مطالعه آلودگی خاک به فلزات سنگین ناشی از نشت هیدروکربن های نفتی در پالایشگاه کرمانشاه

نوع مقاله: مقاله اصلی

نویسندگان

1 استادیار، گروه زمین شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه لرستان، لرستان، ایران

2 دانشجوی دکترا، بخش حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی کرمانشاه، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرمانشاه، ایران

3 کارشناسی ارشد، گروه زمین شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه لرستان، لرستان، ایران

چکیده

در دهه‌های اخیر چالش ناشی از آلودگی خاک با هیدروکربن‌های نفتی تبدیل به یکی از خطرات جدی در کشورهای نفت‌خیز جهان از جمله ایران شده است. در کشورهایی که دارای تأسیسات، پالایشگاه‌ها و منابع نفتی هستند و به‌طور دائم فرایندهای اکتشاف در حال انجام است، نشت و تراوش آلاینده‌ها و فرآورده‌های نفتی و نفوذ آن‌ها در خاک در هنگام ذخیره‌سازی و یا انتقال، از مهم‌ترین آلوده‌کننده‌های خاک به شمار می‌آید. در این پژوهش با هدف بررسی و اندازه‌گیری میزان فلزات سنگین در خاک محدوده پالایشگاه کرمانشاه سعی شده ضمن دستیابی به غلظت این فلزات و تحلیل آماری آن‌ها، مناطق پرخطر به لحاظ آلودگی ناشی از نشت، استخراج، پالایش و یا حمل نفت مشخص گردند. لذا تعداد 15 نمونه خاک از محوطه پالایشگاه انتخاب و از نظر میزان آلودگی به اجزاء نفتی مورد آزمایش قرارگرفته‌اند. بر اساس نتایج حاصل از آنالیز ICP-MS نمونه‌های خاک پالایشگاه کرمانشاه روند تغییرات غلظت فلزات سنگین به‌صورت  Cr>Zn>Ni>V>Cu>Pb>Co>Sc>As>Cd است. شاخص زمین انباشت حاکی از آن است که خاک پالایشگاه در عناصر نیکل و کروم در محدوده غیر آلوده تا آلودگی متوسط قرار می‌گیرند. این در حالی است که نتایج حاصل از فاکتور غنی‌شدگی دال بر غنی‌شدگی خاک از کروم و سرب بوده و همچنین اثبات می‌کند غنی‌شدگی در عناصر سرب و مس ناشی از عوامل انسان‌زاد می‌باشد. شاخص بار آلودگی عناصر کروم، نیکل، روی، مس و سرب نشان می‌دهد که خاک موردبررسی به لحاظ این عناصر دارای آلودگی است. نقشه پهنه‌بندی عناصر سنگین در محدوده موردبررسی بیان‌کننده آن است که غلظت بالای برخی عناصر در ایستگاه‌های نمونه‌برداری ناشی از نشت آلاینده‌های هیدروکربنی از مخازن و تأسیسات نفتی می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Study of Soil Pollution with Heavy Metals due to Leakage of Petroleum Hydrocarbons at Kermanshah Refinery

نویسندگان [English]

  • Ramin Sarikhani 1
  • Artimes Ghassemi Dehnavi Ghassemi Dehnavi 1
  • Ali Moradpour 2
  • Moslem Amiri 3
1 Assist. Professor, Department of Geology, Faculty of Science, Lorestan University, Lorestan, Iran
2 PhD Scholar, Soil Conservation and Watershed Management Department, Kermanshah Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization
3 M.Sc., Department of Geology, Faculty of Science, Lorestan University, Lorestan, Iran
چکیده [English]

In recent decades, soil pollution with petroleum hydrocarbons in oil-rich countries (such as Iran) has been one of the most challenging issues. In these countries with petroleum industries, mines of oil exploration, refineries, etc., leakage from tanks or pipelines of oil transmission due to corrosion and damage bring about oil pollution for the soil. This study aimed at evaluating and measuring the amount of heavy metals in the soil of Kermanshah Refinery and statistical analysis in order to locate high-risk areas in terms of pollution caused by oil leaks, extraction, refining, and transportation. Therefore; 15 samples of surrounded soil of Kermanshah Refinery were analyzed to determine soil pollution with petroleum compounds. According to results of ICP-MS analysis of soil samples, the process of heavy metal changes in the soil of Kermanshah Refinery was Cr>Zn>Ni>V>Cu>Pb>Co>Sc>As>Cd. Geo accumulation index indicated that the intensity of the refinery soil is classified in the range of no pollution to average with reference to chromium and nickel. Besides, the finding from enrichment factor indicated the average enrichment of the region soil by chromium and lead. Moreover, it confirmed that enrichment in lead and copper has anthropogenic origin. Pollution load index of chromium, nickel, zinc, copper, and lead showed soil pollution to these metals. Zoning map of heavy metal density in the region soil demonstrates that high density of the elements in some stations is related to the petroleum leakage from installations and storage tank.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Soil pollution
  • Kermanshah refinery
  • Heavy metal
  • Zonation map
Abrahim G. M. S and Parker R. J. (2008). Assessment of Heavy Metal Enrichment Factors and the Degree of Contamination in Marine Sediments from Tamaki Estuary, Auckland, New Zealand. J. Environ. Monitor. Assess., 136(1), 227-238.

