تمت دراسة 74 نموذجاً من منطقة القاطع الصناعي في ناحية القيارة جنوبي الموصل/شمالي العراق. شملت 26 نموذجاً من التربة، و27 نموذجاً من اصناف مختلفة من النباتات والاشجار، مع 14 نموذجاً من المياه شملت: 4 نماذج من نهر دجلة و9 نماذج من المياه...
moreتمت دراسة 74 نموذجاً من منطقة القاطع الصناعي في ناحية القيارة جنوبي الموصل/شمالي العراق. شملت 26 نموذجاً من التربة، و27 نموذجاً من اصناف مختلفة من النباتات والاشجار، مع 14 نموذجاً من المياه شملت: 4 نماذج من نهر دجلة و9 نماذج من المياه الجوفية ونموذجاً واحداً من العين الكبريتية، فضلاً عن 5 نماذج من القير الطبيعي ونموذجين من النفط.
أُجريت التحاليل الكيميائية والفيزيائية والمعدنية لهذه النماذج باستخدام جهاز ICP-MS
وGC-MS وXRD لغرض اجراء التقييم الجيوكيميائي البيئي للترب والنبات والمياه السطحية والجوفية. تبين أن معدل الاكاسيد الرئيسة في التربة (Al2O3 وCaO وFe2O3 وK2O وMgO وNa2O وP2O5 وSO3 وTiO2 وSiO2 وL.O.I.) قد بلغت (3.76% و17.55% و7.83% و0.37% و3.51% و0.14% و0.13% و5.28% و0.09% و37.80% و19.80%) على التوالي. اما معدلات تراكيز العناصر الاثرية (As وCd وCo وCr وCu وHg وMn وMo وNi وPb وSb وSe وV وZn) فبلغت (6.40 و0.21 و18.69 و101.47 و28.91 و0.03 و542.6 و0.98 و159.1 و9.94 و0.21 و0.20 و58.0 و60.7 ppm) على التوالي. وتم مقارنة تراكيز العناصر الثانوية بالقيم العالمية للقشرة الأرضية والترب العالمية واظهر البعض منها ارتفاعاً نتيجة المصادر الطبيعية (تكوين الفتحة وانجانة) والارتباطات المعدنية المختلفة فضلاً عن المصادر البشرية، فيما انخفض الجزء الاخر.
تدرج محتوى المادة العضوية فيها من منخفض في بعض المناطق الى عالٍ جداً في مناطق أخرى بسبب قربها من مواقع العمليات النفطية، اما التوصيلية الكهربائية للتربة فتميزت بملوحتها القليلة الى المتوسطة. وبينت قيم الدالة الحامضية ان التربة هي قاعدية قلوية بسبب المعادن الكاربوناتية والجبسية فضلاً عن تأثير معدن الالبايت، مما أسهم في تقليل حركة العناصر الثقيلة في التربة.
بلغ مجموع نسب المحتوى المعدني في التربة لكل من المعادن الكاربوناتية والمتبخرات 49.75% والمعادن الفتاتية 39.26% والمعادن الطينية 10.94%. وقد اظهرت هذه المعادن توزيعاً جغرافياً منتظماً يتبع تركيبية وطبوغرافية المنطقة وأنظمة التصريف السطحية والمكاشف الصخرية. إذ يزداد المحتوى المعدني الكاربوناتي والمتبخرات وسط طية القيارة ويقل باتجاه جناحي الطية والسهل الفيضي في حين تزداد المعادن الفتاتية والطينية.
إن نسب محتوى الترب من المواد الهيدروكاربونية النفطية (aliphatic وCyclic وAromatic) كانت 96.66% و1.99% و1.43% على التوالي، اذ كانت الهيدروكاربونات الاليفاتية اعلى في الجزء الشمالي الغربي وقرب وادي العين البيضاء نتيجة الانسكابات النفطية فيما كانت نسب الاروماتية والحلقية اعلى قرب العيون القيرية ومواقع العمليات النفطية. بينما بلغت نسب محتوى المواد الهيدروكاربونية من المكونات الاليفاتية والاروماتية والحلقية في المياه 68.44% و11.57% و19.99% على التوالي. وكانت المكونات الاليفاتية والصمغيات والدهون في المياه اقل من التربة والاروماتية والحلقية والمجاميع القطبية والذائبة أكبر. إن عمليات معالجة النفط من الغاز في محطات عزل الغاز قللت من المحتوى الاليفاتي والاروماتي في النفط ويتم اطلاقه الى الجو ثم الى التربة ولذلك زاد من محتواها من المركبات الحلقية. إن نسبة الفناديوم والنيكل كانت عالية ومتقاربة في النماذج النفطية ونموذج القير (T.AB2) الناتج عن الانسكابات النفطية، في حين كانت متقاربة في النماذج القيرية (T.SW5, T.TP, T.SW3) مما يدل على أن مصدرها واحد.
