دانلود پایان نامه ارشد: تجمع كوتاه مدت عناصر سنگين در اعماق مختلف خاك سطحي شهر سبزوار

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی معدن

گرایش : اکتشاف

عنوان : تجمع كوتاه مدت عناصر سنگين در اعماق مختلف خاك سطحي شهر سبزوار

دانشگاه بیرجند

دانشکده مهندسی

پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی معدن-اکتشاف

عنوان:

بررسي تجمع كوتاه مدت عناصر سنگين در اعماق مختلف خاك سطحي شهر سبزوار

استادان راهنما:

دکتر حسین نوفرستی

دکتر محمد شیوا

استاد مشاور:

دکتر محمد حسین صیادی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب:

فصل اول: کلیات…………………………………. 1

1-1- مقدمه…………………………………. 1

1-1-1-  اهداف تحقيق………………………………… 2

1-1-2-  فرضيات تحقيق………………………………… 2

1-1-3-  سؤالات تحقيق…………………………………3

1-2- آلودگی زیست محیط…………………………………… 3

1-3- آلودگی محیط زیست شهری………………………………….. 4

1-4- اهمیت خاک…………………………………… 4

1-5- شیمی عمومی خاک…………………………………… 5

1-6- فازهای مختلف خاک…………………………………… 6

1-6-1- فاز جامد خاک…………………………………… 6

1-6-2- فاز محلول خاک…………………………………… 7

1-7- آلودگی خاک…………………………………… 7

1-7-1- تخریب شیمیایی خاک…………………………………… 8

1-7-2- طبقه بندی عناصر در خاک…………………………………… 8

1-8- فلزات سنگين………………………………….. 10

1-8-1- سرب…………………………………… 11

1-8-2- کروم…………………………………. 12

1-8-3- مس……………………………………. 13

1-8-4- روی………………………………….. 14

1-8-5- نیکل………………………………….. 15

1-8-6- منگنز…………………………………. 16

1-9- منشاء تجمع و آلودگي زيستي فلزات سنگين……………………….17

1-9-1-   آلودگي ناشي از منابع طبيعي………………………………….. 17

1-9-2- آلودگي ناشي از منابع انسانی………………………………….. 17

1-9-3- آلودگي ناشي از فعاليتهاي شهري………………………………….. 20

1-9-4- آلودگي ناشي از فعاليتهاي كشاورزي………………………………….. 21

1-9-5- آلودگی ناشی از دفع پسماند…………………………………. 21

1-10-  فاكتورهاي تأثيرپذير ناشي از آلايندگی عناصر سنگین…………………….. 22

1-10-1- شدت تاثیر پذیری فاكتورهاي زيست محيطي……………………………… 23

1-11- ارزيابي اثرات زيست محيطي فلزات سنگین بر خاک………………………. 23

1-12- مقادير استاندارد پيشنهادی عناصر سنگین  از سوي سازمانها و محققان مختلف…..24

1-12-1- حد مجاز سرب با توجه به مرجع استاندارد…………………………………. 24

1-12-2-  حد مجاز کروم با توجه به مرجع استاندارد…………………………………. 24

1-12-3- حد مجاز مس با توجه به مرجع استاندارد…………………………………. 25

1-12-4- حد مجاز روی با توجه به مرجع استاندارد…………………………………. 25

1-12-5- حد مجاز نيکل با توجه به مرجع استاندارد…………………………………. 25

1-12-6- حد مجاز منگنز با توجه به مرجع استاندارد…………………………………. 25

1-13- پیشینه تحقیق در ایران و جهان………………………………….. 25

1-13-1- مطالعات صورت گرفته در ایران………………………………….. 25

1-13-2-  مطالعات صورت گرفته در جهان………………………………….. 27

فصل دوم: مواد و روش ها………………………………… 32

2-1- مقدمه…………………………………. 32

2-2- روش گردآوري اطلاعات…………………………………… 32

2-3- بازديد ميداني و دلايل انتخاب ايستگاه هاي نمونه برداری………………… 32

2-4 منطقه مورد مطالعه…………………………………. 33

2-5- مدت انجام پروژه………………………………… 34

2-6- نمونه برداري………………………………….. 35

2-6-1- تجهیزات نمونه برداری………………………………….. 35

2-6-2 شکل قطعه نمونه…………………………………. 37

2-6-3- سطح گمانه نمونه…………………………………. 37

2-7- انجام عملیات نمونه برداری پروژه………………………………… 38

2-7-1 نمونه برداری به کمک استوانه پلی اتیلن……………………… 39

2-7-2 نمونه برداری توسط دست و ابزارهایی بجز استوانه پلی اتیلن…….40

