باتوجه به رخداد عوارض سمناکی آرسنیک در ساکنین کمربند دگرگونی – ماگمایی سنندج – سیرجان شمالی (غرب ایران)، غلظت این عنصر در محیط های مختلف چرخه زیست زمین شیمیایی در این پژوهش مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور از سنگ، خاک، آب، گیاه، پشم و موی دام، ادرار و موی انسان، نمونه-برداری صورت گرفت و نمونه ها مورد تجزیه قرارگرفتند. غلظت آرسنیک از 23 تا 2500 mg/kg در نمونه های سنگ، 7 تا 061/1 g/lµ در نمونه های آب، 12 تا 232 mg/kg در مو و پشم دام و 64/0 تا 82/5 mg/kg در نمونه موی انسان متغیر است. مطالعه زمین شناسی پزشکی این کمربند از سنگ تا موی انسان، نشان می دهد که آرسنیک به تمام اجزای چرخه زیست زمین شیمیایی از راه های مستقیم و غیرمستقیم راه پیدا کرده است. باتوجه به داده های آب زمین شیمی آب های زیرزمینی، زمین شناسی منطقه و رخداد چشمه های تراورتن ساز می توان گفت که غلظت بالای آرسنیک در آب های زیرزمینی کمربند دگرگونی – ماگمایی سنندج – سیرجان شمالی با سیالات عمیق با تمایل ماگمایی در ارتباط است. نسبت br/cl و b/cl تایید می کند که چشمه-های تراورتن ساز بخشی از سامانه گرمابی و شرایط پسین یک فعالیت آتش فشانی است. نتایج شاخص اشباع-شدگی نشان می دهد که تقریباً تمام نمونه های آب از کانی های کلسیت، دولومیت و آراگونیت اشباع و نسبت به کانی های ژیپس، هالیت و کانی های آرسنیک دار تحت اشباع هستند. مقایسه غلظت آرسنیک در نمونه های خاک و گیاه منطقه موردمطالعه با بیشینه غلظت مجاز آرسنیک در کشورهای مختلف نشان می دهد که غلظت این عنصر در بیشتر نمونه های روستاهای موردمطالعه از تمام این استانداردها بالاتر می باشد. علیرغم تلاش های اخیر برای جایگزینی منابع آب آلوده، عوارض سمناکی آرسنیک در ساکنین این مناطق مشاهده می شود. دلیل این موضوع می تواند خشکسالی، مدیریت نادرست منابع آب، و ورود غیرمستقیم آرسنیک از طریق چرخه غذایی باشد.

چرخه زیست زمین شیمیایی عناصر با سنگ آغاز می گردد، بنابراین زمین شناسی و زمین شیمی سنگ و فرسایش خاک بیشترین نقش را در توزیع و تمرکز عناصر بالقوه سمناک در هر بوم سامانه ایفا می کند. از این روی، در این پژوهش به بررسی آلودگی، منشاء عناصر در محیط های سنگ، خاک و رسوب، کانی شناسی، پتروگرافی و زمین ریخت شناسی نهشته های تراورتن در محور قروه-تکاب پرداخته شده است. با استفاده از نتایج تجزیه ایزوتوپی 18o و 13c، سنگ رخساره (lithofacies) تراورتن ها تعیین شد. همچنین تراورتن های منطقه در رده گرمازاد (thermogene) رده بندی، و منشاء co2 موجود در آب چشمه های تراورتن ساز، ماگمایی تعیین شد. یکی از علل افزایش مقدار ایزوتوپ کربن در این نهشته ها، وجود ریزاندامگان هایی (microorganism) نظیر جلبک ها می باشد که حضور آن ها در تصاویر میکروسکوپ الکترونی (sem) تایید شد. ریخت شناسی تراورتن های منطقه، از سه نوع پشته های شکافه ای، تپه ای و لایه ای جریانی همراه با انکویید (oncoed) می باشد. با بررسی مقاطع نازک و تصاویر sem ، تراورتن ها از لحاظ ریزبافتاری (microfabric) و درشت بافتاری (mesofabric) بررسی شد. در بررسی زمین شیمیایی، غلظتهای بالایی از فلزات سنگین در نمونه های تراورتن یافت شد که در این میان، آرسنیک غلظت بسیار بالایی (بیش از 10000ppm) را نشان داد. چگونگی حضور آرسنیک در ساختار تراورتن ها بررسی شد و با تلفیق نتایج کانی شناختی و زمین شیمیایی، یکی از علل اصلی غلظت بالای آرسنیک در این نهشته ها، حضور کانی های آرسنیک دار می باشد. به منظور تعیین ارتباط عناصر، ضریب همبستگی پیرسون و تجزیه خوشه ای در نمونه ها تعیین شد. شاخص های زیست محیطی شامل ضریب غنی شدگی (ef)، ضریب آلودگی (cf)، بار آلودگی جمعی (pli) و خطر بوم شناختی بالقوه (ri) برای نمونه ها محاسبه شد و بیشتر نمونه ها در رده آلودگی بسیار شدید جای گرفتند. عامل اصلی وجود چنین غلظت های بالایی از آرسنیک، در محیط های زمین شیمیایی این منطقه را می توان، وجود تعداد زیادی چشمه های تراورتن ساز باقیمانده از مراحل پسین فعالیت های آتشفشانی، دانست.

