پهنه بندی خاک های آلوده به فلزات سنگین در منطقه همدان

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 نمونه برداری 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 اندازه گیری 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 نقشه های 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.