کانی شناسی و ژئوشیمی رسوبی گرد و غبارهای وارده به استان خوزستان (مطالعه موردی خرداد 1391)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری و کارشناسی سازمان زمین شناسی کشور

2 دانشجوی دکترا، گروه رسوب شناسی و سنگ شناسی رسوبی، دانشگاه فردوسی مشهد

3 دکترا زمین شناسی، دانشگاه ETHزوریخ، سوییس

چکیده

پدیده گرد و غبار بدلیل خشکسالی های اخیر سبب بروز اثرات نامطلوب زیستی و خسارات فراوان در زمینه کشاورزی، صنعتی و حمل و نقل در استان خوزستان گردیده است. مطالعه ژئوشیمیایی ذرات گرد و غبار به منظور تعیین منشاء احتمالی، خصوصیات زمین زیست محیطی عناصر و نقش آنها در آلودگی محیط زیست حائز اهمیت است. با بررسی مطالعات انجام شده قبلی و استخراج کانون های معرفی شده، دو منطقه منشاء برای گرد و غبارهای وارده به کشور در خرداد ماه سال 91 شناسایی شد. تعداد 12 نمونه ی گرد و غبار در شهرهای آبادان و اهواز برداشت و مورد آنالیز عنصری و کانی‌‌شناسی قرار گرفت. نتایج کانی شناسی نشان دهنده وجود کربنات‌‌ها (کلسیت و دولومیت) و سیلیکات‌‌ها (کوارتز) و فلدسپار با منشاء قاره ای و رسوبی، کانی های رسی(ایلیت و کلریت) و تبخیری ها(ژیپس و هالیت) با منشاء تالاب ها و دریاچه های خشک شده و کائولینیت احتمالا با منشاء تبدلی از رس های گروه اسمکتیت و فلدسپار می باشد. با توجه به نتایج مطالعات ژئوشیمی برخی از فلزات سنگین و رادیواکتیو مانند اروانیوم، کادمیوم و گوگرد غنی‌‌شدگی بالا و برخی دیگر مانند سرب، نیکل، لیتیم و مولیبدن غنی‌‌شدگی متوسطی در گرد ‌‌و‌‌غبارهای وارده به خوزستان نشان می‌‌دهند که غالبا منشاء انسان‌‌زاد دارند. آلودگی به مواد هیدروکربنی و فرایند‌‌های بالادستی صنعت نفت، عناصر مورد استفاده در سلاح های میکروبی و شیمیایی و همچنین خشکی تالاب ها و زمین های شور در ایجاد میزان غیر معمول در عناصر موثر بوده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Mineralogy and sedimentary geochemistry of incoming dust to the Khuzestan Province (case study: June 2012)

نویسنده [English]

  • Javad Darvishi khatooni 1
1 PhD Student in Geomorphology, Geological Survey of Iran
3 Department of Earth Sciences, Geological Institute, ETH Zurich, Sonneggstrasse 5, 8092 Zurich
چکیده [English]

The phenomenon of dust due to recent drought has caused undesirable biological effects and great damages in agricultural, industrial, transportation and communication systems. Geochemical studies are important to determine the possible source of dust, geoenvironmental characteristics of elements and the role of their role in environmental pollution. Two area sources were identified for the incoming dust to the country by investigation of previous studies in June 2012 and 12 samples of dust in Abadan and Ahvaz were collected and their mineralogy and elemental analysis were analyzed. The results of mineralogy showed that carbonates (calcite and dolomite) have the source of feldspar with a source of continental and sedimentary. Lagoons and dried lakes are a source of clay minerals (chlorite and illite) and evaporate (halite and gypsum) and probably kaolinite originated from smectite and feldspar group. In regard to the results of the geochemistry of some heavy metals and radioactive indicate that most of them have an anthropogenic origin (Uranium, Cadmium, and Sulfur have high enrichment and lead, nickel, lithium, and molybdenum have medium enrichment). Being contaminated with hydrocarbon material and upstream processes of the oil industry, used elements in chemical and biological weapons and also dryness of lagoons and saline lands were effective in an unusual amount of these components.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Dust Storm
  • Sedimentary Geochemistry
  • Mineralogy
  • Khuzestan province