هدف از انجام این پژوهش تعیین گونه پذیری و قابلیت تحرک فلزات بالقوه سمی در محیط های رسوب و خاک مرتبط با معدن مس دره زار با استفاده از روش تفکیک شیمیایی چند مرحله ای می باشد. روشهای تفکیک شیمیایی انتخاب شده در گروه تعیین گونه پذیری بر اساس شرایط عملیاتی تعریف شده قرار می گیرند. در این پژوهش، غلظت برخی از فلزات بالقوه سمی در آب، رسوبات و خاک منطقه دره زار بررسی شد. نتایج ضریب همبستگی بین کمیتهای مختلف در نمونه های آب نشان می دهد که نمونه های با ph پایین دارای غلظتهای بالایی از سولفات و فلزات سنگین هستند. محاسبه ضریب غنی شدگی و شاخص زمین انباشت نشان می دهد که رسوبات از فلزات گوگرد، مس و مولیبدن غنی می باشند. همچنین نتایج حاصل از تجزیه نمونه های خاک، غلظتهای بالایی برای عناصر مولیبدن، مس و سرب نشان می دهد. بیشتر نمونه های خاک با غلظت بالای مولیبدن با گوسان همراه می-باشند که ظاهرا دلیل آن انحلال ناپذیر بودن مولیبدن در محیط خاک است. بر اساس نتایج حاصل از روش استخراج ترتیبی گومز- آریزا، عناصر مس، کبالت، کادمیم و منگنز دارای بیشترین پتانسیل تحرک در محیط آب- رسوب می باشند. در حالیکه تحرک عناصر مولیبدن، سرب، کروم، آنتیموان، نیکل، روی، آرسنیک و آهن بدلیل جذب آنها توسط عوامل جاذب طبیعی و یا حضورشان در اجزاء غیر زیست دسترس پذیر (منشأ زمین زاد) به مراتب کمتر از عناصر گروه قبل می باشد. بدلیل شرایط اقلیمی منطقه، انواع ترکیبات کانی شناختی ثانویه مانند هالیت، ژیپس، ژاروسیت، هماتیت و کلسیت در محیط رسوب و خاک شناسایی شدند. نتایج حاصل از bcr اصلاح شده نشان می-دهد که عناصر مس، کبالت، نیکل، منگنز، کادمیم، روی، و سرب در برخی از نمونه های خاک در 3 فاز اول غنی شدگی دارند که نشان دهنده منشأ انسانزاد آنهاست. نتایج حاصل از bcr اصلاح شده نشان می دهد که عناصر مس، کبالت، نیکل، منگنز، کادمیم، روی، و سرب در برخی از نمونه های خاک در 3 فاز اول غنی شدگی دارند که نشان دهنده منشأ انسانزاد آنهاست.

