دراسة سلوك الكبريت في الرسوبيات الشاطئية

لمصب نهر الكبير الشمالي

الملخص

تعدّ مصبات الأنهار من الأماكن الهامة جداً , لغناها من الناحية البيولوجية بأصناف متنوعة من النباتات والحيوانات التي استطاعت التأقلم مع البيئة المصبية , إلا أنها أصبحت في وقتنا الحاضر مستودعاً للمخلفات الصناعية, والنفايات المحلية, مشكلةً بذلك بؤرة لكافة أنواع التلوث العضوي واللاعضوي الناتج عن مختلف النشاطات البشرية. تعدّ دراسة مركبات الكبريت في مصبات الأنهار أمراً بالغ الأهمية بسبب الحركية الكبيرة لبعض أشكال الكباريت وتأكسدها بسرعة وسهولة بوساطة الكائنات الدقيقة, بالإضافة إلى أن فلزات الكبريت تعدّ مصادر ثانوية للتلوث من خلال ارتباط الكبريت مع نزر العناصر المعدنية والتي تعدّ بحد ذاتها ملوثات ذات أثر تراكمي ضمن أنسجة الكائنات الحيّة.

نستعرض في هذا البحث توزع الكبريت الكلي في رسوبيات مصب نهر الكبير الشمالي ومنطقة المعهد العالي للبحوث البحرية, بالإضافة إلى توزع نزر بعض العناصر المعدنية (Fe, Mn, Zn, Cu, Ni, Cd, Pb) في مياه ورسوبيات المصب والمعهد العالي للبحوث البحرية, ودرسنا التوزع الحبيبي لرسوبيات المصب, وعلاقة هذا التوزع بالتغيرات الفصلية وتغيرات كل من الملوحة, واﻠ pH, والأكسجين المذاب DO₂.

تراوحت تراكيز الكبريت الكلي في الطور الرسوبي في جميع العينات المدروسة في مصب نهر الكبير الشمالي والمعهد العالي للبحوث البحرية ضمن المجالين : 3.5-43 mg/kg و6.6-11.9 mg/kg على التوالي.

تراوحت تراكيز العناصر المعدنية المدروسة في الطور الرسوبي لجميع العينات المدروسة في المصب ضمن المجالات الآتية: Mn: 395.76-1043.66 mg/kg, Cd:0.06-1.28 mg/kg, Zn: 15.82-52.74 mg/kg, Pb: 4.88-45.09 mg/kg, Cu: 5.09-11.83 mg/kg, Ni:242.76-641.77 mg/kg ,أما بالنسبة لعنصر الحديد فتراوحت مابين:Fe: 17.68-36.76 g/kg , وفي المعهد العالي للبحوث البحرية تراوحت القيم للعناصر المدروسة مابين: Mn: 58.26-187.57 mg/kg, Cd: 0.13-0.52 mg/kg Zn: 12.13-15.85 mg/kg, Pb: 2.45-19.47 mg/kg, Cu: 0.96-5.26 mg/kg, Ni: 23.24-26.23 mg/kg, أما بالنسبة لعنصر الحديد فتراوحت مابين Fe: 2.44-6.24 g/kg.

تراوحت تراكيز هذه العناصر في الطور المائي لجميع العينات المدروسة في منطقة مصب نهر الكبير الشمالي ضمن المجالات الآتية: Mn:1.18-18.80μg/l, Fe:5.36-34.59μg/l, Cd:0.14-2.57μg/l, Zn:4.32-32.59μg/l, Pb: 6.33-23.45 μg/l, Cu: 1.32-18.69 μg/l, Ni: 1.63-10.78 μg/l, وفي المعهد العالي للبحوث البحرية تراوحت القيم مابين: Mn:1.36-2.35 μg/l, Fe:4.23-13.06 μg/l, Zn: 3.90-19.07 μg/l, Pb: 11.61-19.83 μg/l, Cu: 1.12-9.11 μg/l, Cd: 0.25-2.68 μg/l, Ni: 1.02-2.74 μg/l.

تناولت دراسة التوزع الحبيبي لرسوبيات مصب نهر الكبير الشمالي أربع معاملات حبيبة هي: متوسط قطر الحبّةM_ZØ, معامل الفرزσ_I, معامل الحيودSk_I, معامل التفرطحK_G, إذ تراوحت قيم متوسط قطر الحبيبة خلال فترة الدراسة مابين 0.17-1.67Ø بمعدل 0.72Ø مما يعني أن الحبيبات في منطقة مصب نهر الكبير الشمالي تراوحت ما بين رمل متوسط إلى رمل خشن, بينما تراوحت قيم معامل الفرز مابين 0.14-1.08 بمعدل 0.72 وهذا يدل على أن المنطقة تتميز بكونها ذات فرز هادئ إلى متوسط, أما معامل الحيود فتراوحت قيمته مابين 0.17-2.14 بمعدل 0.77, وتعني هذه القيم أن المنطقة تميل لتكون منطقة ترسيب وليس منطقة حت وتعرية, وتراوحت قيم معامل التفرطح مابين 0.80-2.05 بمعدل 0.70, وهذا المعامل يدل على أنه لا يوجد نوع معين من الرسوبيات مسيطر على الآخر.