2-7-3 -آماده سازی نمونه ها برای آزمایشگاه………………………………… 42

2-8- ارزيابي خاك منطقه مورد مطالعه…………………………………. 45

2-8-1- تعيين شاخص تجمع زميني مولر(Igeo) ……………………………45

2-8-2- فاکتور آلودگی………………………………….. 46

2-8-3-  شاخص جامع فاكتور آلودگی………………………………….. 47

2-9-  پردازش داده ها و تجزيه و تحليل آماري…………………………….. 48

فصل سوم:  نتايج و بحث…………………………………… 49

3-1- مقدمه………………………………… 49

3-3- مقایسه غلظت عناصر در عمق های مختلف……………………………….. 54

3-3-1-  مقایسه غلظت عناصر در عمق 20-0…………………………………. 54

3-3-2- مقایسه غلظت عناصر در عمق 40-20…………………………………. 55

3-3-3-مقایسه غلظت عناصر در عمق 60-40…………………………………. 55

3-4- مقایسه میانگین غلظت عناصر بر حسب فصول مختلف سال………………. 57

3-4-1- مقایسه غلظت میانگین عناصر (در فصول مختلف) در ایستگاههای مختلف اندازه گیری…………61

3-5- تجزیه و تحلیل پارامترهای مورد بررسی در نمونه خاک منطقه بر اساس ضریب همبستگی……….61

3-5-1-  تفسیر ضریب همبستگی بین پارامترهای موجود در عمق 20-0…………………..61

3-5-2-  تفسیر ضریب همبستگی بین پارامترهای موجود در عمق 40-20………………… 63

3-5-3-  تفسیر ضریب همبستگی بین پارامترهای موجود در عمق 60-40………………….63

3-6- آناليز خوشه ای شاخص تشابه ميانگين سالانه پارامترهاي بررسي شده نمونه خاک در ايستگاه های مطالعاتی شهر سبزوار……..65

3-6-1- تفسیر آنالیز خوشه ای ایستگاه ها در عمق 20-0…………………65

3-6-2- آنالیز خوشه ای تفسیر شده ایستگاه ها  در عمق40-20………….66

3-6-3- آنالیز خوشه ای تفسیر شده ایستگاه ها  در عمق60-40……………66

3-6-4- آنالیز خوشه ای میانگین غلظت عناصر در ایستگاه ها  در عمق20 -0…………68

3-6-5- آنالیز خوشه ای میانگین غلظت عناصر در ایستگاه ها  در عمق 40-20……….68

3-6-6- آنالیز خوشه ای میانگین غلظت عناصر در ایستگاه ها  در عمق 60-40……………69

3-7- توصيف سطوح خطر فلزات سنگين بر اساس فاكتورآلودگی  (Cf)  و درجه آلودگی (Cd) در ایستگاه های مورد مطالعه در شهر سبزوار……………………..70

3-8- توصيف سطوح خطر فلزات سنگين بر اساس شاخص تجمع زميني مولر(Igeo)…………..70

3-9- توصيف سطوح خطر فلزات سنگين بر اساس شاخص جامع فاکتور آلودگی……………..74

فصل چهارم:  نتيجه گیری و پیشنهادات…………………………………… 75

4-1- نتیجه گیری نهایی………………………………….. 75

4-2- پیشنهادات…………………………………… 77

منابع………………………………….. 78

چکیده:

امروزه یکی از مسائل حائز اهمیت در جوامع شهری و صنعتی آلودگی خاک می باشد. خاک یکی از منابع مهم و ارزشمند طبیعت است. از میان مهمترین آلاینده های خاک می توان به فلزات سنگین که به واسطه طبیعت غیر قابل تجزیه، سمیت زیاد، اثرات تجمعی در خاک دارند، اشاره کرد.  اين تحقيق با هدف بررسي ميزان غلظت فلزات سنگين در  خاک های سطحی شهر سبزوار در عمق ها و فصول مختلف با استفاده از تکنیک هاي سيستم اطلاعات جغرافيايي و زمين آمار انجام گرفت.  نمونه ها از سه عمق مختلف خاک (20-0 ، 40-20 ، 60-40 سانتي متري(  و در چهار فصل بهار،  تابستان،  پاییز و زمستان 1391 جمع‌آوری و غلظت نيکل، کروم، منگنز، روی، مس و سرب و نیز خصوصيات خاک شامل pH  ، ماده آلي و بافت آنها  انداز ه گيري شد. نتایج تحقیق نشان داد که میانگین غلظت عناصر سرب، مس، کروم، روی، نیکل و منگنز با افزایش عمق بیشتر می شود بطوریکه عنصر کروم بیشترین افزایش غلظت را  با عمق دارا می باشد. میانگین غلظت عناصر کروم (56/176) >سرب(87/109) > منگنز (36/96) > نیکل(79/77) >روی(40/36) >  مس(17/29 ) بود. عناصر سنگین سرب، نیکل، کروم، سرب، منگنز در فصل های پاییز بیشترین میانگین غلظت را نسبت به دیگر فصول دارا بودند.( پاییز> زمستان> بهار>تابستان).

