شیرابه ای تولید می کنند که خاک ها و منابع آبی سطحی و زیر زمینی را آلوده می سازند.

1-9-5-2- خاکستر فرار

دیدگاهتان را بنویسید