إن المركبات الاليفاتية المستخلصة من المواد الهيدروكاربونية كانت عالية في الجزء الشمالي الغربي من منطقة الدراسة في حين كانت المركبات الاروماتية والحلقية تزداد قرب العين الكبريتية ومكبات المناطق الصناعية كمحطة عزل الغاز عن النفط ومحطة توليد الكهرباء الغازية. وقد بلغ معدل الحوامض الكاربوكسيلية الناتجة عن تحطم المواد الهيدروكاربونية في التربة نسبة عالية تصل الى 96.25% بسبب درجة الحرارة العالية نسبياً وقلوية التربة والمحتوى الطيني والفعاليات الحياتية واستخدام السماد العضوي وأنها تزداد باتجاه الجنوب الشرقي.
اظهرت نتاىج تحليل النباتات والأشجار أن معدل المكونات الغذائية الاساسية (Ca وK وMg وNa وP وS) كانت (3.22% و2.14% و0.553% و0.195% و0.235% و0.78%) على التوالي. وأن تراكيز العناصر الثقيلة في النباتات والاشجار (As وCd وCo وCr وCu وHg وMn وMo وNi وPb وSb وSe وV وZn) كانت (1.28 و0.094 و3.65 و2.75 و45.21 و11.74و0.064 و198.16 و1.57 و63.83 و2.57 و0.06 و0.106 و10.36 و48.56 ppm) على التوالي.
كان محتوى للعناصر الغذائية الرئيسة الاتية (Ca وMg وS وK) في النباتات والاشجار اعلى من الحد الطبيعي، فيما انخفض Na. اما العناصر الثقيلة (As وCo وCr وHg وMn وMo وNi وPb وSb وSe وV) كانت على العموم اعلى من الحدود الطبيعية، فيما انخفضت العناصر الثقيلة
(Zn وCu وCd) عن الحدود الطبيعية.
اظهرت نتائج تحليل مياه نهر دجلة في أن معدل الخصائص الفيزيائية والفيزوكيميائية من الكمية الكلية للاملاح الذائبة والتوصيلية الكهربائية ودرجة الحرارة والعكورة فضلا عن الدالة الحامضية القيم
(281.75 mg/l و443.25 µS/cm و23.9 Co و4.0 NTU و8.28) على التوالي. أما المكونات الكيميائية الرئيسة من العناصر والاكاسيد (Ca وMgوNaو K وHCO3 وSO4و Clو NO3) بلغت معدلاتها (58.3 و16.6 و16.1 و2.2 و137.5 و69.7 و16.4 و0.6 mg/l) على التوالي، ومعدل تركيز العناصر الثقيلة (As وCd وCo وCr وCu وMn وMo وNi وPb وSb وSe وV وZn وF) بلغ (1.54 و0.01 و0.003 و0.53 و0.48 و0.36 و3.12 و2.78 و0.12 و0.7 و0.36 و2.52 و4.05 و0.14 ppb) على التوالي.
أظهرت نتائج تحليل المياه الجوفية والعين الكبريتية أن معدل الدالة الحامضية وكمية الاملاح الذائبة الكلية والتوصيلية الكهربائية والعكورة ودرجة الحرارة كان (8.2 و6491 mg/l و7515 µS/cm و1.1 NTU و23.4 Co) على التوالي. اما المكونات الكيميائية من العناصر الرئيسة والاكاسيد (Ca وMg وNa وK وHCO3 وSO4 وCl وNO3) فكان معدلها (588.9 و269.1 و1056.3 و7.1 و189.1 و2843.0 و1281.3 و14.4 mg/l) على التوالي. ومعدل تركيز العناصر الثقيلة والاثرية (As وCd وCo وCr وCu وHg وMn وMo وNi وPb وSb وSe وV وZn وBr وF) كان (0.71 و0.002 و0.008 و7.27 و0.62 و0.008 و86.8 و10.47 و3.88 و0.13 و0.27 و3.35 و3.47 و3.68 و1.26 و0.97 ppb) على التوالي.
