ارتباط میزان سیانور با ارتفاع، عمق و فاصله از مجتمع طلای موته در خاک و آب پناهگاه حیات وحش موته، اصفهان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه علوم محیط زیست، دانشکده علوم، دانشگاه زنجان. زنجان، ایران *(مسوول مکاتبات).

2 استادیار گروه محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، مازندران، نور، ایران.

10.22034/jest.2018.12481

چکیده

زمینه و هدف: برای استحصال طلا، محلول سیانید سدیم به عنوان عامل آبشویی مورد استفاده قرار می­گیرد؛ در نتیجه پساب حاصل از این فرآیند، حجم بسیار زیادی از سیانور ایجاد می­کند. با توجه به سمیت بسیار زیاد سیانور، هدف از انجام این مطالعه تعیین سیانور در پساب مجتمع طلای موته و بررسی تاثیر ارتفاع، فاصله و عمق بر توزیع آلودگی سیانور در خاک و آب زیرزمینی­­ پناهگاه حیات وحش موته در استان اصفهان است.
روش بررسی: با توجه به موقعیت چاه­های آب موجود در منطقه مورد مطالعه، یازده ایستگاه در بهار 1390 انتخاب و نمونه­های از خاک سطحی، زیر­سطحی­(5/0 متری) و آب زیرزمینی جهت اندازه­گیری سیانور برداشته شد.
یافته‏ها: با افزایش ارتفاع از سطح دریا، فاصله از معدن و کاهش عمق خاک مقدار سیانور کاهش می یابد. در سطح 95 درصد، اختلاف معنی داری بین سیانور خاک سطح و زیر­سطح وجود نداشت. میزان سیانور در آب زیرزمینی با خاک سطحی اختلاف معنی دار ولی با خاک زیر­سطح تفاوت معنی داری نداشت. میانگین نتایج اندازه گیری شده سیانور پساب کارخانه 287 میلی­گرم در لیتر است، که بیش از 500 برابر حد مجاز تخلیه سیانور در آب است.
نتیجه گیری: میزان سیانور در ایستگاه­های مطالعاتی غیر از محل خروج پساب کارخانه و ایستگاه سوم با فاصله سه و نیم کیلومتری از خروجی که از آب آن برای وحوش و فعالیت معدن­کاوی استفاده می­شود؛ از براساس نظر سازمان بهداشت جهانی­حد مجاز که 07/0 میلی­گرم در لیتر است، تجاوز نکرده ولی گزارش چندین حادثه مرگ­و­میر حیوانات وحشی منطقه پس از سرریز پساب کارخانه هشداری جدی برای محیط زیست آن منطقه است.

کلیدواژه‌ها


 

 

 

 

 

علوم و تکنولوژی محیط زیست، دورهبیستم، شماره یک، بهار 97

 

 

ارتباط میزان سیانور با ارتفاع، عمق و فاصله از مجتمع طلای موته در خاک و آب پناهگاه حیات وحش موته، اصفهان

 

جابر اعظمی[1]*

j.aazami@znu.ac.ir

نادر بهرامی فر [2]

 

تاریخ دریافت:20/2/93

تاریخ پذیرش:20/8/93

 

چکیده

زمینه و هدف: برای استحصال طلا، محلول سیانید سدیم به عنوان عامل آبشویی مورد استفاده قرار می­گیرد؛ در نتیجه پساب حاصل از این فرآیند، حجم بسیار زیادی از سیانور ایجاد می­کند. با توجه به سمیت بسیار زیاد سیانور، هدف از انجام این مطالعه تعیین سیانور در پساب مجتمع طلای موته و بررسی تاثیر ارتفاع، فاصله و عمق بر توزیع آلودگی سیانور در خاک و آب زیرزمینی­­ پناهگاه حیات وحش موته در استان اصفهان است.

روش بررسی: با توجه به موقعیت چاه­های آب موجود در منطقه مورد مطالعه، یازده ایستگاه در بهار 1390 انتخاب و نمونه­های از خاک سطحی، زیر­سطحی­(5/0 متری) و آب زیرزمینی جهت اندازه­گیری سیانور برداشته شد.

یافته‏ها: با افزایش ارتفاع از سطح دریا، فاصله از معدن و کاهش عمق خاک مقدار سیانور کاهش می یابد. در سطح 95 درصد، اختلاف معنی داری بین سیانور خاک سطح و زیر­سطح وجود نداشت. میزان سیانور در آب زیرزمینی با خاک سطحی اختلاف معنی دار ولی با خاک زیر­سطح تفاوت معنی داری نداشت. میانگین نتایج اندازه گیری شده سیانور پساب کارخانه 287 میلی­گرم در لیتر است، که بیش از 500 برابر حد مجاز تخلیه سیانور در آب است.

نتیجه گیری: میزان سیانور در ایستگاه­های مطالعاتی غیر از محل خروج پساب کارخانه و ایستگاه سوم با فاصله سه و نیم کیلومتری از خروجی که از آب آن برای وحوش و فعالیت معدن­کاوی استفاده می­شود؛ از براساس نظر سازمان بهداشت جهانی­حد مجاز که 07/0 میلی­گرم در لیتر است، تجاوز نکرده ولی گزارش چندین حادثه مرگ­و­میر حیوانات وحشی منطقه پس از سرریز پساب کارخانه هشداری جدی برای محیط زیست آن منطقه است.

کلمات کلیدی: سیانور، استخراج طلا، پناهگاه، موته.