از میان آلودگی های انسانزاد در محیط زیست، مواد آلی پایدار مثل pah (polycyclic aromatic hydrocarbons)، tph (total petroleum hydrocarbon)، dioxins، furans، و سموم ارگانوکلره و ارگانوفسفره اهمیت ویژه ای دارند که در این مطالعه این ترکیبات در محیط های آب، رسوب و خاک در شعاع 60 کیلومتری از مرکز کلان شهر اصفهان بررسی شدند. در نمونه های آب و پساب بالاترین غلظت ترکیبات pah در نمونه پساب کارخانه فولاد مبارکه وجود دارد. منشاء احتمالی ترکیبات pah با استفاده از نسبت های ایزومری تعیین شد که pahاکثر نمونه ها دارای منشا مرکب می باشند و از سوختن ترکیبات نفتی منشاء گرفته اند. در عمده نمونه های آب و پساب مجموع pahهای سرطان زا نسبت به pahهای غیرسرطان زا دارای غلظت بالاتری هستند. ضریب هم ارز سمناکی (teq) نیز مقدار بسیار بالاتری نسبت به دیگر مناطق جهان دارد. از میان ترکیبات pah، ایزومرهای با تعداد حلقه های یکسان همبستگی بالایی با یکدیگر دارند. پایین تر بودن غلظت سموم ارگانوکلره از حد آشکار سازی می تواند بیانگر عدم آلودگی آبهای سطحی و زیرزمینی منطقه مطالعاتی به این ترکیبات باشد. آفت کش های ارگانوفسفره اندازه گیری شده در تمام نمونه های آب سطحی و زیرزمینی اصفهان، به جز دو آفت کش diazinon و alachlor، مقدار کمتر از حد آشکارسازی دارند. در نمونه های رسوب، بیشینه غلظت تمام ترکیبات pahs در نمونه رسوب رودخانه زاینده رود، بعد از ورودی تصفیه خانه صفائیه می باشد و منشاء احتمالی نفت زاد دارد که بالاترین مقدار teq نیز مربوط به این نمونه است. در اکثر نمونه های رسوب مجموع pahهای غیرسرطان زا نسبت به سرطان زا دارای غلظت بالاتری هستند. همچنین غلظت pahs? با وزن مولکولی پایین و بالا تعیین شد. در نمونه های خاک سطحی، میانگین و بیشینه غلظت pahs? به ترتیب 2000.56 و11730.08 میکروگرم در کیلوگرم می باشد. بیشینه غلظت و بالاترین مقدار teq مربوط به نمونه ورودی ذوب آهن می باشد. آلودگی خاک های سطحی به ترکیبات pahs بر اساس رده بندی maliszewska- kordybach بررسی شد که 42.3% از 52 نمونه در رده به شدت آلوده قرار دارند. منشا احتمالی pahs موجود در خاک، از سوختن نفت و ترکیبات نفتی (عمدتا اگزوز اتومبیل ها) و همچنین منشاء نفت زاد ( نفت خام یا نفت و فراورده های نفتی سوزانده نشده) می باشد. در اکثر نمونه ها غلظت ترکیبات غیر سرطان زا بیشتر از ترکیبات سرطان زا می باشد. از بین آفت کش های ارگانوکلره، متابولیت های ترکیب ddt ( dde و ddd) به علت نیم عمر بالا در نمونه های خاک یافت شد. از بین آفت کش های ارگانوفسفره، ترکیبات dursban، diazinon، trifluralin، dactal و bromopropylate در بعضی نمونه ها غلظت بالایی را نشان دادند. میانگین و بیشینه مقدار teq ترکیبات دیوکسین و فوران در 10 نمونه خاک سطحی، به ترتیب 5.1 و 9.43 نانوگرم بر کیلوگرم می باشد که این مقدار در مقایسه با دیگر مناطق جهان نسبت بالاتری دارد و بیانگر خطر سمناکی و بروز ابتلا به سرطان در این منطقه است. pahها در نمونه های آب، خاک و رسوب براساس فراوانی حلقه ها به ترتیب شامل 4حلقه ای ،3حلقه ای ،5 و 6 حلقه ای و 2حلقه ای می باشند. کارخانه های ذوب آهن و فولاد مبارکه و همچنین سوختن ناقص ترکیبات نفتی از مهمترین علل آلودگی این منطقه به مواد آلی می باشند.

