Document
Investigation of chromium(VI) natural sources in mining areas and alluvial fan in Oman.
Publisher
Sultan Qaboos University
Gregorian
2017
Language
English
Subject
English abstract
Groundwater is one of the major sources of freshwater in Oman. Therefore, it is important to identify mechanisms which regulate the quality of groundwater which is used for either drinking or agriculture irrigation. Hexavalent chromium is a toxic metal which could be released to the groundwater from anthropogenic or geologic source. The concentration of total chromium in drinking water in world health organization should not exceed 50 ug/L. The major mechanism for mobilization of Cr(VI) is through oxidation of Cr(III) which is released from ultramafic rocks. It is well established that oxidation of Cr(III) to Cr(VI) in the presence of manganese oxides. The aim of this study is the investigation of Cr(VI) presence in groundwater within ophiolite in two areas (the Nakhal chromite mining area and in Yanqul copper mine), in sedimentary basin which is the alluvial fan in Barka area and the control sample was taken from Hadash. The ground water as well as solid samples (rock, soil and sediment) from four areas were analyzed. The results showed that there are many groundwater samples have total Cr exceeding the permissible limit in both summer and winter. The Hadash control samples have large variability total Cr. Barka4 groundwater sample have the highest concentration of Cr(VI) in both summer and winter while Cr(VI) in Nakhal and Yanqul was moderate. According to X-ray fluorescence spectrometry (XRF) results all the solid samples were rich in Cr and the lowest concentration was seen in Hadash soil. X-ray diffraction (XRD) showed that all the solid samples contain serpentine minerals (Lizardite) and clinochlore which are capable to host Cr. The leaching test indicated that various forms of Cr in the sediments and soils which are related with chromite, serpentine (clinochlore) but also absorbed in the form of Cr(III) and Cr(VI). The main mechanism for releasing Cr into groundwater in this study was dissolution of serpentine minerals which released Cr(III) and then oxidized by manganese oxides to Cr(VI). In case of Barka water samples, sulfate ionic exchange can play a role in concentration of Cr(VI) in ground water. Finally, according to our results of this study the main source of Cr(VI) in groundwater is geogenic source from oxidation of Cr(III) which come from weathering products of mafic and ultramafic rocks to Cr(VI) by manganese oxides.
Member of
Resource URL
Arabic abstract
تعتبر المياه الجوفية من أهم المصار المياة العذبة في عمان. ولذلك فمن المهم تحديد الآليات التي تنظم جودة المياه الجوفية التي تستخدم إما للشرب أو للري الزراعي. ويعتبر الكروم سداسي التكافؤ معدنا ساما يمكن إطلاقه إلى المياه الجوفية من المصدر البشري أو المصدر الجيولوجي. وينبغي ألا يتجاوز تركيز الكروم الكلي في مياه الشرب وفقا لمنظمة الصحة العالمية 50ميكروجرام / ليتر. وإن الآلية الرئيسية لتحرر الكروم سداسي التكافؤ هي أكسده الكروم ثلاثي التكافؤ الذي يتم إصداره من الصخور أولترامافيك (ultramafic rocks) وذالك عن طريق أكاسيد المنغنيز. والهدف من هذه الدراسة هو التحقيق في وجود الكروم سداسي التكافؤ في المياه الجوفية الموجوده في مناطق الجبال الأوفيوليت ( جبال أولترامافيك و مافك ) بتحديد منطقة التعدين الكوروم الموجوده في نخل ومنظقة تعدين النحاس في ينقل وفي الحوض الرسوبي الذي يحتوي على الرواسب الغرينية في منطقة الزراعيه بركاء ولقد أخذت عينة السيطرة من حدش الموجوده في ولاية نخل. وتم تحليل المياه الجوفية وكذلك العينات الصلبة (الصخور والتربة والرواسب) من هذه المناطق. وتظهر النتيجة أن هناك العديد من العينات المياه لديها الكورم الكلي يتجاوز الحد المسموح به في كل من الصيف والشتاء. وإن عينات التحكم من حدش تظهر تباین كبير في الكروم الكلي . وقد سجلت عينة المياه الجوفية في بركاء 4 وهي أعلى تركيز من الكروم سداسي التكافؤ في كل من الصيف والشتاء بينما في نخل وينقل كان معتدلا. وفقا لنتائج XRF جميع العينات الصلبة غنية بالكروم وأقل تركيز شوهد في تربة حدش وأظهرت XRD أن جميع العينات الصلبة تحتوي على معادن سيربنتين (serpentine minerals) مثل لیزاردیت و معدن كلينوكلور اللذين يعتبران من المعادن الغنية بالكروم. وظهرت نتائج اسخراج الكروم من العينات الصلبه وجود الكوروم من الكروميت (chromite) و سیربینتین (serpentine) كلينوكلور ممكن ان يتواجد على شكل الكروم سداسي التكافؤ أو الكروم ثلاثي التكافؤ. وكانت الآلية الرئيسية لتحرير الكروم في المياه الجوفية في هذه الدراسة هو تحلل المعادن serpentine التي تصدر الكروم ثلاثي التكافؤ ثم يتأكسد بواسطة أكاسيد المنغنيز إلى الكروم سداسي التكافؤ .اما بنسبة للعينات المياه الجوفية بركاء، يمكن أن التبادل الأيوني للكبريتات يلعب دورا في التركيز الكروم سداسي التكافؤ في المياه مثل ما أظهرت الدراسة في الختام إن المصدر الاساسي للكروم السداسي في المياه مثل ما أظهرت النتائج هو مصدر طبيعي نتج عن أكسدة الكروم ثلاثي التكافؤ الذي يصدر نتيجة تحلل صخور أولترامافيك و مافك الى الكروم سداسي التكافؤ بواسطة أكاسيد المنغنيز.
Category
Theses and Dissertations