 

J.Env. Sci. Tech., Vol 20, No.1, Spring, 2018

 

 

 


Relationship among Cyanide Level with Altitude, Depth and Distance of Mooteh Gold Mine in Soil and Groundwater of Mooteh Wildlife Refuge, Esfahan

 

Jaber Aazami [3]*

j.aazami@znu.ac.ir

Nader Bahramifar [4]

 

Date Received: May 10, 2014

Admission Date: March 18, 2015

 

Abstract

Background and Objective: Sodium cyanide is used in the process of extracting gold from the ore. The waste water that is produced during this process contains high levels of cyanide. The purpose of this study was to determine the levels of cyanide in the waste water of Mooteh Gold mine. We also wanted to investigate effects of distance, depth, and altitude on cyanide dispersion in soil and groundwater of Mooteh Wildlife Refuge.

Method: In April 2012, samples of surface and under ground (0.5 m) soil and groundwater was collected from 11 locations from Mooteh Wildlife Refuge

Results: Total cyanide level was decreased with increasing of altitude, distance from mine and decreasing depth of soil. There is no significant difference between cyanide concentration of surface and ground soils; groundwater and ground soils, respectively. But, there is a significant difference between cyanide concentration of groundwater and surface soils.

Conclusion: Cyanide level is higher than acceptable level in existence wastewater and station number three. Also there are several papers about death wildlife especially Iranian Deer after wastewater overflow from Gold Mooteh Mine in this location. So, managers and officials should be taken more care.

 

Key words: Cyanide, Gold extraction, Refuge, Mooteh.

 

مقدمه


به طور کلی سیانور به دو طریق طبیعی و مصنوعی تولید می شود. تولید طبیعی به مقدار کمی توسط برخی از باکتری­ها، جلبک­ها، قارچ­ها و گونه­های گیاهی انجام می شود (1). این در حالی است که سیانور در صنعت به مقدار بسیار زیاد، در ابتدا به صورت گاز سیانید­هیدروژن تولید و سپس به دیگر ترکیبات مایع و جامد سیانور همچون سیانید­سدیم تبدیل می شود. تولید سالانه این ماده در دنیا در حدود 4/1 میلیون تن تخمین زده می­شود که در صنایع معدنی (به خصوص در استخراج طلا)، تولید مواد شیمیایی آلی همچون اکریلیک و نایلون، آبکاری، فرآوری فلزات، مواد آرایشی، عکاسی، پلاستیک سازی، دارو سازی و ... کاربرد دارد. همیشه بخشی از سیانور مصرف شده در صنعت به صورت مواد زائد وارد محیط­زیست می­شود (2, 3). از مهمترین منابع آلودگی محیط­زیست به سیانور می توان از مکان­های استحصال گاز از زغال سنگ، فاضلاب صنایع مصرف کننده سیانور و خصوصاً برکه­های سد باطله در صنایع استخراج طلا نام برد. به طوری که Donato و همکاران در سال 2007 نسبت به مصرف سیانور در فرآیند استخراج طلا و به دنبال آن آلودگی­های محیط­زیست و اثرات بسیار مخرب آن روی نابودی حیات­وحش به شدت هشدار دادند (4). در استرالیا گزارش­های زیادی مبنی بر نابودی تعداد زیادی از پرندگان خصوصاً پرندگان مهاجر ناشی از پساب کارخانه­های استخراج طلا وجود دارد (4, 5). سیانور در غلظت­های بالا سمی کشنده، قوی و فوری برای موجودات زنده محسوب می­شود. در بدن انسان وقتی سیانور وارد خون می­شود با آنزیم اکسید سیتوکروم موجود در میتوکندری تشکیل یک کمپلکس پایدار می­دهد و باعث اختلال در عملکرد تنفسی این آنزیم می­شود. در چنین شرایطی سلول‏ها قادر به مصرف اکسیژن خون نیستند و در نهایت منجر به مرگ می شود (6). قابل ذکر است ماهیان و آبزیان نسبت به سیانور حساس تر از انسان و دیگر موجودات گیاهی و جانوری هستند (7). سیانور در محیط زیست تحت تاثیر فرآیندهای طبیعی مختلف فیزیکی، شیمیایی و یا بیولوژیکی قرار می­گیرد. فرآیند­های تخریب و زوال طبیعی سیانور عبارتند از­: کمپلکس و تجزیه شدن، ترسیب و انحلال، جذب و واجذب، اکسیداسیون شیمیایی، تبدیل به تیوسیانات، هیدرولیز، تجزیه فتوشیمیایی، تبخیر و تجزیه بیولوژیکی.