یکی از پیش شرط های تحقق توسعه پایدار در هر منطقه، استفاده بهینه از منابع آب موجود است و این امر بدون شناخت وضعیت کمی و کیفی منابع آب میسر نمی شود. در دهه های اخیر رشد روزافزون جمعیت و به تبع آن افزایش نیاز به آب در بخش های کشاورزی، شرب و صنعت موجب ایجاد فشار مضاعف به منابع آب گردیده است. محدوده مورد مطالعه بیش از مسائل کمی مبتلا به مسائل کیفی آب بر اثر نفوذ زه آب های کشاورزی ناشی از مصرف بی رویه کود و سموم و آلودگی این زه آب ها می باشد. صنایع منطقه نیز آب های زیرزمینی را با آلاینده های شیمیائی و هیدروکربنی خود که بعضاً غیر قابل تصفیه به صورت طبیعی هستند آلوده می نمایند. در این مطالعه غلظت آنیون ها و کاتیون های اصلی، برخی از شاخص های کیفی و غلظت فلزات سنگین نیز مورد بررسی قرار گرفت. آب های منطقه دارای سه تیپ اصلی که شامل تیپ های کلروره، بیکربناته و سولفاته می باشد. تیپ غالب آب های منطقه کلروره می باشد که دلیل اصلی آن گسترش سازند تبخیری گچساران که از نمک تشکیل شده است می باشد. بررسی غلظت آنیون ها و کاتیون های اصلی نشان می دهد که غلظت تمام آنیون ها و کاتیون ها در دشت بیشتر از میزان استاندارد ارائه شده توسط epa برای آب آشامیدنی است. در بررسی غلظت فلزات سنگین مشخص شد که غلظت این فلزات در دشت پایین تر از حد استاندارد می باشد. براساس نتایج برای آبهای زیرزمینی دشت اصفهان یک شبکه پایش طراحی شد که در این شبکه پایش ابتدا مناطق حساس و دارای خطر به آلودگی شناسایی شد. همچنین مهم ترین منابع آلاینده احتمالی نیز در دشت شناسایی گردید. شبکه پایش موجود در دشت اصفهان شامل 35 نقطه بود که بر اساس آنومالی غلظت عناصر اصلی و فرعی و موقعیت مکانی منابع آلاینده تعداد شش نقطه به این شبکه اضافه گردید. در شبکه پایش نهایی تواتر زمانی و انواع متغیرهای مورد نیاز جهت پایش ارائه شده است، بطوریکه در این شبکه 80 درصد نقاط پایش دارای تواتر نمونه برداری با بازه زمانی ماهیانه تشخیص داده شده است که نشان دهنده حساس بودن آبخوان از نظر آلودگی می باشد. یکی از نقاط پایش که به نسبت به پارامترهای کیفی آنالیز شده آلودگی نشان نداد و در حال حاضر برای آلودگی نا مستعد می باشد در بازه زمانی سالیانه و چهار نقطه پایش که نسبت به پارامترهای کیفی آنالیز شده آلودگی نشان ندادند در بازه زمانی فصلی قرار گرفتند.

اطلاع از ترکیب غذا برای پی بردن به اثرات، نابهنجاریها و بیماریهای حاصل از افزایش یا کمبود عناصر، طی چرخه های زیست زمین شیمیایی ضروری میباشد. در این مطالعه، غلظت عناصر در خاک و گیاهان خوراکی شهر اصفهان(تا شعاع 50 کیلومتری) تعیین شد. نتایج تجزیه نمونه های خاک نشان می دهد که غلظت عناصر mn, co, zn, as, ni و cu در بیشتر نمونه ها، غلظتی بیش از غلظت میانگین خاکهای جهان دارد. ph خاکهای منطقه در محدوده قلیایی، و درصد مواد آلی خاک، پایین است. cec خاک، متوسط و بافت غالب خاک منطقه، در محدوده دانه درشت قرار دارد. نتایج حاصل از ضریب همبستگی، تحلیل خوشه ای و تحلیل مولفه اصلی با هم مطابقت دارند و عناصر al, k, cr, na در یک گروه،fe, ni, co در یک گروه mg, sr, s در یک گروه، mo, sb, as, mn در گروهی دیگر و zn, cd, pb, cu, ca, p نیز در یک گروه قرار گرفته اند. با توجه به نتایج محاسبه ضرایب غنی شدگی و زمین انباشت، بیشتر نمونه ها در مورد تمام عناصر در رده غنی شدگی کم و متوسط قرار می گیرند. در نمونه های گندم، عناصر سرب، جیوه، روی، کروم و منگنز، نسبت به مقادیر استاندارد، بیشبود دیده می شود. آرسنیک و سرب در نمونه سبزیجات، سمناکی بیشتری را نسبت به سایر عناصر نشان می دهد. از میان گیاهان، بیشترین شاخص زیست انباشت در جعفری و تربچه دیده شد، و کرفس برای بیشتر عناصر، کمترین میزان شاخص زیست انباشت را نشان داد. با محاسبه شاخص جذب روزانه عناصر، مشخص شد که در برنج، عناصر کروم، مولیبدن و منگنز، و در گندم، عناصر آهن، مس، منگنز و مولیبدن، بیشترین مقدار جذب روزانه را در منطقه دارند. محاسبه شاخص خطر نشان میدهد که عناصر منگنز و آرسنیک در دانه گندم و برنج، دارای بالاترین خطر غیرسرطانی، به ویژه در کودکان هستند.

چکیده ندارد.