مطالعه حاضر به‎منظور ارزیابی آلودگی منابع آب و خاک به فلزات سنگین و عناصر بالقوه سمی در اثرکانه‎زایی و معدن متروکه سرب- روی آی‎قلعه‎سی صورت پذیرفته است. کانه‎زایی سرب- روی آی‎قلعه‎سی در 30 کیلومتری جنوب شرق تکاب و در شمال غربی زون آتشفشانی ارومیه- دختر واقع شده است. جهت نیل به اهداف تحقیق تعداد 23 نمونه خاک برجا از مناطق مختلف محدوده مورد مطالعه، 4 نمونه خاک باطله، 2 نمونه سنگ باطله، 14 نمونه آب، شامل آب آبراهه (آبراهه زهاب معدنی و آبراهه پشت دره) و چشمه‎های موجود در منطقه و 18 نمونه رسوب در مسیر آبراهه اصلی در منطقه، از بالا‎دست تا پایین‎دست (خروجی حوضه) مورد مطالعه برداشت گردید. در نمونه‎های برداشت شده پارامترهای فیزیکوشیمیایی مختلف و غلظت عناصر (با استفاده از دستگاه icp-oes) اندازه‎گیری گردید. در تحقیق حاضر با توجه به عوامل مختلف از جمله غلظت عناصر، نوع کانه‎زایی و اولویت‎های زیست محیطی، عناصر pb، zn، as، cd، ni، hg، sb و cu برای مطالعه و بررسی انتخاب گردیدند. از نرم افزارهای. arc gis 9.3، spss 17 ،2.15 phreeqc، aq.qa، جهت جمع بندی ، ترسیم و تجزیه و تحلیل نتایج بدست آمده استفاده گردید. مطالعات زمین‎شناسی انجام شده در منطقه نشان می‎دهد که واحدهای مارنی، مارن ماسه‎ای و آهکی در منطقه بیشترین گسترش را دارند و کانه زایی در واحد مارن ماسه ای الیگومیوسن و در امتداد گسل اصلی منطقه (شمال شرق- جنوب غرب) و در شمال غربی روستای آی‎قلعه‎سی رخ داده است. نتایج مطالعات ژئوشیمیایی بر روی خاک نشان می‎دهد که غلظت عناصر pb، zn، as و cu در خاک حاصل از باطله‎ها بالا بوده و این نمونه‎ها درجه آلودگی اصلاح شده بی‎نهایت دارند. غلظت cd در خاک حاصل از باطله‎ها و خاک برجای منطقه مقادیر کم و یکنواختی را نشان می‎دهد که بیان کننده عدم تاثیر کانه‎زایی بر غلظت آن در منطقه می‎باشد. توزیع غلظت ni و hg در خاک منطقه نیز وابسته به کانه‎زایی نمی‏باشد و sb در تمام نمونه‎های خاک منطقه، غلظت بالا داشته و با کانه‎زایی غلظت آن در نمونه‎های اطراف معدن افزایش یافته است. در خاک برجای منطقه غلظت pb، zn، as، ni و sb در بیشتر نمونه‎ها نسبت به میانگین غلظت خاک جهانی و غلظت زمینه بالا و غلظت عناصر pb، zn و as در نمونه‎های خاک برجای نزدیک به محدوده معدنی افزایش نشان داده است. نتایج آزمایشات انجام شده بر روی زهاب‎ها (amd) , منابع آب سطحی و آب آشامیدنی در منطقه مورد مطالعه، بیان کننده غلظت بالای عناصر zn و cd در زهاب‎های معدنی نسبت به استاندارد خروجی فاضلاب می‎باشد و در منابع آب سطحی با دور شدن از منطقه معدنی متروکه غلظت آن کاهش می‎یابد. منابع آب شرب منطقه (چشمه‎ها) بهsb آلوده می‎باشند. تیپ آب‎های منطقه در مناطق نزدیک به کانه‎زایی و روستاهای آی‎قلعه‎سی و خان‎کندی سولفاته کلسیک بوده که تأثیر کانه‎زایی و فعالیت‎های انسانی را روشن می‎سازد. براساس نمودار شولر منابع آب منطقه با توجه به مقادیر آنیون‎ها و کاتیون‎ها در محدوده خوب و قابل قبول قرار دارند. محاسبه شاخص اشباع شدگی نشان داد که تمام نمونه‎های آب منطقه نسبت به انیدریت، هالیت و ژیپس زیر اشباع و بیشتر نمونه‏ها نسبت به کلسیت، دولومیت و آراگونیت فوق اشباع می‎باشند. محاسبه بار فلزی نمونه‎های آب منطقه نشان می‎دهد که نمونه‎های زهاب معدنی در محدوده اسیدی با بار فلزی بالا و نمونه‎های آب سطحی نزدیک به محل کانسار در محدوده خنثی با بار بالای فلزی و دیگر نمونه‎ها در محدوده نزدیک به خنثی با بار پایین فلزی قرار گرفته‎اند. بالاترین میزان غلظت عناصرpb ، zn، cu و as در رسوبات زیر زهاب معدنی و در پایین‎دست باطله‎های نزدیک تونل اصلی اندازه‎گیری گردید. محاسبه میانگین ضریب غنی‎شدگی نشان می‎دهد که رسوبات منطقه نسبت به سرب و روی غنی‎شدگی بالا و نسبت به آرسنیک غنی‏شدگی بی‎نهایت دارند. همچنین محاسبه میانگین ضریب آلودگی نشان دهنده آلودگی بسیار بالای رسوبات منطقه به سرب، روی و آرسنیک می‏باشد.