باقری، حسین؛ شارمد، ترانه؛ درویش بسطامی، کاظم؛ باقری، زهرا (1391). ارزیابی پراکنش فلزات سنگین در خلیج گرگان، مجله اقیانوس شناسی، پژوهشگاه ملی اقیانوس شناسی و علوم جوی، دوره 3، شماره 11، 65-72

درویشی خاتونی، جواد (1392). منشاء و ترکیب ریزگردهای استان خوزستان با استفاده از ژئوشیمی رسوبی و تصاویر ماهواره ای، گزارش سازمان زمین شناسی کشور، 100 صفحه

زراسوندی، علیرضا؛ مر، فرید؛ نظرپور، احد (1390). ترکیب کانی شناسی و ریخت شناسی ذرات تشکیل دهنده ی پدپده ی گرد و غبار در استان خوزستان با تکیه بر آنالیز های و تصاویرXRD، مجله بلور شناسی و کانی شناسی ایران، دانشگاه فردوسی مشهد، سال 19، شماره 3، ص 511-518

زراسوندی، علیرضا (1392). ترکیب و منشاء زمین شیمیائی توفان­ های گرد و غبار در استان خوزستان با استفاده از زمین شیمی عناصر نادر خاکی(REE): تاکیدی بر شاخص های زمین زیست محیطی، همایش تخصصی ریزگرد، پایش، اثرات و راهکارهای مقابله با آن. سازمان زمین شناسی کشور، تهران، ایران

رئیس پور، کوهزاد (1387). تحلیل آماری و همدیدی پدیده گرد و غبار در استان خوزستان، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه سیستان و بلوچستان، 189 صفحه

شهدادی، سارا؛ مسلم پور، محمد الیاس (1390). مطالعه آلودگی رسوبات جنوب شرق تهران به عناصر سمی با استفاده از روش تحلیل مولفه های اصلی و تعیین شاخص آلودگی، فصلنامه محیط شناسی، دانشگاه تهران، سال 37، شماره 60، 137-148

صمدی، مهدی (1390). آشکارسازی و شناسایی چشمه های توفانهای گرد و غبار با استفاده از تصاویر ماهواره ای، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تهران.100 صفحه

طاووسی، تقی؛ خسروی، محمود؛ رئیس پور، کوهزاد (1389). تحلیل همدیدی سامانه های گرد و غباری در استان خوزستان، مجله جغرافیا و توسعه، دانشگاه سیستان و بلوچستان، دوره 8، شماره 20، 98- 118

علیزاده، امین؛ کمالی، غلامعلی؛ موسوی، فرهاد؛ موسوی بایگی، محمد (1380). هوا و اقلیم شناسی، انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد، چاپ دوم، 381 صفحه

غیاث الدینی، منصور (1379). آلودگی هوا، انتشارات دانشگاه تهران، چاپ اول، 158 صفحه

فلاح ززولی، محمد؛ وفایی نژاد، علیرضا؛ خیرخواه زرکش، میرمسعود؛ احمدی دهکاء، فریبرز (1393). پایش و تحلیل سینوپتیکی پدیده گرد و غبار با استفاده از سنجش از دور و  GIS(مطالعه موردی: گرد و غبار 18 ژوئن 2012)، فصلنامه علمی- پژوهشی اطلاعات جغرافیایی، سازمان جغرافیایی نیروهای مسلح، دوره 23، شماره 91، پاییز 93، 69-80

فلاح ززولی، محمد؛ وفایی نژاد، علیرضا؛ خیرخواه زرکش، میرمسعود؛ احمدی دهکاء، فریبرز (1393). منشاءیابی گرد و غبار غرب و جنوب غرب ایران و تحلیل سینوپتیکی آن با استفاده از سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی، فصلنامه سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد بوشهر، سال 5، شماره 4، 61-77

