الهه موسوي

پهنه بندي آلودگي به فلزات سنگين در خاك هاي منطقه همدان

چكيده

خاك سپهر يك مركز تجمع مهم براي آلاينده ها است و آلاينده هاي منتشره، شامل منابع مختلفي مثل گازهاي خروجي از وسايل نقليه، پسماندهاي صنعتي،رسوب گرد و غبار و مواد معلق در اتمسفر، احتراق زغال سنگ و رسوب ديگر آلاينده هامي باشد. مهمترين آلاينده هاي خاك شامل فلزات سنگين،بارشهاي اسيدي و مواد آلي مي باشند كه از اين ميان فلزات سنگين به واسطه طبيعت غير قابل تجزيه،سميت زياد،اثرات تجمعي و سرطان زايي مورد توجه مي باشند. لذا بررسي توزيع غلظت عناصر سنگين جهت پايش آلودگي خاك و حفظ كيفيت محيط زيست ضروري است.

  اين تحقيق با هدف تهيه نقشه توزيع مكاني غلظت فلزات سنگين مس، كروم،آرسنيك و آنتيموان و محاسبه غلظت زمينه ژئوشيميايي و فاكتور آلودگي انجام شد. با استفاده از روش نمونه‌برداري سيستماتيك تصادفي طبقه بندي شده 286 نمونه خاك سطحي (20-0 سانتيمتري) از منطقه اي به وسعت19547 كيلومتر مربع جمع آوري گرديد و غلظت كل عناصر، خصوصيات خاك شامل pH، ماده آلي، در صد رس، سيلت و شن در آنها اندازه‌گيري شد. براي پهنه بندي غلظت فلزات سنگين از تكنيك هاي زمين آمار و GIS و روش‌ هاي كريجينگ، معكوس وزني فاصله و توابع شعاع پايه استفاده گرديد، سپس نتايج حاصل از اين روش ها با استفاده از تكنيك جك نايف و شاخص هاي ميانگين مطلق خطاي تخمين، جذر ميانگين مربعات خطاي تخمين و شاخص تطابق مقايسه شدند و روش كريجينگ براي تهيه نقشه هاي توزيع فلزات سنگين انتخاب شد. نقشه پهنه بندي غلظت فلزات آنتيموان، مس و كروم با استفاده از روش كريجينگ معمولي و مدل نمايي و فلز آرسنيك با استفاده از روش كريجينگ معمولي و مدل كروي، تهيه شد. همچنين براي تهيه نقشه‌هاي احتمال افزايش غلظت فلزات از غلظت مبنا، ساختار مكاني متغيرها و اعتبار واريوگرام مربوط به هر كدام از فلزات سنگين بررسي شده و در نهايت بهترين مدل و مناسبترين روش پهنه بندي انتخاب شد. غلظت زمينه ژئوشيميايي با استفاده از ميانه داده هاي فلزات سنگين و شاخص توزيع زمين شيميايي، به تفكيك سنگ بسترهاي مختلف محاسبه شد. سپس با استفاده از نتايج شاخص توزيع زمين شيميايي ، فاكتور آلودگي و شاخص زمين انباشتگي فلزات براي تعيين ميزان آلودگي بدست آمد.  

تجزيه و تحليل نقشه پهنه بندي فلزات سنگين مورد مطالعه با توجه به نقشه كاربري اراضي و ساختار زمين شناسي   نشان داد كه عناصر آرسنيك، آنتيموان، مس و كروم منشأ زمين شناسي دارند. در عين حال فاكتور آلودگي عناصر آرسنيك، مس و كروم، فعاليت هاي كشاورزي را عامل تجمع بيشتر اين عناصر در اراضي كشاورزي معرفي مي كند. بررسي نقشه پهنه بندي غلظت فلزات سنگين و نقشه زمين شناسي نشان داد كه طبقات سنگ بستر ماسه سنگ، سنگ آهك، شيل و آذرين و دگرگوني عامل اصلي بالا بودن غلظت فلزات سنگين خاك در منطقه مطالعاتي مي باشد.