بخشی از مقاله
چکیده
یکی از عوامل آلوده کننده آب و خاک فلزات سنگین می باشند که از طریق فاضلابهای شهری و صنعتی و پالایشگاه های نفت باعث آلودگی محیط زیست می شوند. رودخانه قره سو که از وسط شهرکرمانشاه عبور می کند حاوی فاضلابها و عناصر سنگین می باشد. بدلیل استفاده از آب رودخانه برای اراضی کشاورزی حاشیه رودخانه و آلوده شدن این اراضی توسط سرب و کادمیم، اهمیت سلامت تغذیه مردم، مقدار و نحوه پراکنش آلودگی خاکهای زراعی بخشی از تراس رودخانه قره سو مورد بررسی قرار گرفت.
در این تحقیق منطقه ای به مساحت تقریبی 100 هکتار انتخاب شد که در آن 98 نمونه خاک بر روی شبکه منظم با فواصل 100 متر از عمق 0-30 سانتیمتری برداشت شد. سپس در آزمایشگاه با استفاده از دستگاه جذب اتمی مقادیر کل عناصر سرب و کادمیم اندازه گیری گردید. با توجه به تجزیه تحلیل های آماری غلظت کل سرب بین 0-1/07 میلی گرم بر کیلوگرم و برای کادمیم بین 0 /47- 0/09 میلی گرم بر کیلوگرم متغیر بوده و بر اساس آزمون نرمال اسمیرونوف - کلوموگروف داده ها از توزیع نرمال پیروی کردند. بر اساس تجزیه تحلیل زمین آمار داده های سرب و کادمیم دارای ساختار مکانی متوسط بوده و بهترین مدل تغییر نما برای سرب مدل نمایی و برای کادمیم مدل خطی انتخاب گردید.
اثر قطعه ای و دامنه ای مدل تغییر نما برای سرب به ترتیب 0/0105 و 1675 متر و برای کادمیم 0 /0180 و 1298 برآورد گردید. نقشه های کریجینگ جامع برای سرب و میانگین متحرک وزندار برای کادمیم نشان می دهند که در اراضی حاشیه رودخانه و اراضی آبیاری شده با آب رودخانه غلظت سرب و کادمیم نزدیک حد بحرانی آلودگی خاک بوده لذا منطقه با توجه به آبیاری مداوم از آب رودخانه در معرض آلودگی شدید می باشد.
مقدمه
آلودگی خاک پدیدهای نامطلوب است که در نهایت، تندرستی انسان را به چالش می کشد. هرچند تأمین رشد گیاهان و جانداران و تبدیل به احسن کردن پسماند های طبیعت از وظایف اصلی خاک می باشد. لیکن هنگامی که خود خاک به هر دلیل آلوده می شود، دیگر قادر به ایفای وظایف مذکور نخواهد بود. بای بوردی . - 1379 - منشأبسیاری از آلودگی های آب و خاک، پس ماند های فاضلاب شهری و کارخانجات صنعتی است آنها حاوی فلزات سنگینی مانند کروم، سرب و آهن هستند که بتدریج وارد خاک شده و به درون کانالها و رودخانه ها تخلیه می شوند و باعث آلودگی آبهای زیرزمینی می شوند چنانچه در منطفه اوکادام واقع درایالت تامیل نادو در هند بیش از 20000 کارخانه وجود دارد که از فاضلاب آن برای آبیاری اراضی استفاده می شود.
سوما سوندارما - - 2001 و مالارکودی و همکاران - . - 2007 افزایش این مواد به خاک می تواند دامنهای وسیع از آلودگی های متفاوت فیزیکی، شیمیایی و زیستی را ایجاد کند. شریعتی و همکاران - - 1368 که می تواند برای سلامتی انسان و محیط زیست مخاطره آمیز باشد.وانگ - . - 2004 کودها، آفت کش ها و تمام مواد مشتق شده از لجن فاضلاب توسط فعالیتهای بشری به مقادیری عناصر سنگین مانند سرب را درخاک اضافه می کنند که باعث تجمع فلزات سنگین در سطح خاک می شوند.نریاگو و پاسیانا - . - 1988 البته مقادیر کل این عناصر با فاصله گرفتن از منبع کود کاهش می یابد. تیلور . - 2001 - امینی و همکاران - - 2004 با استفاده از تکنیک کریجینگ شاخص نشان دادند که اراضی دورتر از ساحل رودخانه زاینده رود در اصفهان تراکم کمتری از دو عنصر سرب و کادمیم نسبت به اراضی حاشیه رودخانه دارند.
در مطالعه دیگری که توسط کیشنه و همکاران - - 2006 صورت گرفت از روش کریجینگ معمولی برای تعیین پراکنش کادمیم کل در خاکهای جنگلی سوئد استفاده کردند. در تحقیقی مشابه غلظت عناصر نیکل ، کادمیم ، روی و سرب توسط زنگ و همکاران - - 2008 در یکی از مناطق چین مورد بررسی قرار گرفت. همچنین باردوسی و لهمان - 1998 - ، عراقی نژاد و برن - 2005 - ، ایزاک و سری واستاوا - 1989 - ، ویجی کومار و رمادوی - 2006 - نیز در مطالعات خود از تکنیک های مختلف کریجینگ استفاده کردند.