سیانور با تعدادی از فلزات، تشکیل کمپلکس می­دهد. به عنوان مثال در نتیجه مصرف ساده سیانور که در فرآیند سیانوراسیون استخراج طلا صورت می گیرد؛ کمپلکس‏های از سیانور فلزی تشکیل می شود که در پساب خروجی به وفور یافت می گردد. وقتی این ترکیبات در محیط رها می شوند، با سرعت‏های متفاوتی شروع به تجزیه شدن می کنند که دربین کمپلکس‏های موجود در باطله­های استخراج طلا کمپلکس­های سیانور آهن به دلیل پایداری بالا و فراوانی آهن در خاک بیشتر از سایر کمپلکس­ها یافت می­شوند. خوشبختانه مشاهده شده است که کمپلکس­های سیانور آهن در مقابل اشعه ماورای بنفش خورشید تجزیه شده و سیانور آزاد تولید می­شود (8, 9). همچنین بنابر تحقیقات انجام شده زوال سیانور ممکن است در اثر تجزیه بیولوژیکی در شرایط هوازی و به مقدار محدود تری در شرایط بی هوازی رخ دهد (10, 11). فعالیت مجتمع طلای موته که در نزدیکی منطقه امن موته قرار دارد، از سال 1372 شروع شده است. این کارخانه در نتیجه عملیات استخراج طلا که به روش سیانوراسیون، روزانه حدود هزار تن پساب به صورت دوغاب حاوی مقادیر بالای سیانور به برکه‏های باطله مجاور تخلیه می کند. در مجتمع طلای موته، دو برکه باطله را به صورت مربع و با طول ضلع 170 متر احداث کردند که بستر آنها با لایه ی از غشای نفوذ ناپذیر پرشده بود. پس از پر شدن ظرفیت اولین برکه‏ها، با خاکریزی، عمق و ظرفیت برکه‏ها را بدون توجه به ملاحظات زیست محیطی افزایش دادند به طوری که در اواخر سال 1390 عمق رسوبات برکه‏ها بیش از 20 متر برآورد شده است (حجم رسوبات تقریباً برابر است با 170×170×20×2 یعنی 1156000 مترمکعب).

به واسطه خاکریز اضافه شده در اطراف برکه‏های باطله که بدون تراکم و پوشش است، امکان نفوذ محلول سیانور به خارج از برکه‏ها وجود دارد. همچنین قابل ذکر است که تاکنون چندین حادثه شکستگی دیواره‏های برکه‏های باطله و نشت محلول سیانور از این برکه‏ها گزارش شده است، که چندین مورد گزارش ناشی از مرگ حیوانات آن منطقه را در پی داشته است. از دیگر موارد انتقال محتوبات داخل برکه‏های باطله به خارج از آنها، پخش توسط جریان باد و نیز سرریز شدن در مواقع بارندگی‏های شدید است. هدف از مطالعه حاضر اندازه گیری غلظت سیانور در خروجی کارخانه، ارتباط غلظت سیانور با فاصله و ارتفاع از مجتمع طلای موته در آب زیر زمینی و خاک، ارتباط آن با عمق خاک و مقایسه مقدار سیانور موجود در آب زیرزمینی با استاندارد‏های موجود می باشد.

مواد و روش­ها

منطقه مورد مطالعه

پناهگاه حیات وحش موته، از دیرباز به دلیل دارا بودن منابع طبیعی فراوان و با ارزشی همچون معدن طلا، معادن سنگ مرمریت و تراورتن، معادن خاک‌نسوز، معادن سنگ چینی و ... همواره مورد توجه و تجاوز قرار گرفته است. این منطقه با وسعتی بالغ بر 220 هزار هکتار در شمال اصفهان و در 270 کیلومتری جنوب تهران قرار دارد. پس از تشکیل کانون شکار ایران در سال 1343، محدوده‌ای با وسعت 343940 هکتار واقع در حوزه استحفاظی استان‏های اصفهان و مرکزی به عنوان منطقه حفاظت شده موته انتخاب و در سال 1346 به تصویب شورای عالی شکاربانی و نظارت بر صید رسید. تعارضات به وجود آمده در منطقه باعث گردید که در آخرین مصوبه شورای عالی حفاظت محیط زیست مساحت آن تا سطح 220 هزار هکتار کاهش یابد و در سال 1369، با وسعت کنونی به پناهگاه حیات وحش ارتقای سطح یافت. لازم به ذکر است که 8/16 درصد (معادل 37000 هکتار) از مساحت این پناهگاه به مناطق امن در محل‌های معروف به شور رباط ترک، شور آب باریک و سی‌کلفتی اختصاص دارد که متاسفانه وجود خطوط انتقال لوله گاز و جاده‏های دسترسی محیط ناامنی را برای وحوش منطقه ایجاد کرده است.‌ محدوده پناهگاه حیات‌وحش موته از دو بخش کوهستانی و دشتی تشکیل شده است. ارتفاعات موته شامل دو رشته کوه است که بلندترین ارتفاع آن حدود 3000 متر و حداقل ارتفاع آن 1900 متر از سطح دریا فاصله دارد. این اختلاف ارتفاع باعث به وجود آمدن رویشگاه‌ها و تیپ‌های مختلف گیاهان مرتعی، درختان و درختچه‌های طبیعی گردیده و تنوع زیستی جالبی را پدیدار نموده است.‌ براساس اطلاعات موجود در منطقه موته تاکنون بیش از 300 گونه گیاهی مرتعی که ارزش علوفه‌ای، دارویی و صنعتی دارند شناسایی شده است.‌ این منطقه از بهترین زیستگاه‌های آهو در ایران است، به طوری که در برخی منابع، زیستگاه بیش از نیمی از جمعیت آهوی ایرانی را منطقه موته می دانند (12).

 

 

شکل 1- نقشه منطقه مورد مطالعه

Figure 1. The map of case study.