نتایج آزمون همبستگی نشان داد که بین منگنز(717/0) و نیکل، منگنز وسرب(571/0)، روی و نیکل (573/0) همبستگی قوی در سطح اطمینان 99 درصد وجود دارد. نتایج حاصل از آنالیز خوشه ای نشان داد که در عمق( 40-20 سانتی متری ) ایستگاه های شهربازی و بعثت در یک گروه با بیشترین همبستگی قرار دارند. کمترین همبستگی برای ایستگاه شماره توحید شهر است. بر اساس فاكتورآلودگی همانطور که مشاهده می گردد در اغلب ایستگاه ها درجه آلودگی بیشتر از یک و کمتر از دو می باشد که در مقیاس جدول درجه آلودگی در گروه متوسط قرار می گیرد اما با توجه به شاخص تجمعی مولر غلظت سرب در ایستگاه های مورد نظر در بازه منطقه آلودگی زیاد  با درجه آلودگی چهار قرار می گیرند.

فصل اول: کلیات

1-1- مقدمه

یکی از انواع آلودگی های محیط زیست، آلودگی خاک است. خاک به عنوان پالاینده طبیعت محسوب شده و به دلیل برخورداری از خواص فیزیکی، شیمیایی و زیستی علاوه بر اینکه تامین کننده مواد غذایی می باشد، خاصیت تصفیه کنندگی نیز دارد. در نتیجه تجمع هرگونه ماده ای که سبب کاهش قابلیت استفاده از خاک گردد، آلودگی خاک گویند. بر اثر فعالیت های مختلف انسانی مانند فعالیتهای معدنی، حمل و نقل، احتراق، مواد رنگی و… خاک دچار آلودگی می گردد.

خاک یکی از منابع ارزشمند طبیعت است که 95درصد از غذای انسان را تامین می کند. برنامه ریزی برای داشتن خاکی سالم و تولید کننده لازمه بقای انسان است. ورود مواد، ارگانیسم های زیستی یا انرژی به درون خاک سبب تغییر کیفیت خاک می شود همچنین خاک را از حالت طبیعی خود خارج کرده و میزان رشد و نمو گیاهان را کاهش می دهد)آلووی،1999     .(

آلودگی خاک در ایران در حد کشورهای پیشرفته نیست اما پیشرفت قابل توجه تکنولوژی  و  استفاده روزافزون انسان از مواد و ابزار جدید صنعتی مخصوصا در فعالیت های معدنی  و غیره،  باعث ایجاد عوامل بالقوه ای در راستای آلودگی خاک ایران شده است. در دهه گذشته ورود آلاینده ها از جمله فلزات سنگین که در یک مقیاس وسیع، از منابع طبیعی و انسان-ساخت وارد محیط زیست می شود به مقدار زیادی افزایش یافته  است. این عناصر می توانند با تجمع زیستی مخصوصا  در خاک عوارض غير قابل جبراني را ايجاد نمايد.

يكي از عمده‌تر‌ين منابع توليد كننده اين عوامل سنگ‌هاي معادن و غبارهاي آتشفشاني مي‌باشند ولي در كنار اين ها انسان خود به اشكال مختلف مانند صنايع رنگرزي، آبكاري فلزات و باطري سازي در انتشار فلزات سنگين نقش دارد (زر افشان، 1371). شایان ذکر است که بررسي ميزان اين عناصر سنگین در مناطقی که انسان ها بیشتر با آن مربوط اند  مانند محیط کار، محل سکونت، پارکها، زمین های کشاورزی و… از نظر مقايسه‌اي مي‌تواند باعث دریافت اطلاعات جامع تر و راه كار مناسبي در نحوه استفاده از این محیط ها و منابع موجود  و بهینه کردن و ارتقاء سطح سلامتی انسان و بهبود محیط زیست پیرامون گردد.