مشابه آن در تحقیقی که بر روی فلزات سنگین آهن ، کروم و سرب در منطقه کومباتور هندوستان صورت گرفت از روش کریجینگ جامع استفاده به عمل آمد.گاندهیماتی و مینامبال . - 2011 - رودخانه قره سو که از داخل شهر کرمانشاه عبور می کند، در طول مسیر خود فاضلاب های کارخانه های صنعتی، پالایشگاه و فاضلاب شهری کرمانشاه را دریافت می کند. بخشی از اراضی حاشیه رودخانه قره سو به کشت آبی انواع سبزی و جالیز اختصاص یافته است. هر ساله در اثر طغیان رودخانه، قسمتی از این اراضی تحت تأثیر این آب آلوده قرار گرفته همچنین کشاورزان از آن برای آبیاری مزرعه خود استفاده می کنند.
نظر به اهمیت موضوع تصمیم گرفته تا به شناخت هر چه بیشتر از وضعیت آلودگی خاک با عناصر سنگین در بخشی از تراس رودخانه قره سو اقدام گردد تا بتوان از آلوده شدن هر چه بیشتر محیط زیست جلوگیری نموده و در حفظ سلامت آن موثر بود. هدف از این تحقیق، تعیین مقادیر عناصر سرب و کادمیم، تهیه نقشه پراکنش این عناصر در بخشی از اراضی تراس رودخانه قره سو ، تعیین نقاط آلوده و بحرانی و عوامل مؤثر در پراکنش این عناصر با استفاده از روش های زمین آماری کریجینگ و میانگین وزنی است.
مواد و روشها
منطقه مورد مطالعه به مساحت 100 هکتار در شرق کرمانشاه با مختصات جغرافیایی 34 درجه و19دقیقه و19ثانیه تا 34 درجه و 20 دقیقه و 35 ثانیه عرض شمالی و47 درجه و7 دقیقه تا 47 درجه و 8 دقیقه و 5 ثانیه طول شرقی قرار دارد. رودخانه قره سو که از شهرستان روانسر سرچشمه میگیرد، پس از خارج شدن از سراب و جریان یافتن آن، ابتدا به -وسیله فاضلابهای شهری شهرستان روانسر آلوده شده و در شهرکرمانشاه نیز بهوسیله فاضلابهای شهری و صنعتی آلوده شده ودر مسیرشمال غربی به جنوب شرقی منطقه مورد نظر را قطع میکند.
بخشی از اراضی اطراف رودخانه برای سبزیکار ی زراعت گندم و باغ میوه مورد استفاده قرار می گیرد که از آب فاضلاب همین رودخانه آبیاری میشوند. با مطالعات انجام شده در منطقه و با توجه به بازدید های مکرری که از اراضی منطقه مورد مطالعه به عمل آمد، تعداد 98 محل به طور تصادفی و به فواصل 100 متر انتخاب و مختصات جغرافیائی این نقاط به دستگاه جی پی اس - - GPS منتقل گردید . در شکل - 1 - الگوی منطقه نمونه برداری نشان داده شده است.
سپس تعداد 98 نمونه خاک از عمق 0 - 30 سانتیمتری به دلیل تجمع بیشتر فلزات سنگین در این عمق - پرابست، - 2000 اخذ گردید. همچنین از آب رودخانه قره سو نمونه برداری انجام گرفت و غلظت عنصر سرب و کادمیم به ترتیب با استفاده از دستگاه جذب اتمی 0/87 و 0/68 میلی گرم در لیتر تعیین گردید. برای تعیین غلظت سرب و کادمیم در آزمایشگاه از روش عصاره گیری به روش کل استفاده گردید. - علی احیایی. - 1372 و با استفاده از دستگاه جذب اتمی مدل FS با نام تجاری سولار که دقت آ ندر حد ppb - قسمت در بیلیون - بود غلظت این عناصر مشخص گردید. توصیف آماری اطلاعات حاصل در محیط نرم افزار نرم افزار spss16 صورت گرفت.
تجزیه و تحلیل های زمین آماری :
علم ژئواستاتیستیک، در تحقیقات و نقشه های آلودگی خاک به طور عمومی کاربرد دارد - مکگراف و همکاران، . - 2004 تکنیک های کریجینگ شامل کریجینک معمولی، گسسته، شاخص، نقطه ای، محدود، کوکریجینگ و لوگ کریجینگ میباشد که هرکدام بسته به نوع تحقیق به کاربرده میشوند - حسنی پاک، . - 1377 علم ژئواستاتیستیک، در تحقیقات و نقشه های آلودگی خاک به طورعمومی کاربرد دار - مکگراف و همکاران، . - 2004 تجزیه و تحلیل ساختار مکانی، با استفاده از تغییر نما صورت می گیرد. ابزار تجزیه و تحلیل همبستگی مکانی، متغیر واریوگرام1 است.
واریوگرام به بررسی و شناخت ویژگی های ساختاری متغییر ناحیه ای میپردازد و چگونگی تغییرات آن را بیان میدارد. Z xi و Z xi h به ترتیب مقادیر متغییر Z در نقاط xi و xi h میباشند. واریوگرام برای یک جهت خاص با ترسیم مقادیر واریوگرام در مقابل فاصله تفکیک افزایش یافته و به صورت ایده ال در فاصله مشخصی ثابت میشود. پارامترهای واریوگرام شامل اثر قطعه ای2، دامنه یا شعاع تأثیر3 و آستانه یا سقف 4 می باشد.
تخمینگرکریجینگ جامع :
این روش هنگامی مورد استفاده قرار می گیرد که داده ها دارای روند باشند بدین معنی که نیم تغیر نمای متغیر مکانی به یک آستانه مشخصی نرسیده و با افزایش مقدار فاصله افزایش می یابد در این حالت از تخمینگرهای غیر خطی نظیر کریجینگ جامع استفاده می گردد.