 

 


آماده سازی نمونه

برای انجام این مطالعه، نمونه‏برداری و آنالیز نمونه‏ها با روش رنگ سنجی مطابق با روش شماره 9010 آژانس حفاظت محیط زیست امریکا EPA[5] صورت گرفت (13). مطابق روش مذکور pH نمونه‏آب در محل نمونه‏برداری باید با هیدروکسید سدیم یک نرمال به حدود 12 رسانیده شود. سپس برای تست نهایی، دوباره باید pH نمونه‏را با اسید هیدرو کلریدریک یک نرمال به حدود خنثی برگردد. در پایان برای اندازه گیری سیانور، از روش رنگ سنجی با استفاده از دستگاه اسپکتوفتومتری Hach در طول موج 612 نانومتر استفاده گردید. نمونه‏های آب زیرزمینی از چاه‏های اطراف مجتمع طلا که برای کاربری‏های مختلف کشاورزی، فرآیند استخراج طلا و یا تامین آب شرب وحوش منطقه است، برداشت گردید. همچنین از آب آشامیدنی موته نمونه‏برداری صورت گرفت. دسترسی آسان به آب زیرزمینی مهمترین معیار در تعیین ایستگاه‏های نمونه‏برداری بود. جهت اندازه گیری سیانید موجود در نمونه‏های خاک ابتدا نمونه‏ها مطابق روش استاندارد تقطیر شدند (14). بر اساس این روش ابتدا 500 میلی‌گرم خاک به همراه500 میلی‌لیتر آب مقطر در در داخل بالن تقطیر ریخته شد. سپس 10 میلی‌لیتر هیدروکسید سدیم یک مولار به ظرف جذب کننده گاز اضافه شد. زمانی که عمق مناسب در ظرف جاذب بدست آمد با اضافه کردن آب مقطر رقیق می شود. در این قسمت باید دقت شود که حجم کل محلول جاذب بیشتر از 225 میلی‌لیتر نشود. البته بستگی به میزان سیانور خاک دارد، در نمونه‏های برداشت شده به دلیل مقدار بسیار پایین سیانور رقیق سازی خیلی ناچیز انجام می شد. سپس با اضافه کردن 50 میلی‌گرم کربنات سرب به محلول جاذب دستگاه را نصب کرده و هیتر را روشن نموده تا محلول نمونه‏ شروع به جوشیدن نماید. پس از این که محلول شروع به جوشیدن نمود و بخارات محلول از مسیر لوله‌ها به طرف بالا حرکت کرد 2 ‌گرم سولفامیک اسید و سپس 50 میلی‌لیتر اسید سولفوریک یک به یک به فلاسک جوش اضافه نموده و در انتها 20 میلی‌لیتر کلرید منیزیم به عنوان معرف به آنها اضافه می شود. حجم محلول حاصل از تقطیر را به 250 میلی‌لیتر رسانده و نمونه‏را تا دمای 25 درجه سانتی‌گراد خنک نموده تا بر روی آن آزمایش رنگ‌سنجی مشابه نمونه‏های آبی انجام شود. در نهایت داده‏ها در خاک براساس میلی گرم در کیلوگرم و در نمونه‏های آبی برحسب میلی گرم در لیتر گزارش داده شدند. جهت بررسی دقت وصحت روش اندازه گیری، 30 میلی لیتر محلول50 میکروگرم بر لیتر سیانید پتانسیم به خاک بدون سیانید اضافه شد؛ سپس مطابق روش ذکر شده پنج بار مورد آنالیز قرار گرفت. نتایج این بررسی نشان داد که مقدار انحراف استاندارد نسبی و درصد بازیابی روش به ترتیب برابر است با 01/0 و 92 درصد. همان گونه که مشاهده می شود روش بکار رفته در این تحقیق از صحت و دقت مناسبی برخوردار است.

آنالیز آماری

جهت انجام آنالیز آماری از نرم افزار­های SPSS, Curve Expert, Excel استفاده گردید. نرمال بودن یا نبودن داده‏ها با استفاده از آزمون کولموگروف اسمیرنوف تست گردید. از آنجایکه داده‏ها نرمال نبودند و تلاش برای نرمال سازی بی نتیجه بود؛ لذا جهت بررسی ارتباط پارامترها از آزمون غیر نرمال مانند ویلکاکسون استفاده گردید. همچنین مقایسه نتایج با درصد اطمینان 95% انجام گرفت.

یافته­ها

در کل، یازده ایستگاه نمونه‏برداری در منطقه با توجه به دسترسی به آب زیرزمینی، فاصله، ارتفاع و نقاط مهم­تر از نظر محیط زیست در اطراف کارخانه طلای موته انتخاب گردید که مشخصات آن، در جدول یک آورده شده است.

 

جدول 1- مشخصات کلی ایستگاه‏های نمونه‏برداری

Table 1. General specifications of sampling sites

شماره ایستگاه

نام ایستگاه

فاصله از معدن (کیلومتر)

ارتفاع از سطح دریا (متر)

1

سد باطله

010/0

1993

2

قرم قرم

805/0

2016

3

چاه وسط

568/3

1890

4

آبشخور

986/4

1885

5

کال فیض

870/5

2012

6

قنات

156/7

1915

7

ریز آب

807/9

1905

8

دشت

490/11

1875

9

مزرعه

862/11

1830

10

پشت کوه

700/13

1929

11

دوراهی موته

730/15

1951

 

میانگین میزان سیانور در آب زیرزمینی بر حسب میلی گرم در لیتر، خاک سطحی و زیر سطح (5/0 متری سطح خاک) بر حسب میلی گرم در کیلوگرم در شکل زیر گزارش شده است.

 

 

 

شکل 2- میانگین سیانور اندازه گیری شده در آب زیر زمینی و خاک منطقه مورد مطالعه

Figure 2. The mean of measured Cyanide in groundwater and soil in Mooteh wildlife refuge

 


از آنجای که آنالیز‏های آماری ارتباط فاصله و ارتفاع را با هر سه جزء نمونه‏برداری شده (آب زیرزمینی، خاک سطحی و خاک با عمق 5/0 متری از سطح) معنی دار نشان دادند؛ لذا در جدول زیر فرمول ریاضی همراه با متغیرهای ضریب رگرسیونی (r)، خطای استاندارد(SE) و ضریب تعیین (R2)، توسط نرم افزار آماری Curve Expert آورده شده است. تاثیر افزایش فاصله و ارتفاع در کاهش مقدار آلودگی امری ثابت شده است (18).