شهرستان سبزوار به علت قرار داشتن در مسیر  تهران-مشهد و مسیر جاده ابریشم  محلی پر تردد و نیز به لحاظ جمعیتی و گسترش شهری دارای جایگاه ویژه ای در استان خراسان رضوی و نیز از نظر پیشرفت  تکنولوژی و صنعت  روند رو به رشدی را دارا می باشد که این عوامل باعث گردیده این منطقه از دیدگاه زیست محیطی مخصوصا از نظر آلودگی  زیستی مورد اهمیت و  بررسی قرار گیرد، لذا با توجه به اهمیت موضوع، مطالعه تجمع فلزات سنگین در خاک منطقه به منظور پایش بررسی میزان آلودگی، جهت ارائه راهکارهای مختلف با هدف کاهش این آلودگی ها و احیای کارکردهای از دست رفته این منطقه ضروری به نظر می رسد.  از این رو در این تحقیق سعی بر آن شد تا با بررسی میزان آلودگی فلزات سنگین در  شهرستان سبزوار، راهکارهای بهینه در جهت حفاظت از آن و نحوه کنترل ورود آلاینده های مختلف، بویژه فلزات سنگین به آن ارائه  گردد.

1-1-1- اهداف تحقیق

– بررسی و تعیین میزان  غلظت عناصر سنگین سرب، روی، مس، منگنز، کروم و نیکل در اعماق مختلف خاک های سطحی در فصول مختلف سال  

– مقايسه تجمع غلظت عناصر سنگين مورد مطالعه در ایستگاه های مختلف با استفاده از شاخص های مختلف

– مقايسه ميزان غلظت  عناصر سنگين مورد مطالعه در منطقه مورد مطالعه با استانداردهای جهانی

– بررسی رابطه بین پارامترهای مورد مطالعه و میزان غلظت عناصر سنگین

– شناخت منایع آلاینده منطقه مورد مطالعه

2-1-1- فرضیات تحقیق

– میزان متفاوتی از غلظت عناصر سنگین در اعماق مختلف خاک های سطحی در فصول مختلف سال وجود دارد.

– شاخص های تجمع عناصر سنگين در ایستگاه های مختلف، نشان دهنده تجمع متفاوت عناصر در ایستگاه های مختلف می باشد. 

– ميزان غلظت  عناصر سنگين در منطقه مورد مطالعه از استانداردهای جهانی بالاتر است.

– پارامترهای مورد مطالعه بر میزان غلظت عناصر سنگین تاثیر دارند.

3-1-1- سوالات تحقیق

– ميزان عناصر سنگين نيکل‌، کروم، منگنز، روی، مس و سرب در منطقه مورد مطالعه چقدر  مي‌باشد؟

– آيا ميزان عناصر سنگين نيکل‌، کروم، منگنز، روی، مس و سرب در مناطق منطقه مورد مطالعه با هم تفاوت دارد؟

– آيا ميزان غلظت عناصر سنگين نيکل‌، کروم، منگنز، روی، مس و سرب در فصول مختلف با هم تفاوت دارد؟

– آيا ميزان عناصر سنگين نيکل‌، کروم، منگنز، روی، مس و سرب در عمق های مختلف با هم تفاوت دارد؟

– آيا ميزان عناصر سنگين نيکل‌، کروم، منگنز، روی، مس و سرب بين منطقه مورد مطالعه با منطقه بکر (حد استاندارد) تفاوت دارد؟

– در صورت اختلاف مقدار عناصر سنگین نيکل‌، کروم، منگنز، روی، مس و سرب با حد استاندارد چه راهکارهای باید انجام داد تا از لحاظ زیست محیطی و سلامتی انسان به سمت حد مطلوب پیش برود؟

2-1- آلودگی محیط زیست

 آلودگی اصطلاحی است که معنای آن برای افراد گوناگون تفاوت  می کند یک تعریف بخردانه می تواند این گونه بیان شود که آلودگی عبارت است از ” مقدار بیش از حد مجاز چیزی در مکانی نا مناسب”. این مطلب می تواند بطور کامل در بر گیرنده مواد طبیعی هم باشد.

تعریف سازمان بهداشت جهانی(WHO) از آلودگی این چنین است:

وجود موادی در بسترهای محیط زیست (آب، هوا، خاک) اعم از ذرات، مواد شیمیایی و بیولوژیکی به میزان شدت، حالت و مدتی که اثر نامطلوب بر سلامت انسان، حیوان و گیاه می گذارد و یا مانع استفاده بهینه از آن محیط گردد، آلودگی خوانده می شود.

از منابع آلودگی می توان به فرآوری و کاربرد فلزات اشاره نمود. فلزات گروه 10-14 جدول مندلیف در مقایسه با فراوانی آنها مصرف زیادی داشته و درجه های  متغیری از مسمومیت زایی دارند. این عناصر ممکن است در حین معدنکاری و دیگر عملیات فرآوری به شکل انحلال پذیر و یا غبار در اتمسفر و یا بصورت ته نشست در خاک رها شوند. مثلا هنگام استخراج روی، آلودگی بسیار مسمومیت زای کادمیوم ممکن است رخ دهد زیرا اغلب با هم یافت می شوند.

تعداد صفحه : 93

قیمت : 14700 تومان

———–

——-

پشتیبانی سایت :               serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  --