بررسی تأثیر معادن ذغال‎سنگ شرق گلستان روی کیفیت آب با نگاهی بر جمعیت‎های دیاتومه‎ای

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه زیست شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه گنبدکاووس، گنبدکاووس، ایران.

2 گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه گنبدکاووس، گنبدکاووس، ایران.

3 گروه شیلات، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه گنبدکاووس، گنبدکاووس، ایران.

چکیده

سابقه و هدف: یکی از مشکلات اصلی معدن‎کاری پساب‎ های حاصل از آن می‎باشد که تأثیرات زیانباری روی کیفیت آبهای سطحی و زیرزمینی برجا می‎گذارد. استان گلستان دارای معادن متعددی می‎باشد. با توجه به قرار گرفتن اکثر این معادن در مناطق جنگلی، لزوم پایش تأثیر معادن روی اکوسیستم‎ های مجاور ضروری به نظر می‎رسد. دیاتومه ها به دلیل فراوان بودن در تمام اکوسیستم‎ های آبی، چرخه زندگی کوتاه و پاسخ سریع به تغییرات شرایط محیطی به عنوان شاخص‎ های زیستی مناسبی در نظر گرفته می‎شوند و بطور گسترده‎ ای برای ارزیابی وضعیت کیفی آب استفاده شده‎اند. این میکروارگانیسم‎ ها همچنین می‎توانند شاخص‎ های بسیار خوبی در محیطهای آبی بسیار آلوده و متاثر از آلودگی‎ های معادن باشند. تاکنون هیچ مطالعه ‎ای در زمینه ارتباط دیاتومه ‎ها با معادن زغال ‎سنگ در ایران انجام نشده است. در این بررسی، تأثیر زهاب های معادن زغال‎سنگ زمستان یورت و رضی در شرق گلستان روی جمعیت‎های دیاتومه‎ای مورد بررسی قرار گرفت.

مواد و روش ها: برای این مطالعه در هر معدن دو ایستگاه انتخاب شد: ایستگاه اول در خروجی آب معدن و ایستگاه دوم بعد از اتصال پساب معادن مورد نظر به رودخانه‎های خرمارود (در معدن زمستان یورت) و قره‎چشمه (در معدن رضی). نمونه‎برداری‎ها طی فصل زمستان 1402 از روی بسترهای سنگی در ایستگاههای مورد نظر انجام گرفت. همراه با نمونه‎های جلبکی، نمونه‎های آب نیز برداشت و در شرایط تاریک به همراه یخ جهت آنالیزهای بعدی به آزمایشگاه منتقل شد. نمونه‎های دیاتومه‎ای پس از آماده‎سازی و تهیه اسلایدهای دائمی با میکروسکوپ نوری بررسی و مورد شناسایی قرار گرفتند. در عین حال مقادیر پارامترهای آّب در محل و همچنین در آزمایشگاه ارزیابی شد.

نتایج و بحث: در این بررسی بطور کلی 27 تاکسون دیاتومه‎ای متعلق به 16 جنس شناسایی گردید که گونه‎های شناسایی شده از سایر اکوسیستم‎های آبی استان گلستان نیز گزارش شده‎اند. بیشترین فراوانی‎ها متعلق به گونه‎های Achnanthidium minutissimum Diatoma moniliformis و Gomphonema pumilum بود که این گونه‎ها در مطالعات انجام شده در سایر اکوسیستم‎های استان گلستان نیز کمابیش جزو گونه‎های دارای بیشترین فراوانی گزارش شده‎اند. نتایج داده‎های هیدروشیمی آب، pH آب را قلیایی و بیش از 8 نشان داد که این نتیجه با نتایج تاکسون‎های دیاتومه‎ای شناسایی شده نیز مطابقت دارد. به‎این صورت که 71/60% آنها جزو گونه ‎های آلکالیفیل هستند که در pH بیشتر از 7 دیده می‎شوند و بقیه نیز گونه‎هایی که در pH 7 دیده می‎شوند. اگرچه با فاصله گرفتن از معادن میزان شوری افزایش یافت، اما میزان آن در محدودۀ آبهای شیرین بود و این افزایش به اندازه‎ای نبود که روی جمعیت دیاتومه‎ای تأثیر قابل توجهی داشته باشد ز نظر میزان تحمل تاکسون‎ها نسبت به آلودگی‎های آلی قسمت عمده گونه ‎های شناسایی شده در هردو معدن جزو گونه‎های مقاوم به آلودگی بودند و از نظر وضعیت تروفی نیز قسمت عمده گونه ‎های موجود، شاخص آبهای یوتروف بودند و بعد از آن گونه‎ هایی که قادر به زیست در تمام وضعیت‎های تروفی هستند.