 

جدول 2- ارتباط فاصله و ارتفاع با سیانور اندازه گیری شده

Table 2. The relationship between distance and altitude with measured cyanide.

نماد x

نماد y

تابع مدل

فرمول ریاضی

r

SE

R2

فاصله (km)

سیانور آب

Logistic

Y= 01/0 ¸ (1 – 97/0 e -98/0x)

95/0

01/0

90/0

ارتفاع (m)

سیانور آب

Logistic

Y= 07/0 ¸ (1 – 97/0 e -98/0x)

90/0

01/0

81/0

فاصله (km)

سیانور خاک سطحی

Bleasdale

Y= (13/1 ×103 x –11/1 ×104) 1/3

89/0

01/0

79/0

ارتفاع (m)

سیانور خاک سطحی

Exponential

Y =  21/0e­-48/3x

98/0

01/0

97/0

فاصله (km)

سیانور خاک زیر سطح

Heat Capacity

Y =02/0 –83/9×10 -7× (92/18) ¸ x2

88/0

01/0

77/0

ارتفاع (m)

سیانور خاک زیر سطح

Reciprocal Quadratic

Y =1 ¸ (33/7 ×10-5 –02/0x + 56/3 x2)

91/0

01/0

83/0

بحث

 

همان طوری که در شکل دو از نحوه توزیع سیانور منطقه مورد مطالعه مشاهده می شود، با دور شدن از برکه‏های باطله (منبع آلودگی) از مقدار سیانور در آب زیرزمینی و خاک کاسته شده است. این کاهش غلظت سیانور خاک با فاصله آن از منبع آلودگی خود گویایی واقعیت انتشار سیانور از برکه‏های باطله به محیط است. این آلودگی، در مدت زمان طولانی بهره برداری کارخانه (از سال 1372)، با مکانیزم‏های طبیعی همچون باد، نشت و نیز توسط چندین حادثه سرریز و شکاف دیواره، از سد باطله به دشت موته منتقل شده است. مطالعات قبلی نیز نشان دادند که از جمله عوامل اصلی در انتشار سیانور می توان به ترتیب به آب باران، جریان آب زیر زمینی که خود تابعی از شیب زمین است، باد و حتی موجودات زنده اشاره کرد (3, 15). از آنجایی که تعدادی از ایستگاه­های این مطالعه (ایستگاه­های 2، 5 ،7 و 9)، در بالادست خروجی پساب کارخانه قرار دارد؛ و از طرفی جهت جریان آب زیرزمینی در منطقه از دامنه به سمت ایستگاه­های پایین دست (ایستگاه­های 3 ،4 و 6) است (16)، می توان ارتباط مستقیم و معنی دار غلظت سیانور را با جهت جریان آب زیرزمینی نشان داد. روند انتقال سیانور از محل سد باطله به سمت پایین دامنه کوه (دشت موته) بیشتر از سایر ایستگاه‏ها است. به نظر می رسد جهت جریان آب زیر زمینی نقش اساسی در انتقال آن دارد. هرچند عوامل دیگر مثل باد نیز می تواند نقش مهمی در فرسایش بادی ذرات سیانور خروجی در منطقه موته داشته باشند. افزایش ارتفاع از یک سو با افزایش دما و تابش نور خورشید همراه است و از سوی دیگر با عدم دسترسی با عوامل انتشار سیانور مانند جریان آب زیرزمینی، باد، باران و ... همراه است. لذا با افزایش ارتفاع، مقدار سیانور کاهش می­یابد. قابل ذکر است که تابش خورشید به دلیل فرآیند‏های حذف نوری توسط اشعه‏های فرابنفش و اکسیداسیون، از جمله عوامل اصلی زوال سیانور در خاک است (17). البته زوال سیانور در خاک به پارامترهای مختلفی از جمله pH خاک، غلظت کاتیون‏های سایر فلزات، تغییرات دمای خاک، نوع میکروارگانیزم‏ها و ... بستگی دارد. به طوری که Meeussen و همکاران در سال 1995 آبشویی سیانور از خاک‏های قلیایی را بسیار بیشتر از سایر خاک‏ها به دلیل تسریع در فرآیندهای اکسیداسیون سیانور و یکی از راه‏های اصلی حذف آن از خاک را افزایش pH گزارش دادند (9). همان طوری که در جدول 2 مشاهده می شود در همه موارد ارتباط قوی و منفی بین ارتفاع و غلظت سیانور وجود دارد و این خود می تواند نقش فرآیند‏های فتوشیمیایی در تجزیه سیانور و عدم حضور عوامل انتشار آلودگی در ارتفاعات بالاتر را به خوبی نشان دهد. همچنین در ارتباط بین فاصله از معدن و میزان سیانور نیز مشاهده می شود با افزایش فاصله، میانگین سیانور به طور قابل توجهی کاهش می یابد. تائبی و همکاران در سال 1384 نتیجه گیری کردند که با افزایش فاصله از معدن میانگین سیانور در خاک سطحی در فواصل کوتاه (تا 100 متری)به صورت یک تابع نمایی کاهش می یابد (16). نتایج این مطالعه نشان داد، در فاصله‏های طولانی تر بهترین تابع کاهشی برای میانگین سیانور نمی تواند به صورت تابع نمایی باشد (جدول 2).