 

Adesina G. and Adelasoye K. (2014). Effect of crude oil pollution on heavy metal contents, microbial population in soil, and maize and cowpea growth. Agric. Sci. J., 5, 43-50.

 

Alipour Z., Malekian M. and Solimani M. (2016). Contamination by petroleum hydrocarbons and heavy metals in soils of five oil refineries. J. Water Soil Cons., 23(1), 273-284 [In Persian].

 

Anyakora C., Ehianeta T. and Umukoro O. (2013). Heavy metal levels in soil samples from highly industrialized of Lagos environment. Environ. Sci. Technol. J., 7, 917-924.

 

Binggan W. and Linsheng Y. (2010). A review of heavy metal contaminations in urban soils, urban road dusts and agricultural soils from China. Microchem. J., 94(2), 99–107.

 

Facchinelli A., Sacchi E. and Mallen L. (2001). Multivariate statistical and GIS-based approach to identify heavy metal sources in soils. Environ. Pollut., 114 (3):313-324.

 

Giteypour S., Bidehendy G. H. and Gorje M. A. (2004). Soil contamination in southern part of Tehran refineries by leaking petroleum. J. Ecol., 34(34), 39- 45 [In Persian].

 

Hakanson L. (1980). An ecological risk index for aquatic pollution control. A sedimentological approach. Water Res., 14(8), 975–1001.

 

Hernandez L., Probst A., Probst J. L. (2003). Heavy metal distribution in some French forest soil, evidence for atmospheric contamination. Sci. Total Environ., 312, 195–219.

 

Kabata-Pendias A. (2001). Trace Elements in Soils and Plants. Boca Raton, Fla., London, CRC Press. p 413.

 

Kabata-Pendias A. and Mukherjee A. B. (2007). Trace Elements from Soil to Human. Springer-Verlag Berlin Heidelberg Pub., p550. DOI: 10.1007/978-3-540-32714-1

 

Karimi Bavandpour A. R. and Sahandi M. R. (1999). Geological map of Kermanshah. Scale 1:100000. Geological Survey of Iran.

 

Khan A. G. (2005). Role of soil microbes in the rhizospheres of plants growing on trace metal contaminated soils in phytoremediation. J. Trace Elem. Med. Bio., 18, 355-364.

 

Lasat M. M. (2002). Phytoextraction of toxic metals – A review of biological mechanisms. J. Environ. Qual., 31, 109–120.

 

Mapanda F., Mangwayana E. N., Nyamangara J. and Giller K. E. (2007). Uptake of heavy metals by vegetables irrigated using wastewater and the subsequent trisks in Harare, Zimbabw. Phy. Chem. Earth, 32, 1399–1405.

 

Megharaj M., Singleton I., McClure N., and Naidul R. (2000). Influence of petroleum hydrocarbon contamination on microalgae and microbial activities in a long-term contaminated oil. Environ. Contamin. Toxicol. J., 38, 439-445.

 

Mohammad A. H., Bhuiyana Lutfar Parvezb M. A. Islamc Samuel B., Dampare and Shigeyuki S. (2010). Heavy metal pollution of coal mine-affected agricultural soils in thenorthern part of Bangladesh. J. Hazard. Mater., 173(1-3), 384–392.

 

Moreno J., Bastida F., Ros M., Hernandez, T. and Garcia C. (2009). Soil organic carbon buffers heavy metal contamination on semiarid soils: Effects of different metal threshold levels on soil microbial activity European. Soil Biol. J., 45(3), 220-228.

 

Muller G. (1969). Index of Geo-accumulation in sediments of the Rhine River. Geojournal. 2(3): 108– 118.

 

Shajan K. P. (2001). Geochemistry of Bottom sediments from a River- Estuary- Shelf Mixing Zone on the tropical Southwest Coast of India. Bull. Geo. Sur. Japan, 51(8), 371-382.

 

Tomlinson D. L, Wilson J. G., Harris C. R. and Jeffrey D. W. (1980). Problems in the assessment of heavy-metal levels in estuaries and the formation of a pollution index. 33(1), 566–575.

 

Vafabakhsh K. and Kharghany K. (2000). Effects of treated Municipal wastewater on quality and yield of cucumber and carrot. Agricultural resource recycling Symp, Isfahan, Khorasgan Azad University. Agricultural College., Iran [In Persian].

 

Webster R. and Burges T. M. (2002). Optimal interpolation and isarithmic mapping of soil properties IIIchanging drift and universal kriging. J. Soil Sci., 31, 505-524.