نتیجه گیری: از جمله اثرات معدنکاری که می‎تواند تأثیر قابل توجهی در ترکیب جمعیت‎های دیاتومه‎ای داشته باشد، تغییر محسوس در pH و شوری آب است که براساس یافته‎های این تحقیق، از نظر پارامترهای ذکر شده تغییر محسوسی مشاهده نشد و تاکسون‎های شناسایی شده در این مطالعه از سایر اکوسیستم‎های استان گلستان نیز گزارش شده‎اند. با این حال، ایستگاه‎های بررسی شده در این مطالعه از غنای گونه‎ای کمی برخوردار بود که یکی از مشخصه‎ های اکوسیستم‎های تحت تأثیر معادن می‎باشد، همچنین تاکسون‎های شناسایی شده همه جزو گونه‎ های مقاوم به آلودگی یا دارای دامنه اکولوژیکی وسیع هستند. بنابراین پیشنهاد می‎شود مطالعات و آزمایشات بیشتری در زمینه آلودگی آب رودخانه‎ها بویژه در ارتباط با فلزات سنگین احتمالی که از طریق روان آب های معادن ممکن است وارد این رودخانه‎ ها شده باشند، انجام شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A Study Of the Effects of East Golestan Coal Mines on Water Quality with a Glance on Diatom Assemblages

نویسندگان [English]

  • Seyyed Mohammad Karimina 1
  • Jamileh Panahy Mirzahasanlou 1
  • Mojtaba G.Mahmoodlu 2
  • Arsalan Bahalkeh 3
1 Department of Biology, Faculty of Basic Science, Gonbad Kavous University, Gonbad Kavous, Iran
2 Department of Range and Watershed Management, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Gonbad Kavous University, Gonbad Kavous, Iran.
3 Department of Fishery, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Gonbad Kavous University, Gonbad Kavous, Iran.
چکیده [English]

Introduction: One of the main problems associated with mining activities is run-off, which adversely effects the quality of surface and underground waters. Golestan province has various mines and since that most of these are located in forest areas, monitoring their effects on neighboring ecosystems is essential. Due to the abundance in every ecosystem, short life cycle, and quick response to the environmental changes, diatoms are considered as suitable bioindicators and extensively have been used for water quality assessment. These organisms can serve as good indicators in heavily polluted areas affected by mining. This survey studied the effects of the mining drainage from the Zemestan Yurt and Razi mines in East Golesta on diatom assemblages. No studies have been conducted on the relationship between diatoms and coal mines in Iran. This survey specifically examined the impact of drainage from Zemestan Yurt and Razi coal mines on diatom assemblages.

Material and Methods: In this study in each mine two sites werer selected: the first site in the outlet of mine and the second downstream form the outlet where the drainage flows into the Khormarud (in Zemestan Yurt Mine) and Ghareh Cheshmeh Rivers (in Razi Mine). Sampling was carried out during the winter season from stony substrates. The sampling stations were located downstream from the outlets of the Zemestan Yurt (Azadshahr City) and Razi (East Alborz, Ramian City) coal mines, where the drainage flows into the Khormarud and Ghareh Cheshmeh Rivers. Alongside algal samples, water samples were also collected and in darkness with ice were carried out to the laberatory for further analysis. Diatom samples were studied and identified under a light microscope after preparation and the production of permanent slides. Water parameters were measured both in situ and in the laboratory.

Results and Discussion: In total 27 diatom taxa belonging to 16 genera were identified in this study; these taxa have also been reported from other aquatic ecosystems in Golestan Province. The most abundant taxa included Achnanthidium minutissimum, Diatoma moniliformis and Gomphonema pumilum which more or less were among the most abundant taxa in other studied ecosystems of Golestan Province. Hydrochemical results showed that the pH was alkaline and greater than 8, which aligns with the identified diatom taxa, as 60.71% of which were alkalifilous which are found in pH more than 7 and the last are taxa which are found in pH 7. Although salinity levels increased as one moved away from the mines, however its level was in the freshwater range and this increase was not significant enough to have a remarkable effect on the diatom assemblage. In terms of tolerance to organic pollution, most of the identified taxa in both mines were found to be pollution-tolerant. Regarding trophic status, most species were indicators of eutrophic waters, followed by species capable of surviving in various trophic conditions.

Conclusion: Among the effects of mining which can remarkably affect the diatom assemblages is the obvious change in water pH and salinity; according to findings of this study no significant change were observed in terms of the mentioned parameters and the identified taxa were also reported from other studied ecosystems of Golestan Province. However the studied sites exhibited low taxonomic richness, which is characteristic ecosystems affected by mining; all identified taxa were either pollution-tolerant or taxa with extensive ecological niches. Therefore more experiments on rivers pollution are suggested specially in terms of possible heavy metals that may have entered this rivers through mine runoffs.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Epilith
  • Iran
  • Saprobity index
  • Trophic status