قسمت المياه حسب تصنيف بايبر (Piper)الى اربعة أصناف: مياه نهر دجلة تكون ضمن الصنف (B)، ونموذجا المياه الجوفية (GR5, GR7) ضمن الصنف(C)، والنمادج (GR1, GR2, GR3, GR4, GR6) تمثل الصنف (E)، والنموذجان (GR9,SW5) الصنف (G). بين تصنيف ستيف لمياه منطقة الدراسة وجود خمسة اصناف هي نماذج مياه نهر دجلة التي تميزت بكونها قلوية معتدلة تسود فيها الكربونات والكبريتات، ونماذج المياه الجوفية (GR5, GR6, GR7, GR8) هي قلوية معتدلة تسود فيها الكبريتات، والنموذج GR9 قلوياً مع زيادة نسبة الصوديوم والكبريتات، ونموذج مياه العين الكبريتية SW5 قلوياً مع زيادة نسبة الصوديوم والكلور والكبريتات.
صنفت المياه الى ثلاث مجاميع حسب العوامل الموثرة فيها: هي مياه نهر دجلة تأثرت الصخور الكاربوناتية المنكشفة على السطح فضلا عن نوعية التربة السائدة والتي تلقي بنواتج التجوية لها في مياه النهر ولاسيما أن ميل الطبقات الذي يكون باتجاه النهر، أما المجموعة الثانية فهي المياه الجوفية والعين الكبريتية شمال طية القيارة نوعية مياهها سببه سمك عمود المتبخرات وقربه من السطح، والمجموعة الثالثة مياه الأبار في جنوب طية القيارة تميزت بقلة تاثرها بصخور المتبخرات.
بَيَّنَ التحليل العاملي وخرائط التوزيع المكاني أن تركيبية المنطقة تؤثر في تلوث المياه الجوفية بالمركبات النفطية والعناصر الثقيلة، وأن العوامل من درجة الانحدار العام فضلا عن اتجاه الرياح السائدة في منطقة الدراسة الى جانب المكون المعدني وانسكاب المواد الهايدروكاربونية من الانابيب الناقلة والمتهالكة كانت توثر على توزيع العناصر الثقيلة والملوثات الأخرى.
يظهر معامل التراكم الأرضي (Igeo) أن التربة شديدة التلوث بعنصر السيلينيوم، فيما تكون متوسطة التلوث بالزرنيخ ومتوسطة الى قليلة التلوث بالعناصر (Cd,Cr,Ni) وعديمة التلوث العناصر
(Co, Cu, Hg, Mn, Mo,Pb, Sb, V, Zn). أما عامل الاغناء Enrichment factor فقد بين إغناءً عالياً بالعناصر (Se,As,Ni)، متوسطاً بالعناصر (Sb,Cd,Cr,Zn,Pb,Co,Mo,Mn,Cu) وقليلاً بالعنصرين (V,Hg)، فيما بينت العناصر الترتيب التالي بالاغناء في نمادج التربة (Se>As>Ni>Sb>Cd>Cr>Zn>Pb>Co>Mo>Mn>Cu>V>Hg).
أظهر معامل التلوث Contamination factor تلوثاً منخفظاً بالعناصر (Zn,Pb,Co,Mo,Mn,Cu,V,Hg) ومتوسطاً بالعناصر(Ni,Sb,Cd,Cr)، معتبراً بالعناصر (As,Se). وبين معامل تحميل التلوث (PLI) إن نماذج التربة (QF5-S, QF7-S, QF8-S, GS3-S, AB2-S, AB3-S, AB4-S, AB5-S, AB6-S, QR1-S, QR2-S) غير ملوثة، والنماذج (QF1-S, QF2-S, QF3-S, QF4-S, QF6-S, QF9-S, GS1-S, GS2-S, GS4-S, GS5-S, GS6-S, AB1-S, GS-S, TP-S, DS-S,) ملوثة.
