پهنه بندی آلودگی به فلزات سنگین در خاک های منطقه همدان

پهنه بندی آلودگی به فلزات سنگین در خاک های منطقه همدان
الهه موسوی

چکیده

خاک سپهر یک مرکز تجمع مهم برای آلاینده ها است و آلاینده های منتشره، شامل منابع مختلفی مثل گازهای خروجی از وسایل نقلیه، پسماندهای صنعتی،رسوب گرد و غبار و مواد معلق در اتمسفر، احتراق زغال سنگ و رسوب دیگر آلاینده هامی باشد. مهمترین آلاینده های خاک شامل فلزات سنگین،بارشهای اسیدی و مواد آلی می باشند که از این میان فلزات سنگین به واسطه طبیعت غیر قابل تجزیه،سمیت زیاد،اثرات تجمعی و سرطان زایی مورد توجه می باشند. لذا بررسی توزیع غلظت عناصر سنگین جهت پایش آلودگی خاک و حفظ کیفیت محیط زیست ضروری است.

این تحقیق با هدف تهیه نقشه توزیع مکانی غلظت فلزات سنگین مس، کروم،آرسنیک و آنتیموان و محاسبه غلظت زمینه ژئوشیمیایی و فاکتور آلودگی انجام شد. با استفاده از روش نمونه‌برداری سیستماتیک تصادفی طبقه بندی شده 286 نمونه خاک سطحی (20-0 سانتیمتری) از منطقه ای به وسعت19547 کیلومتر مربع جمع آوری گردید و غلظت کل عناصر، خصوصیات خاک شامل pH، ماده آلی، در صد رس، سیلت و شن در آنها اندازه‌گیری شد. برای پهنه بندی غلظت فلزات سنگین از تکنیک های زمین آمار و GIS و روش‌ های کریجینگ، معکوس وزنی فاصله و توابع شعاع پایه استفاده گردید، سپس نتایج حاصل از این روش ها با استفاده از تکنیک جک نایف و شاخص های میانگین مطلق خطای تخمین، جذر میانگین مربعات خطای تخمین و شاخص تطابق مقایسه شدند و روش کریجینگ برای تهیه نقشه های توزیع فلزات سنگین انتخاب شد. نقشه پهنه بندی غلظت فلزات آنتیموان، مس و کروم با استفاده از روش کریجینگ معمولی و مدل نمایی و فلز آرسنیک با استفاده از روش کریجینگ معمولی و مدل کروی، تهیه شد. همچنین برای تهیه نقشه‌های احتمال افزایش غلظت فلزات از غلظت مبنا، ساختار مکانی متغیرها و اعتبار واریوگرام مربوط به هر کدام از فلزات سنگین بررسی شده و در نهایت بهترین مدل و مناسبترین روش پهنه بندی انتخاب شد. غلظت زمینه ژئوشیمیایی با استفاده از میانه داده های فلزات سنگین و شاخص توزیع زمین شیمیایی، به تفکیک سنگ بسترهای مختلف محاسبه شد. سپس با استفاده از نتایج شاخص توزیع زمین شیمیایی ، فاکتور آلودگی و شاخص زمین انباشتگی فلزات برای تعیین میزان آلودگی بدست آمد. 

تجزیه و تحلیل نقشه پهنه بندی فلزات سنگین مورد مطالعه با توجه به نقشه کاربری اراضی و ساختار زمین شناسی   نشان داد که عناصر آرسنیک، آنتیموان، مس و کروم منشأ زمین شناسی دارند. در عین حال فاکتور آلودگی عناصر آرسنیک، مس و کروم، فعالیت های کشاورزی را عامل تجمع بیشتر این عناصر در اراضی کشاورزی معرفی می کند. بررسی نقشه پهنه بندی غلظت فلزات سنگین و نقشه زمین شناسی نشان داد که طبقات سنگ بستر ماسه سنگ، سنگ آهک، شیل و آذرین و دگرگونی عامل اصلی بالا بودن غلظت فلزات سنگین خاک در منطقه مطالعاتی می باشد.