نتایج آنالیز ویلکاکسون نشان دادند که مقدار سیانور اندازه گیری شده در خاک سطحی و زیر سطح منطقه مورد مطالعه، اختلاف معنی داری ندارند (21/0=P). هر چند نتایج مطالعات قبلی نشان دادند با افزایش عمق خاک فعالیت‏های میکروارگانیسم‏ها خصوصاً هوازی و همچنین تاثیرات تجزیه نوری کمتر می شود و در نتیجه آن مقدار سیانور به صورت محسوسی کاهش می یابد. همچنان که از جمله عوامل اصلی در زوال طبیعی سیانور در خاک‏های بسیار آلوده را زیر و رو کردن خاک (به واسطه تجزیه فتوشیمیایی) بیان کردند (16). اما این موضوع فقط برای خاک‏هایی صدق می کند که مقدار آلودگی سیانور در آنها بالاست (بالاتر از 05/0 میلی گرم در کیلوگرم). به نظر می رسد در خاک‏های با میزان سیانور پایین، نقش فرآیندهای حذف سیانور مانند نور خورشید آنچنان نیست که موجب تفاوت معنی دار غلظت در خاک با افزایش عمق شود. در واقع خاک به اندازه ی آلوده نیست که نقش عوامل حذف سیانور روی خاک سطحی معنی دار شود. اما نتایج آنالیزهای آماری اختلاف معنی داری بین سیانور اندازه گیری شده در آب زیرزمینی و خاک سطحی نشان دادند (04/0=P). تائبی و همکاران نیز در سال 2006 نتیجه­گیری کردند که تاثیر نور خورشید و دمای بالا درخاک سطحی، باعث حذف مقادیر زیادی سیانور می­شود (16). به نظر می­رسد دلیل اصلی وجود اختلاف مقادیر سیانور در آب زیرزمینی و خاک سطحی، نیز نور خورشید، وجود میکرو ارگانیزم‏های فعال و دمای بالای است که ترکیبات سیانور را به شکل گازی درآورده و حذف می­کند. همچنین این اختلاف می تواند نقش مهم­تر تجزیه نوری خاک را در مقابل تجزیه اندک بیولوژیکی و شیمیایی آب زیر­زمینی نشان دهد. Liau در سال 2011 مهمترین عامل در رفع آلودگی سیانور را تجزیه نوری، افزایش دما و بالا بردن pH خاک گزارش داده است (19). با توجه به نتایج آنالیز آماری، میانگین سیانور اندازه­گیری شده بین آب با خاک زیر سطح اختلاف معنی داری نداشتند (14/0=P). تاثیر نور خورشید، فعالیت میکرو ارگانیزم‏ها به طور متوسط تا عمق 10 سانتی متری خاک قابل ملاحظه و پس از آن کم می شود تا جای که در عمق حدود 40 سانتی متر، تاثیر ناچیزی دارد (20, 21). نتایج این مطالعه نیز با این موضوع همخوانی دارد؛ ترکیبات سیانور به دلیل فراریت بیشتر در خاک سطحی کمتر از آب یافت می شود ولی در خاک‏های زیر سطح این اختلاف به دلیل عدم وجود عوامل زوال سیانور، کمتر است و در این مطالعه نیز، اختلاف معنی داری بین خاک زیر سطح با اب زیرزمینی وجود نداشت.

از آنجایی که از آب زیرزمینی این منطقه در روستای موته (قنات موته) برای آشامیدن استفاده می کنند و همین طور در سایر نقاط، وحوش منطقه از آن استفاده می کنند و از طرفی سازمان بهداشت جهانی حداکثر مقدار سیانور در آب آشامیدنی را 07/0 میلی گرم در لیتر تعیین کرده است (22)؛ مقایسه نتایج این تحقیق با استاندارد مذکور نشان می دهد که در ایستگاه‏های سد باطله در فاصله 100 متر خروجی پساب کارخانه و ایستگاه شماره سه (سه کیلومتری کارخانه طلای موته به نام چاه وسط) که از آب آن هم برای استحصال طلا و هم برای حیات وحش منطقه (خصوصاً آهو) استفاده می شود، آلودگی آب بیش از حد استاندارد می­باشد (079/0 میلی گرم در لیتر). لذا ضرورت دارد مسئولان پناهگاه اقدام سریع جهت جلوگیری از افزایش سیانور در این ایستگاه‏ها خصوصاً ایستگاه شماره سه داشته و تلاش جهت کاهش مقدار آن انجام دهند. از بهترین راهکارهای کنترل این آلودگی در سطح منطقه می توان به استفاده از روش‏های جدیدتر استحصال طلا بدون نیاز به مصرف سدیم سیانور مانند سولفات آهن یا آهک، توسعه روشهای بازیافت سیانور خروجی از کارخانه، ساخت و تجهیز سد‏های باطله به روش‏های علمی جهت تصفیه مناسب این ماده سمی اشاره کرد؛ که باید مورد توجه مسئولان قرار بگیرد، هرچند صرفه اقتصادی کمتری داشته باشند. قابل ذکر است غلظت سیانور خروجی در پساب کارخانه 278 میلی گرم در لیتر است و مطالعات قبلی نیز تقریباً همین مقدار سیانور از پساب اصلی کارخانه گزارش دادند (16) و این مقدار بیش از 5500 برابر حد مجاز سیانور در آب آشامیدنی می باشد؛ لذا توجه جدی به مسئله کاهش آلودگی محیط زیست به سیانور در پناهگاه حیات وحش موته به لحاظ اهمیت بسیار در حفظ تنوع زیستی ضروری است.

