تعیین مقادیر نابهنجاری‌‌های آرسنیک و گوگرد در خاک‌‌های دشت خاش، جنوب‌‌شرق ایران: با تاکید بر تأثیر دراز مدت آتش‌‌فشان تفتان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد ژئوشیمی، گروه زمین شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه سیستان و بلوچستان

2 استادیار گروه زمین شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه سیستان و بلوچستان

3 دانشیار گروه زمین شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه سیستان و بلوچستان

چکیده

در این پژوهش، میزان آلودگی آرسنیک و گوگرد در نمونه‌‌های خاک دامنه‌های آتش‌فشان تفتان و دشت خاش واقع در جنوب تفتان، جنوب‌شرق ایران، مطالعه شده است. غلظت عناصر آرسنیک و گوگرد در نمونه‌های مطالعه شده به ترتیب بین 6 تا 14 پی‌پی‌ام و 03/0 تا 51/0 درصد متغیر بوده و بالاتر از حد مجاز استاندارد سازمان حفاظت محیط ‌زیست آمریکا است. نقشه‌های پهنه‌بندی آلودگی برای منطقه مورد مطالعه نشان می‌دهند که به طور کلی نمونه‌های دشت خاش، بویژه بخش جنوبی آن، نسبت به نمونه‌های دامنه‌های تفتان، آلوده‌تر هستند. این پدیده با افزایش بخش سیلتی و رسی خاک و افزایش پی‌اچ در نمونه‌های بخش جنوبی تفتان همراه است. از مقایسه مقادیر آرسنیک و گوگرد در نمونه‌‌های آب زیرزمینی دشت خاش ( به ترتیب 005/0 تا 1/0 و 72 تا 528 میلیگرم در لیتر) و نقشه‌های پهنه‌بندی آلودگی آب‌های زیرزمینی می‌‌توان نتیجه‌‌گیری کرد که واکنش‌‌های تبادل یونی ، بین ذرات خاک و آب زیرزمینی وجود داشته است. وجود برخی نابهنجاری‌های آرسنیک در نمونه‌های خاک دشت خاش و عدم وجود آن‌ها در نمونه‌های آب زیرزمینی، نشان از وجود کانی‌زایی‌های محلی آرسنیک مرتبط با فعالیت‌های گرمابی تفتان دارد. این کانی‌زایی‌ها اغلب مربوط به ترکیبات دارای جیوه و طلا هستند که کانی‌های سولفید آرسنیک (رآلگار و اورپیمنت) را به همراه دارند و در دوره هایی از فعالیت تفتان در این مناطق شکل گرفته اند. لذا مهمترین عامل در آلودگی خاک‌‌های منطقه مورد مطالعه، فعالیت‌های آتش‌فشانی-گرمابی تفتان بوده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Determination of arsenic and sulfur anomalies in the soils of Dasht-e-Khash, SE Iran: long-term effects of the Taftan volcano

نویسندگان [English]

  • Azam Shirin-e-Shandiz 1
  • Mostafa Ghomashi 2
  • Ali Ahmadi 3
1 MSc of Geochemistry. Department of Geology. Faculty of Science. University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran
2 Assistant Professor of Geology Department. Faculty of Science. University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran
3 Associate Professor of Geology Department. Faculty of Science. University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran
چکیده [English]

In this research pollution of soil samples from the southern slopes of the Taftan volcano, SE Iran, and the Khash Plain to the south of the volcano is studied. The concentrations of Arsenic and Sulfur in the soil samples are 6-14 ppm and 0.03-0.51 wt.%, respectively, both more than the quality standard values of USEPA. Pollution zoning maps indicate that samples from Khash Plain to the south are, generally, more polluted in comparison with the samples from Taftan slopes to the north of the area. This phenomenon is associated with an increase in the fine-grained portion (silt-clay), and the pH of the soil samples. It is inferred from the comparison of the AS and S contents of the Khash Plain aquifer (0.005-0.1 and 72-528 mg/L, respectively) and the groundwater pollution zoning maps that water-soil ion-exchange reactions have played important role in the soil pollution processes. Some significant arsenic anomalies in the soil sample, despite the lack of the same in the groundwater, are attributed to arsenic mineralization due to Taftan hydrothermal activities. The mineralization is related to mercury-gold generation in the area which is usually accompanied by arsenic sulfide minerals realgar, AsS and orpiment, As2S3. Therefore, hydrothermal activities of the Taftan volcano produce a particular effect on arsenic and sulfur soil pollution.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Keywords: "
  • Soil Geochemistry"
  • Taftan Volcano"
  • Arsenic"
  • "
  • Sulfur"