أشارت القياسات الهيدروكيميائية إلى ازدياد قيمة اﻠ pH عند الانتقال من المياه النهرية إلى المياه البحرية وبصورة متوافقة مع تناقص الأكسجين المذاب.

أظهرت تراكيز الكبريت الكلي في رسوبيات مصب نهر الكبير الشمالي خلال شهري كانون الأول 2008 وشباط 2009 تزايداً ملحوظاً عند الانتقال من المنطقة النهرية إلى المنطقة البحرية, كذلك لحظنا ارتفاع التركيز خلال شهري شباط ونيسان 2009 بينما ارتفع تركيز الكبريت خلال شهر حزيران 2009 في المنطقة النهرية فقط, اما في منطقة المعهد العالي للبحوث البحرية فقد حافظ الكبريت على تركيزه تقريباً خلال مدة الدراسة.

أظهرت نتائج تراكيز العناصر المعدنية المدروسة في الطور الرسوبي تناقص تراكيز عنصر النحاس في رسوبيات مصب نهر الكبير الشمالي تناقصاً كبيراً عند الانتقال من القطاع النهري إلى القطاع البحري, في حين لحظ تفاوت في تغيرات تراكيز بقية العناصر, كما سجلت تراكيز العناصر المعدنية في الرسوبيات عموماً ارتفاعاً خلال فصل الصيف بالمقارنة مع فصل الشتاء, وسجلت هذه التراكيز انخفاضاً واضحاً في منطقة المعهد العالي للبحوث البحرية بالمقارنة مع تراكيزها في منطقة المصب.

أشارت النتائج أيضاً إلى تناقص في تراكيز العناصر المعدنية المدروسة في الطور المذاب عموماً عند الانتقال من المياه النهرية العذبة إلى المياه البحرية عالية الملوحة, باستثناء عنصر النيكل الذي لم يبدِ تركيزه خلال شهر كانون الأول 2008 أي تناقص, كما لحظ ارتفاع في تراكيز هذه العناصر خلال فصل الصيف بالمقارنة مع فصل الشتاء. من ناحية ثانية, وجد أن تراكيز هذه العناصر كانت أقل في المعهد العالي للبحوث البحرية منه في المصب عدا عنصري الرصاص والكادميوم, ولحظ أيضاً وجود علاقة ارتباط عكسية قوية جداً لمعظم العناصر المعدنية المدروسة(Fe, Mn, Zn, Cu, Cd) مع الملوحة في منطقة مصب نهر الكبير الشمالي خلال شهري كانون الأول2008 وشباط2009, مما يشير إلى تشابه في سلوك هذه العناصر ضمن منطقة المصب.

بينت علاقات ارتباط العناصر المعدنية المدروسة مع الكبريت الكلي في رسوبيات مصب نهر الكبير الشمالي, وجود علاقة ارتباط عكسية قوية جداً بين النحاس والكبريت خلال شهر كانون الأول أي يتناقص تركيز النحاس في الرسوبيات مع تزايد تركيز الكبريت الكلي, ولحظ أيضاً وجود علاقة ارتباط ايجابية ضعيفة ومتوسطة لعنصر النيكل مع الكبريت خلال شهري كانون الأول وشباط على التوالي لتتحول إلى عكسية قوية خلال شهري نيسان وحزيران, أما بالنسبة لبقية العناصر المعدنية(Fe, Mn, Zn, Cd, Pb) فلم نلحظ وجود علاقة ارتباط واضحة لها مع الكبريت في منطقة المصب.

لُحظ أيضاً وجود علاقة ارتباط طردية ضعيفة مابين كل من معامل الفرز ومعامل التفرطح مع متوسط قطر الحبّة, بينما كانت العلاقة عكسية قوية مابين معامل الحيود ومتوسط قطر الحبّة, وكانت العلاقة سلبية متوسطة مابين معامل الحيود ومعامل الفرز, والعلاقة ايجابية ضعيفة مابين معامل التفرطح ومعامل الحيود, وبالتالي فإن العلاقة مابين المعاملات الحبيّة ضعيفة ولا تعبر عن مدى الارتباط الذي يجمع بين تلك المعاملات ولكنها تعبر تعبيراً واضحاً عن البيئة المصبية التي تتميز بكونها بيئة غير مستقرة.

لُحظ عند دراسة علاقة ارتباط العناصر المدروسة في هذا البحث مع متوسط قطر الحبّة وجود علاقة ارتباط ضعيفة على غير ما هو متوقع.