نتیجه گیری

در اطراف مجتمع طلای موته، غلظت سیانور در خاک با افزایش فاصله آن، به صورت محسوسی کاهش می یابد که این کاهش در ابتدا به صورت نمایی است. افزایش ارتفاع به دلیل افزایش تاثیر فرآیند­های تخریب و حذف سیانور باعث کاهش قابل توجهی در آلودگی خاک به این ماده است. همچنین میزان سیانور خاک همراه با افزایش عمق، افزایش می یابد که عامل اصلی آن نیز کاهش تاثیرات فرآیند‏های فتوشیمیایی و میکرو ارگانیسم‏های هوازی خاک است. مقدار سیانور در خاک به دلیل حضور عوامل زوال سیانور بسیار کمتر از آن در آب زیرزمینی است و صرفاً اندازه گیری سیانور در خاک نمی تواند گویای مقدار سیانور در آب باشد، چراکه فرآیند‏های حذف سیانور در آب و خاک کاملاً با هم متفاوت است. استخراج طلا به روش سیانوراسیون (روش استخراج فعلی کارخانه طلای موته) به مقدار بسیار زیادی سیانور را در محیط زیست (هوا، آب و خاک) رها می کند که خود می تواند مشکلات بسیار زیادی برای انسان و سایر موجودات زنده در پی داشته باشد. در پایان به سایر محققان پیشنهاد می شود با توجه به اثرات بسیار سمی و کشنده سیانور در محیط زیست از یک سو و شرایط اقلیمی ایران از سوی دیگر، تصفیه به روش‏های روز مانند تصفیه بیولوژیکی این ماده خطرناک شامل کشت میکروبی یا تکنیک‏های گیاه پالایی را مورد مطالعه قرار دهند. همچنین اندازه گیری سیانور آزاد به جای سیانور کل به لحاظ سمیت بسیار بیشتر و قابلیت انتقال زیستی بیشتر با استفاده از تکنیک‏های جدید علمی توصیه می شود.

تشکر­و­قدردانی

نویسندگان مقاله بر خود لازم می­دانند؛ از همکاری صمیمانه اداره حفاظت محیط زیست گلپایگان خصوصاً جناب آقای مهندس قاسم حسومی که در جمع آوری نمونه‏ها تلاش زیادی نمودند؛ تشکر کنند. همچنین از آقای مهندس علیرضا زاده‏بافقی که در اندازه‏گیری سیانور راهنمایی بسیار نمودند، قدردانی می شود.

Reference

  1. Manning K, editor. Detoxification of cyanide by plants and hormone action1988: Wiley Online Library.
  2. Logsdon MJ, Hagelstein K, Mudder T, Metals ICo, Environment t. The management of cyanide in gold extraction: International Council on Metals and the Environment; 1999.
  3. Müezzinogˇlu A. A review of environmental considerations on gold mining and production. 2003.
  4. Donato D, Nichols O, Possingham H, Moore M, Ricci P, Noller B. A critical review of the effects of gold cyanide-bearing tailings solutions on wildlife. Environment international. 2007; 33 (7): 974-84.
  5. Griffiths SR, Smith GB, Donato DB, Gillespie CG. Factors influencing the risk of wildlife cyanide poisoning on a tailings storage facility in the Eastern Goldfields of Western Australia. Ecotoxicology and environmental safety. 2009;72(5):1579-86.
  6. Baskin Si, Kelly Jb, Maliner Bi, Rockwood Ga. Cyanide poisoning. Medical aspects of chemical warfare. 2009:371.
  7. Dube PN, Hosetti B. Modulation in the protein metabolism by subacute sodium cyanide intoxication in the freshwater fish, Labeo rohita (Hamilton). Drug and Chemical Toxicology. 2012(00):1-7.
  8. Malhotra S, Pandit M, Kapoor J, Tyagi D. Photo‐oxidation of cyanide in aqueous solution by the UV/H2O2 process. Journal of Chemical Technology and Biotechnology. 2005;80(1):13-9.
  9. Meeussen JCL, Keizer MG, Van Riemsdijk WH, De Haan FAM. Dissolution behavior of iron cyanide (Prussian blue) in contaminated soils. Environmental science & technology. 1992;26(9):1832-8.
  10. Fallon R, Cooper D, Speece R, Henson M. Anaerobic biodegradation of cyanide under methanogenic conditions. Applied and environmental microbiology. 1991;57(6):1656-62.
  11. Gijzen HJ, Bernal E, Ferrer H. Cyanide toxicity and cyanide degradation in anaerobic wastewater treatment. Water Research. 2000;34(9):2447-54.
  12. Esfahani SF, Karami M. A Study on the Feasibility of Establishing a Habitat Corridor for Large Herbivores between Mooteh and Ghameshloo Wildlife Refuges, Esfahan Province, Iran. Bulletin of the National Institute of Ecology. 2005;16:137-9.
  13. Carr SA, Baird RB, Lin BT. Wastewater derived interferences in cyanide analysis. Water Research. 1997;31(7):1543-8.
  14. Eaton AD, Franson MAH. Standard methods for the examination of water & wastewater: Amer Public Health Assn; 2005.
  15. Akcil A. Destruction of cyanide in gold mill effluents: biological versus chemical treatments. Biotechnology Advances. 2003;21(6):501-11.
  16. Taebi A, Bafqi ARZ, Sartaj M. Transport and Fate of Cyanide in Soil: Case Study of Mooteh Valley. WATER AND WASTEWATER. 2006.
  17. Wild SR, Rudd T, Neller A. Fate and effects of cyanide during wastewater treatment processes. Science of the total environment. 1994;156(2):93-107.
  18. Aragon F, Rud JP. Mining, Pollution and Agricultural Productivity: Evidence from Ghana2012.
  19. Liau KF. Removal of cyanide using photocatalysis-membrane hybrid system: UTAR; 2011.
  20. Ghosh RS, Nakles DV, Murarka IP, Neuhauser EF. Cyanide speciation in soil and groundwater at manufactured gas plant (MGP) sites. Environmental engineering science. 2004;21(6):752-67.
  21. Kjeldsen P. Behaviour of cyanides in soil and groundwater: a review. Water, Air, & Soil Pollution. 1999;115(1):279-308.
  22. Chapman DV, Unesco, Organization WH, Programme UNE. Water quality assessments: a guide to the use of biota, sediments, and water in environmental monitoring: E & Fn Spon; 1996.

 

 


 


 

 

 

 

 



1- استادیار گروه علوم محیط زیست، دانشکده علوم، دانشگاه زنجان. زنجان، ایران *(مسوول مکاتبات).

2- استادیار گروه محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، مازندران، نور، ایران.

1- Assistant Professor, Department of Environment Sciences, Faculty of Science, University of Zanjan, Zanjan, Iran*(Corresponding Authers).

2- Assistant Professor, Department of Environment, Faculty of Natural Resources and Marine Science, Tarbiat Modares University, Noor, Iran

1-Environmental Protection Agency (EPA)

 

  1. Manning K, editor. Detoxification of cyanide by plants and hormone action1988: Wiley Online Library.
  2. Logsdon MJ, Hagelstein K, Mudder T, Metals ICo, Environment t. The management of cyanide in gold extraction: International Council on Metals and the Environment; 1999.
  3. Müezzinogˇlu A. A review of environmental considerations on gold mining and production. 2003.
  4. Donato D, Nichols O, Possingham H, Moore M, Ricci P, Noller B. A critical review of the effects of gold cyanide-bearing tailings solutions on wildlife. Environment international. 2007; 33 (7): 974-84.
  5. Griffiths SR, Smith GB, Donato DB, Gillespie CG. Factors influencing the risk of wildlife cyanide poisoning on a tailings storage facility in the Eastern Goldfields of Western Australia. Ecotoxicology and environmental safety. 2009;72(5):1579-86.
  6. Baskin Si, Kelly Jb, Maliner Bi, Rockwood Ga. Cyanide poisoning. Medical aspects of chemical warfare. 2009:371.
  7. Dube PN, Hosetti B. Modulation in the protein metabolism by subacute sodium cyanide intoxication in the freshwater fish, Labeo rohita (Hamilton). Drug and Chemical Toxicology. 2012(00):1-7.
  8. Malhotra S, Pandit M, Kapoor J, Tyagi D. Photo‐oxidation of cyanide in aqueous solution by the UV/H2O2 process. Journal of Chemical Technology and Biotechnology. 2005;80(1):13-9.
  9. Meeussen JCL, Keizer MG, Van Riemsdijk WH, De Haan FAM. Dissolution behavior of iron cyanide (Prussian blue) in contaminated soils. Environmental science & technology. 1992;26(9):1832-8.
  10. Fallon R, Cooper D, Speece R, Henson M. Anaerobic biodegradation of cyanide under methanogenic conditions. Applied and environmental microbiology. 1991;57(6):1656-62.
  11. Gijzen HJ, Bernal E, Ferrer H. Cyanide toxicity and cyanide degradation in anaerobic wastewater treatment. Water Research. 2000;34(9):2447-54.
  12. Esfahani SF, Karami M. A Study on the Feasibility of Establishing a Habitat Corridor for Large Herbivores between Mooteh and Ghameshloo Wildlife Refuges, Esfahan Province, Iran. Bulletin of the National Institute of Ecology. 2005;16:137-9.
  13. Carr SA, Baird RB, Lin BT. Wastewater derived interferences in cyanide analysis. Water Research. 1997;31(7):1543-8.
  14. Eaton AD, Franson MAH. Standard methods for the examination of water & wastewater: Amer Public Health Assn; 2005.
  15. Akcil A. Destruction of cyanide in gold mill effluents: biological versus chemical treatments. Biotechnology Advances. 2003;21(6):501-11.
  16. Taebi A, Bafqi ARZ, Sartaj M. Transport and Fate of Cyanide in Soil: Case Study of Mooteh Valley. WATER AND WASTEWATER. 2006.
  17. Wild SR, Rudd T, Neller A. Fate and effects of cyanide during wastewater treatment processes. Science of the total environment. 1994;156(2):93-107.
  18. Aragon F, Rud JP. Mining, Pollution and Agricultural Productivity: Evidence from Ghana2012.
  19. Liau KF. Removal of cyanide using photocatalysis-membrane hybrid system: UTAR; 2011.
  20. Ghosh RS, Nakles DV, Murarka IP, Neuhauser EF. Cyanide speciation in soil and groundwater at manufactured gas plant (MGP) sites. Environmental engineering science. 2004;21(6):752-67.
  21. Kjeldsen P. Behaviour of cyanides in soil and groundwater: a review. Water, Air, & Soil Pollution. 1999;115(1):279-308.
  22. Chapman DV, Unesco, Organization WH, Programme UNE. Water quality assessments: a guide to the use of biota, sediments, and water in environmental monitoring: E & Fn Spon; 1996.