مراجع

آبرومند، محمد (1388). بررسی ویژگی های زمین شناختی و آب شناختی آبخوان دشت خاش. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه سیستان و بلوچستان، 195 ص.
سراوانی، سمیه (1389). هیدروژئوشیمی آب های زیرزمینی در شمال و شرق تفتان، جنوب شرق ایران، با تاکید بر تاثیرات دراز مدت آتشفشان تفتان. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه سیستان و بلوچستان، 116 ص.
سهرابی زاده، مرضیه (1389). ژئوشیمی خاک های مناطق شرق و شمال شرق تفتان، جنوب شرق ایران، با تاکید بر تاثیرات دراز مدت آتشفشان تفتان. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه سیستان و بلوچستان، 116 ص.
شیرین شاندیز، اعظم (1389). ژئوشیمی خاک های دشت خاش، جنوب شرق ایران، با تاکید بر اثرات دراز مدت آتشفشان تفتان. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه سیستان و بلوچستان، 147 ص.
فیروزکوهی، زهرا (1388). هیدروژئوشیمی ابخوان دشت خاش، جنوب شرق ایران با تاکید بر اثرات دراز مدت آتشفشان تفتان، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه سیستان و بلوچستان، 147 ص.
فیروزکوهی، زهرا (1396). تبیین و تفسیر ماهیت ژئوشیمیایی ماگماتیسم سنوزوئیک پسین در شمال مکران ایران. پایان‌نامه دکتری، دانشگاه سیستان و بلوچستان، 350 ص.
مختاری، زهرا (1388). شیمی گازهای آتشفشانی و چشمه های آب گرم آتشفشان تفتان، جنوب شرق ایران: نگرشی زیست محیطی. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه سیستان و بلوچستان، 135ص.
موسوی حرمی، رضا؛ محبوبی، اسدالله (1382). رسوب شناسی کاربردی: مرکز نشر دانشگاهی، چاپ اول، 266ص.
Amirbahman, A., Kent, B.D., Curtis, G.P., Davis, J.A. (2006). Kinetics of sorption and abiotic oxidation of arsenic (III) by aquifer materials. Geochimica et Cosmochimica Acta. https://doi.org/10.1016/j.gca.2005.10.036.
Barringer, J. L., Reilly, P.A. (2013). Arsenic in Groundwater: Summary of Sources and the Biochemical and Hydrogeologic Factors Affecting Arsenic Occurrence and Mobility.  in Bradley P. M. ed Current respective in contaminant hydrology and water resources sustainability.  http://dx.doi.org/105772/55354.
Bartoli, F. Buurman, P. Delvaux, B. Madeira, M. (2003). Volcanic soils: properties and processes as a function of soil genesis and land use. Geoderma, 117(3), pp 183–184.
Biabangard, H., Moradian, A. (2008). Geology and geochemical evaluation of Taftan Volcano, Sistan and Baluchestan Province, southeast of Iran. Chinese Journal of Geochemistry, 27, pp 356- 369. https://doi.org/10.1007/s11631-008-0356-z.
Brinkel, J., Mobarak M., Khan, H., Kraemer, A. (2009). A Systematic Review of Arsenic Exposure and Its Social and Mental Health Effects with Special Reference to Bangladesh Johanna. International Journal of Environmental Research and Public Health, 6 (5), pp 1609- 1619.
Bull, W.B. (1977). The alluvial-fan environment, Progress in Physical Geography, 1, pp 222-270.
Burton, E.D., Johnston, S.G., Kocar, B.D. (2014). Arsenic Mobility during Flooding of Contaminated Soil: The Effect of Microbial Sulfate Reduction. Environmental Science and Technology, 48, pp 1360–1367. https://doi.org/10.1021/es503963k.
Cai, Y, Cabrera, J.C., Georgiadis, M., Jayachandran, K. (2002). Assessment of arsenic mobility in the soils of some golf courses in South Florida. Science of the Total Environment, 291(1-3), pp 123-134.
Eby, G. N. (2004) Principles of Environmental Geochemistry. Thomson Publication, 514 p.
Fujino, Y.; Guo, X.; Liu, J.; You, L.; Miyatake, M., Yoshimura, T. (2004). Japan Inner Mongolia Arsenic Pollution (JIAMP) Study group. Mental health burden amongst inhabitants of an arsenic-affected area in Inner Mongolia, China. Social Science and Medicine, 59(9), pp 1969-1973.
He, Y.T., Fitzmauric, A.G., Bilgin, A., Choi, S.,  O’Day, P.,  Horst, J., Harrington,  J., Reisinger, H.J., Burris, D., Hering, J.G. (2010). Geochemical processes controlling arsenic mobility in groundwater: A case study of arsenic mobilization and natural attenuation. Applied Geochemistry, 25, pp 69- 80.