محمدی، علی (1389). رسوب شناسی و ژئوشیمی نهشته های پلایای جازموریان، فصلنامه علمی-پژوهشی خشکبوم، دانشگاه یزد، سال اول، شماره 1، 12-1

 Al-Dabbas, M. A., Ayad Abbas, M., Al-Khafaji, R. M. (2010). Dust storms loads analyses—Iraq. Arab J Geosci 5(1):121–131

Al-Dousari, A. M., Al-Awadhi, J., and Ahmed, M. (2012). Dust fallout Characteristic within global dust storm major trajectories. Arab Journal Geoscience, doi: 10.1007/s12517-012-0644-0.

Alloway B. J. (1995). Heavy metals in soils. Blackie Academic & Professionals, 368 pp.

Al-Sultani, A. R. A. (2006). Pollution Air and soil Nahrawan regions East of Baghdad in heavy metals producing from stones factors, Unpub. M.Sc. Thesis, Geology Department. Science College, University of Baghdad. (In Arabic).

Awadh, S. M. (2011). Geochemistry and mineralogical composition of the airborne particles of sand dunes and dust storms settled in Iraq and their environmental impacts. Environment Earth Science, 66(8):2247–2256.

Changling, H., Madsen, H. B., & Awadzi, T. W. (2007). Mineralogy of dust deposited during the Harmattan season in Ghana. Danish Journal of Geography, 107(1):9-15.

Cong, Z., Kang, S., Liu, X., and Wang, G. (2007). Elemental composition of aerosol in the Nam Co region, Tibetan Plateau, during summer monsoon season. Atmos Environment, 41:1180–1187.

Darvishi Khatooni, J., lak, R., Azhdari, A., and Moeini, M. (2014). Dust containment priority in Khozestan plain, Iran. 12th Swiss Geoscience Meeting, Fribourg. 21 November.

Darvishi Khatooni, J., lak, R., and Azhdari, A. (2014). Study Khuzestan dusts pollution with using Sedimentary Geochemistry. 12th Swiss Geoscience Meeting, Fribourg. 21 November.

Dixon, J. B. (1989). Kaolin and Serpentine group minerals In: J. B. Dixon, and S. B. Weed (ed.) Minerals in soil environments. Soil. Sci. Soc. Am. J. Madison. Wisconsin; 551-634.

Doung, T. T. T., and Lee, B. K. (2011). Determining contamination level of heavy metals in road dust from busy traffic areas with different characteristics. Journal of Environment Management, 92, 554-564.

Fung, I., and Tegen, I. (1995). Contribution to the atmospheric mineral aerosol load from land surface modification. Journal of Geophysic Research, 100:18707-18726.

Gallet, S., Jahn, B., Lano, B., Van, V., Dia, A. and Rossello, E. (1998). Loess geochemistry and its implications for particle origin and composition of the upper continental crust. Earth Planet. Science. Letter, 156, 157-172.

Ganor, E., and Foner, H. (1996). The mineralogical and chemical properties and the behavior of Aeolian Saharan dust over Israel. In: Guerzoni S, Chester R (eds) The impact of desert dust across the Mediterranean. Kluwer, Amsterdam, pp 163-172.

Goudie, A. S. (2009). Dust storms: recent developments. Journal Environment Management, 90:89-94.

Guangjin, W. (2008). Geochemistry of dust aerosol over the Eastern Pamirs, Journal of Arid Environment, pp: 1129-1143.

Gunal, H., and M. D. Ransom. (2006). Genesis and micromorphology of loess-derived soils from central Kansas. Catena. 65: 222-236.

Kalderon-Asael, B., Erel, Y., Sandler, A., and Dayan, U. (2009). Mineralogical and chemical characterization of suspended atmospheric particles over the East Mediterranean based on synoptic-scale circulation patterns. Atmos Environment, 43:3963-3970.

