イラン・ケルマン州バグヒン地域の熱水性ヘマタイト-バライト-ガレナ鉱脈周辺の土壌における重金属の地球化学的・環境的ベースラインの評価

Assessing the geochemical and environmental baseline of heavy metals in soils around hydrothermal hematite-barite-galena veins in Baghin area, Kerman, Iran.

• Arezoo Alizadeh-Kouskuie
• Habibeh Atapour
• Farah Rahmani

抄録

バギン地区のヘマタイト-バライト-ガレナ鉱脈周辺の土壌中の重金属の地球化学的・環境的ベースラインと利用可能性を評価するために、合計70の土壌サンプルを採取し、43種類の重金属及び金属元素についてICP-OESで分析した。その結果、石灰質土壌はCa, Cu, Pb, Zn, Cd, Se, As, Sb, Srの含有量が地球規模の土壌レベルや地殻レベルと比較して2〜26桁高いことがわかった。さらに、バライト質土壌では、Ba、Cu、Mo、Pb、Zn、Ni、Co、Cd、Se、As、Sb、Srについては、地殻豊富度及び地球土壌レベルの3〜94倍であるが、頁岩層上に発達した土壌では、As、Zn、Se、Sb、Ba、Pb、Srについては、中程度に濃縮されている。重金属の濃度が高いのは、バライトに富む土壌中の小硫化物鉱物の存在や、小硫化物鉱物が酸化して生成した鉄オキシ水酸化物に吸着されたことが関係していると考えられる。したがって、バライト鉱脈中の小硫化物鉱物の酸化は、酸性鉱山の発生を招きやすく、環境への影響が懸念される。また、シリカを豊富に含むバライト鉱石（20% SiO）の破砕、粉砕、掘削泥土中での使用中に放出されるシリカダストの吸入は珪肺症の引き金となる可能性がある。いくつかの重金属とメタロイドの高いベースライン値にもかかわらず、土壌中の鉄オキシ水酸化物と粘土鉱物の存在は、土壌、地下水、植物、野生生物および人間における重金属汚染の有害な影響を隔離する上で重要な役割を果たす可能性があります。

To assess the geochemical and environmental baseline as well as the availability of the heavy elements in soils around the hematite-barite-galena veins in the Baghin area, a total of 70 soil samples were collected and analyzed by ICP-OES for 43 heavy metals and metalloids. Compared to the global soil level or crustal abundance, the calcareous soils are 2-26 magnitudes enriched in Ca, Cu, Pb, Zn, Cd, Se, As, Sb and Sr. The ferruginous soils are highly enriched in Fe, Mo, Pb, Zn, Cd, As, Sb, Ba and Sr, almost 2-49 orders higher than the crustal abundance and global soil level. Additionally, the baritic soils are 3-94 times higher than the crustal and global soil values for Ba, Cu, Mo, Pb, Zn, Ni, Co, Cd, Se, As, Sb and Sr. However, the soils developed on the shale layers are moderately enriched in As, Zn, Se, Sb, Ba, Pb and Sr. The high concentrations of heavy metals are possibly related to the presence of minor sulfide minerals in barite-rich soils or adsorption by Fe-oxy-hydroxides formed by oxidation of sulfide minerals. Therefore, the oxidation of minor sulfide minerals in barite veins may be prone to acid mine generation and of environmental concern. The inhalation of silica dusts released by silica-rich barite ores (20% SiO) during crushing, milling, as well as using in drilling mud may trigger silicosis. Despite the high baseline values of some heavy metals and metalloids, the presence of Fe-oxy-hydroxides and clay minerals in the soils could play significant roles in sequestering the toxic effects of heavy metals contamination in soil, groundwater, plants, wildlife and humans.