Kent, D.B., Fox, P.M. (2004). The influence of groundwater chemistry on arsenic concentrations and speciation in quartz sand and gravel aquifer. Geochemical Transactions, 5(1), pp 1–12.
Keya, M.K. (2004). The mental health of arsenic victims in Bangladesh. South African Anthropol, 4, pp 215-223.
Masuda, H. (2018). Arsenic Cycling in the Earth's crust and the hydrosphere: interaction between naturally occurring arsenic and human activities. Progress in Earth and Planetary Science, 5(68), pp  55-66. https://doi.org/10.1186/s40645-018-0224-3.
Mello, J., Roy, W., Talbott, J., Stucki, J. (2006). Mineralogy and arsenic mobility in arsenic-rich Brazilian soils and sediments. Journal of Soils and Sediments, 6, pp 9- 19.
Moinevaziri, H. (1985). Volcanism tertiary and quaternary in Iran. PhD Thesis, Orsay University, In French.
Montgomery, C. W. (2000). Environmental Geology updated the fifth edition. McGraw-Hill, United State of America, 546 p.
Nriagu, J.O., Bhattacharya, P.,  Mukherjee, A.B.,  Bundschuh, J., Zevenhoven, R., Loeppert, R.H. (2007). Arsenic in soil and groundwater: an overview. Trace Metals and other Contaminants in the Environment, 9, pp 3-60.
Parrone, D., Ghergo, S., Frollini, E., Rossi, D., Preziosi, E. (2020).  Arsenic-fluoride co-contamination in groundwater: Background and anomalies in a volcanic-sedimentary aquifer in central Italy. Journal of Geochemical Exploration. http://doi.org/10.1016/j.gexplo.2020.106590.
Pigna, M., Caporale, A.G., Cavalca, L., Sommella,  A., Violante, A. (2015). Arsenic in the Soil Environment: Mobility and phyto availability. Environmental Engineering Science. https://doi.org/10.1089/ees.2015.0018.
Richards, P. J., Razavi, A. M., Spell, T. R., Locock, A., Sholeh, A., Aghazadeh, M. (2018). Magmatic evolution and porphyry–epithermal mineralization in the Taftan volcanic complex, southeastern Iran. Ore Geology Reviews, 95, pp 258 – 279.
Schmincke, H. U. (2006). Volcanism. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, Germany, 324p.
Selene, C.H., Chou, J., De Rosa, C. T. (2003). Case studies arsenic. International Journal of Hygiene and Environmental Health, 206(4-5), pp 381- 386.
Sparks, D. L. (1995). Environmental Soil Chemistry. Academic Press, 267 p.
Sposito, G. (1989). The Chemistry of Soils. Oxford University Press, New York, 277 p.
Stumm, W. (1992). Chemistry of the Solid-Water Interface, Processes at the Mineral-Water and Particle–Water Interface in Natural Systems. John Wiley and Sons, Inc. New York, 428 p.
Stumm, W., Morgan, J. J. (1996). Aquatic Chemistry, Chemical Equilibria, and Rates in Natural Waters. John Wiley and Sons, inc., New York, 1005 p.
Tabatabai, M.A., Bremner, J.M. (1972). From of sulfur, and carbon, nitrogen, and Sulfur relationships, in Lwa soils. Soil Science, 114, pp 380-386.
Ugolini, F., C., Dahlgren, R A. (2002). Soil Development in Volcanic Ash. Journal of Global Environmental Research, 6(2), pp 69-81. 
Wang, S., Mulligan, C.N. (2006). Occurrence of arsenic contamination in Canada: Sources, behavior, and distribution. Science of The Total Environment, 366(2-3), pp 701- 721.
Wu, J., Liang, J., Björn, L., Li, J., Shu, W., Wang, Y. (2022). Phosphorus-arsenic interaction in the ‘soil-plant-microbe’ system and its influence on arsenic pollution. Science of The Total Environment, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.149796.
Yan-Chu, H. (1994). Arsenic Distribution in Soils. In Nriagu, J. O (Ed). Arsenic in the environment (Part II). Willey, New York, pp 17-49.
Zhou, Q., Teng, Y., Liu, Y. (2017). A study on soil-environmental quality criteria and standards of arsenic. Applied Geochemistry, 77, pp 158-166.

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 13 اردیبهشت 1401
  • تاریخ بازنگری: 08 تیر 1401
  • تاریخ پذیرش: 20 تیر 1401
  • تاریخ اولین انتشار: 20 تیر 1401
  • تاریخ انتشار: 01 مهر 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار