ارزیابی خطر فلزات سمی در سد باطله‌ی یک کارخانه فرآوری سنگ آهن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه علوم و مهندسی محیط زیست، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه اردکان، اردکان، ایران
2 مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان یزد
3 ﮔﺮﻭﻩ ﻣﺤﻴﻂ ﺯﻳﺴﺖ، ﺩﺍﻧﺸﻜﺪﻩ ﺷﻴﻼﺕ ﻭ ﻣﺤﻴﻂ ﺯﻳﺴﺖ، ﺩﺍﻧﺸﮕﺎﻩ ﻋﻠﻮﻡ ﻛﺸﺎﻭﺭﺯﻱ ﻭ ﻣﻨﺎﺑﻊ ﻃﺒﻴﻌﻲﮔﺮﮔﺎﻥ
10.22059/jne.2026.409055.2878
چکیده
هدف از پژوهش حاضر، تعیین غلظت فلزات سنگین در پسماند ذخیره‌شده در سد باطله یک کارخانه فرآوری سنگ‌آهن در فلات مرکزی ایران و ارزیابی خطر اکولوژیک و سلامت ناشی از آن‌ها بود. بدین منظور، نمونه‌های پسماند از عمق 20 سانتی‌متری سطح برداشت شده و به آزمایشگاه منتقل شدند. نمونه‌ها مطابق با دستورالعمل USEPA، آماده‌سازی و هضم شد و غلظت عناصر آرسنیک، کادمیوم، کروم، مس، جیوه، نیکل، سرب و روی با استفاده از دستگاه ICP-MS مورد سنجش قرار گرفت. بمنظور ارزیابی وضعیت آلودگی و ریسک، از شاخص‌های فاکتور آلودگی (CF)، درجه آلودگی (CD)، شاخص زمین‌انباشت (Igeo)، پتانسیل خطر (Eri)، شاخص خطر اکولوژیک (RI)، شاخص خطر غیرسرطان‌زایی (HI) و خطر سرطان‌زایی (CR) استفاده شد. میانگین غلظت کل (± انحراف معیار) عناصر آرسنیک، کادمیوم، کروم، مس، جیوه، نیکل، سرب و روی به‌ترتیب ۱۴/۳ ± ۱۴/۳۴، ۱۸/۷ ± ۷۵/۹، ۸۱/۶ ± ۱۷/۳۰، ۹۱/۲۵ ± ۱۰۵، ۰۰۲/۰ ± ۰۰۵/۰، ۹/۱۲۴ ± ۴/۲۳۴، ۴۶/۱۲ ± ۹۱/۳۸ و ۰۸/۳۱ ± ۳۸/۸۴ میلی‌گرم بر کیلوگرم به‌دست آمد. نتایج نشان داد که بر اساس حدود مجاز سازمان حفاظت محیط‌زیست و شاخص Igeo، اغلب عناصر در محدوده بدون خطر قرار دارند، اما کادمیوم از نظر آلودگی و خطر اکولوژیک وضعیت نامطلوب‌تری دارد. مقدار شاخص‌های CD و RI به‌ترتیب 1/44 و 58/1042 محاسبه شد که بیانگر سطح آلودگی و خطر اکولوژیک بسیار بالا، عمدتاً ناشی از کادمیوم، است. در مقابل، نتایج ارزیابی ریسک سلامت نشان داد که مقادیر HI و CR در محدوده قابل قبول قرار داشته و در شرایط فعلی تهدید قابل توجهی برای کارکنان ایجاد نمی‌کند. با توجه به محدودیت تعداد نمونه‌ها، نتایج این پژوهش به نقاط نمونه‌برداری‌شده محدود بوده و توسعه برنامه‌های پایش مستمر برای کنترل مخاطرات احتمالی توصیه می‌شود.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Risk assessment of toxic metals in the tailings dam associated with an iron ore processing plant

نویسندگان English

Seyed Mohammad Nazeri Bafqi 1
Mehdi Elahi 1
Soheila Rezaitabar 2
Hajar Abyar 3
1 Department of Environmental Sciences and Engineering, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Ardakan University, P.O. Box 184, Ardakan, Iran
2 Yazd Agricultural and Natural Resources Research Center, AREEO, Yazd, Iran
3 Department of Environmental Sciences, Faculty of Fisheries and Environmental Sciences, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan 49189-43464, Iran
چکیده English

This study was conducted to determine the concentrations of heavy metals in the tailings dam of an iron ore processing plant located in Central Iran and to evaluate their ecological and human health risks. A total of nine tailings samples were collected in autumn 2024 and combined into three composite samples for analysis. After acid digestion according to the USEPA protocol, concentrations of arsenic (As), cadmium (Cd), chromium (Cr), copper (Cu), mercury (Hg), nickel (Ni), lead (Pb), and zinc (Zn) were determined using ICP–MS. Several contamination and risk indices, including the Contamination Factor (CF), Contamination Degree (CD), Geo-accumulation Index (Igeo), Ecological Risk Factor (Eri), Potential Ecological Risk Index (RI), Hazard Index (HI), and Carcinogenic Risk (CR), were calculated. The mean concentrations (± SD) of As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, and Zn were (34.14 ± 3.14), (9.75 ± 7.18), (30.17 ± 6.81), (105 ± 25.91), (0.005 ± 0.002), (234.4 ± 124.9), (38.91 ± 12.46), and (84.38 ± 31.08) mg kg⁻¹, respectively. According to the Iranian Department of Environment standards and the Igeo index, most metals were within acceptable limits; however, cadmium showed elevated contamination levels and represented the primary ecological concern. The calculated CD and RI values were 44.1 and 1042.58, respectively, indicating a very high ecological risk category mainly driven by Cd accumulation. In contrast, the health risk assessment revealed that both HI and CR values remained within acceptable ranges, suggesting no significant adverse health effects for workers under current exposure conditions. Nevertheless, due to the limited number of samples, the findings should be interpreted as representative only of the sampled locations. Continuous environmental monitoring and appropriate management measures are therefore recommended to minimize potential long-term ecological impacts.

کلیدواژه‌ها English

Solid Waste
Heavy Metals
Risk Index
Geo-accumulation Index
Contamination Factor

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 27 تیر 1405