Kerner, M. and Wallman, K. (1992). Remobilization events involving Cd and Zn from intertidal flat sediments in the Elbe Estuary during the tidal cycle. Estuar . Coast. Shelf Sci. 35: 371-393.

Khormali, F., M. Ajami., and S. Ayoubi. (2006). Genesis and micromorphology of soils with Loess parent material as affected by deforestation in a hillslope of Golestan Province. Iran. 18th International Soil Meeting (ISM) on Soil Sustaining Life on Earth, Managing soil and Technology. 149-151.

Maghrabi, A., Alharbi, B., and Tapper, N. (2009). Impact of the March 2009 dust event in Saudi Arabia on aerosol optical properties, meteorological parameters, sky temperature and emissivity. Atmos Environment, 45: 2164-2173.

Miller, M. B., T. H. Cooper., and R. H. Rust. (1993). Diffraction of an eluvial fragipan from dense glacial till in northern Minnesota. Soil. Sci. Soc. Am. J. 57: 787-796.

Najafi, M. S., Khoshakhllagh, F., Zamanzadeh, S. M., Shirazi, M. H.,  Samadi, M., and Hajikhani, S. (2013). Characteristics of TSP Loads during the Middle East Springtime Dust Storm (MESDS) in Western Iran. Arab Journal of Geoscience, DOI 10.1007/s12517-013-1086-z.

Papadopoulos, P., and Rowell, D. L. (1988). The reactions of Cadmium with calcium carbonate surfaces. Soil Sci 39, 23–36.

Prospero, J. M., Blades, E., Naidu, R., Mathison, G., Thani, H., and Lavoie, M. C. (2008). Relationship between African dust carried in the Atlantic trade winds and surges in pediatric asthma attendances in the Caribbean. Int Journal of  Biometeorol, 52:823–832.

Pye, K. (1992). Aeolian dust transport and deposition over Crete and adjacent parts of the Mediterranean Sea. Earth Surface Processes and Landforms, 17, 271-288.

Shen, Z. X., Caquineauc, S., Caoa, J., Zhangb, X., Hana, Y., Gaudichetd, A., and Gomese, L. (2009). Mineralogical characteristics of soil dust from source regions in northern China. Particuology, 7:507–512.

Singer, A. (1989). Palygorskite and sepiolite group minerals. In: Dixon, J., Weed, S. (eds)Minerals in soil environments. Soil Science Society of America, Madison, pp 829–872.

Singer, A. (1989). Illite in the hot-aridic soil environment. Journal of soil science. 147: 126- 133.

Sinha, R., and Raymahashay, B. C. (2004). Evaporite mineralogy and geochemical evolution of the Sambhar Salt Lake, Thar Desert, Rajasthan, India. Sediment Geology, 166: 59-71.

Ta, W., Xiao, H., Qu, J., Xiao, Z., Yang, G., Wang, T., and Zhang, X. (2004). Measurements of dust deposition in Gansu Province, China, 1986–2000. Geomorphology, 57:41–51.

Taylor, S. R., and McLennan, S. M. (1985). The continental crust: its composition and evolution. Blackwell Scientific Publication, Carlton, 312 p.

Taylor, S. R., and McLennan S. M. (1995). The geochemical evolution of the continental crust, Review Geophysics, 33, 241–265.

Toon, O. B. (2003). African dust in Florida clouds. Nature 424:623–624.

Velde, B. (1995). Composition and mineralogy of clay minerals, in Velde, B., ed., Origin and mineralogy of clays: New York, Springer-Verlag, p. 8-42.

Wedepohl, K. H. (1995). The composition of the continental crust. Geochim Cosmochim Acta 59:1217–1232.

Zarasvandi, A., Carranza, E. J. M., Moore, F., and Rastmanesh, F. 2011. Spatiotemporal occurrences and mineralogical–geochemical characteristics of airborne dusts in Khuzestan Province (southwestern Iran). Journal of Geochemical Exploration, 111:138–151. A.