هدف از انجام این مطالعه بررسی آلودگی فلزی در خاک‎های اطراف کوره ذوب روی زنجان می‎باشد. برای این منظور نمونه‎برداری از خاک‎های منطقه در جهات جغرافیایی مختلف و از افق‎های سطحی (10-0 سانتی‎متر) و عمقی (30-10 و 60-30 سانتی‎متر) آن صورت گرفت. علاوه بر تعیین غلظت کل فلزات سنگین و خواص فیزیکوشیمیایی (درصد ماده آلی، درصد محتوای رس و ph)، آنالیز استخراج ترتیبی نیز به منظور بررسی رفتار و روند گونه‎سازی فلزات در برخی نمونه‎های خاک انجام شد. از روش‎های آماری چند‎متغیره (تحلیل مولفه اصلی و آنالیز خوشه‎ای) برای تعیین منشاء فلزات و ارتباط خواص فیزیکوشیمیایی خاک با غلظت عناصر استفاده گردید. نتایج حاصل از آنالیز غلظت کل فلزات سنگین در نمونه‎های خاک نشان داد که در برخی نقاط این منطقه (به‎ویژه جهت‎های شمال‎غرب و جنوب‎شرق که جهت باد غالب است)، غلظت چهار عنصرpb, zn, cd و as به‎طور متوسط حدود 20 برابر بالاتر از میانگین غلظت این عناصر در خاک‎های جهانی است. منشاء اصلی آلودگی در جهت شمال‎غربی کارخانه (جهت موافق باد)، گرد‎و‎غبارهای خروجی از دودکش و در جهت جنوب‎شرق کارخانه (جهت مخالف باد)، وجود کومه‎های باطله (شامل پسماندهای شیمیایی غنی از فلز)، تشخیص داده شد. از آنجائیکه در گذشته، قسمت شمالی کارخانه محل نگهداشت باطله‎ها بوده است، آلودگی این بخش از کارخانه نیز قابل توجیه است. در سایر جهات آلودگی فلزی بسیار ناچیز و حتی فاقد آلودگی است. به ‎طور کلی با افزایش فاصله از کارخانه، غلظت چهار فلز مورد مطالعه (سرب، روی، کادمیم و آرسنیک) نسبت به نقاط نزدیک به کارخانه کاهش می‎یابند (نشان‎دهنده اثر باد غالب در توزیع افقی فلزات) ولی بر غلظت عناصری چون مس و کروم (به‎دلیل جنس واحدهای زمین‎شناسی منطقه مانند بازالت و گرانودیوریت) افزوده می‎شود. بررسی توزیع فلزات در نمونه‎های عمقی نیز نشان داد که تنها در چند پروفیل، با افزایش عمق، بر غلظت فلزات cd و as کمی افزوده می‎شود که دلیل آن تحرک‎پذیری بالای این فلزات با کاهش نسبی ph است. در سایر پروفیل‎ها با افزایش عمق، از غلظت تمام فلزات کاسته می‎شود. نتایج حاصل از روش‎های آماری آشکار ساخت که تغییرات غلظت چهار فلزpb, zn, cd و as در خاک منطقه عمدتاً در ارتباط با فعالیت‎های انسان‎زاد (کارخانه ذوب روی) و سه فلزcu, ni وcr دارای منشاء زمین‎زاد یا طبیعی هستند. نتایج حاصل از آنالیز استخراج ترتیبی نیز موید این مطلب است. به طوریکه در نمونه‎های مورد مطالعه، فلزات zn, cd و pb عمدتاً با فازهای ابتدایی (تبادل‎پذیر و کربناته) و فلز ni با فاز باقی‎مانده یا بازماندی همراه است.