بَيَّنَ مؤشر الخطر (HI) نتيجة التلوث بالعناصر الثقيلة في التربة بين عدم وجود خطر غير مسرطن على البالغين والاطفال. بينما كان الخطرالمسرطن عالي الاحتمالية بالتعرض من خلال الابتلاع للعناصر (As,Co,Cr,Ni) ومنخفضاً بالعناصر (Cd,Pb)، ومن خلال الاستنشاق كانت العناصر (As,Co,Cr,Ni) ذات خطر مسرطن عالي الاحتمالية، ومحتملاً لعنصر (Cd)، ومنخفض الاحتمال للرصاص (Pb) كما ان الخطر المسرطن من خلال التعرض الجلدي للعناصر (As,Cr,Ni) كان محتملاً، ومنخفظاً بعنصر الكادميوم (Cd).
أظهر معامل التراكم الحيوي (BAC) أن العناصر الثقيلة (As,Cd,Co,Cr,Cu,Mn,Ni,Pb, Sb,Se, V,Zn) لايحصل لها تراكم في النبات الأشجار المنتخبة، بينما يحصل اغناء للزئبق في جميع انواع النبات والاشجار، اما الموليبيديوم فيحصل له اغناء في جميع النبات باستثناء اليوكالبتوس. اما معامل تراكم العناصر الثقيلة MAI)) في النبات بيَّنَ أن نبات الشعير يحصل له اغناء بجميع العناصر الثقيلة، فيما يحصل اغناء لعنصر المنغنيزMn)) في اشجاراليوكالبتوس فقط.
إن مياه نهر دجلة صالحة للاستخدام البشري حسب معامل نوعية المياه (WQI)، ومياه البئر
GR9 فقيرة (Poor)، والآبار (GR6,GR7) فقيرة جداً (very poor)، أما مياه الآبار الاخرى والعين الكبريتية غير ملائمة.
تُعدُّ مياه نهر دجلة جيدة لأغراض الري حسب قيم (TDS,EC) في حين كانت المياه الجوفية غير ملائمة للري, وبحسب نسبة الصوديوم Na% مياه نهر دجلة ومياه البئر GR7 ممتازة للري، ومياه الآبار(GR1,GR2,GR5,GR6,GR8) جيدة، والآبار (GR3,GR4)مسموح بها، ومياه البئر GR9 والعين الكبريتية SW5 تستخدم بحذر شديد للري. تبين من خلال حساب قيمة نسبة امتزاز الصوديوم (SAR) أن جميع أنواع المياه ممتازة للري باستثناء (GR3,GR4) كانت جيدة. بين حساب نسبة كاربونات الصوديوم المتبقية (RSC) أن جميع مياه المنطقة ممتازة للري، أما حساب معامل النفاذية (PI) فقد بيَّنَ أن جميع مياه منطقة الدراسة جيدة للري باستثناء مياه البئرين (GR5,GR7) كانا غير ملائمين.
يظهر معامل تلوث المياه أن النموذجين من مياه البئرين (SW5,GR4) كانا ملوثين بدرجة كبيرة جداً بالبروم Br))، والبئرين (GR1, GR3) اظهرا تلوثاً عالياً، ومياه الآبار (GR2, GR3,GR7, GR4, GR6) اظهرت تلوثاً متوسطاً بالبروم والبورون والفلور (F,Br,B). ومياه النماذج (SW1, SW2, SW3, SW4, GR5,GR6, GR8, GR9) غير ملوثة حسب معامل تحميل التلوث، بينما النماذج (GR1,GR2, GR3,GR4 GR7,SW5) ملوثة. وأظهر عامل تلوث المياه بالعناصر الثقيلة (HPI) مياه منطقة الدراسة غير ملوثة بالعناصر الثقيلة بسبب قلويتها التي أدت الى مغادرة العناصر الى الطور الصلب.
ان مياه منطقة الدراسة لاتظهر خطراً صحياً غير مسرطن بالعناصر الثقيلة على البالغين والاطفال. وان الخطر المسرطن بالتعرض من خلال الفم على البالغين يكون محتملاً للعناصر (As,Cr, Ni, BrO3) وغي...