بخشی از مقاله
چکیده
هدف از این مطالعه بررسی رابطه غلظت عناصر سنگین روی، مس، کبالت و کروم در خاکهای کشاورزی شهرستان نهاوند واقع در استان همدان با اطلاعات بازتاب رقومی باندهای ماهواره Landsat ETM+ میباشد. جهت نیل به هدف مورد نظر تعداد 20 نمونه خاک به روش سیستماتیک-تصادفی جمع آوری گردید. سپس از رابطه همبستگی بین غلظت فلزات با ارزشهای رقومی نقاط نظیر روی باندها برای پهنه بندی غلظت این فلزات استفاده شد.
نتایج مطالعه نشان داد مقادیر غلظت فلزات سنگین مس، روی، کبالت و کروم در منطقه مورد مطالعه بالاتر از میانگین جهانی غلظت برای این فلزات می باشد، با توجه به اینکه منطقه مورد مطالعه کاربری کشاورزی میباشد دلایل غلظت بالاتر فلزات در منطقه میتواند استفاده از کودهای شیمیایی در منطقه باشد. همچنین نقشههای پهنهبندی فلزات نشان داد از اطلاعات رقومی باندهای ماهواره میتوان برای پهنهبندی فلزات استفاده کرد که در این مطالعه مدل به دست آمده برای فلز مس از دقت بالاتری برخوردار بود.
.1 مقدمه
با رشد و توسعه فناوری های فضایی و فرستادن سکوهایی مانند ماهواره های سری Landsat و Spot به فضا، فصل جدیدی از علم سنجش از دور گشوده و استفاده از تصاویر و اطلاعات ماهواره ای متداول شد. خصوصیات بازتابی خاک با مقدار خاک بدون پوشش، رنگ خاک، مقدار رطوبت سطحی، مقدار مواد آلی، توزیع اندازه ذرات، رسوب فلزات سنگین، کانی شناسی خاک، ساختمان خاک، ناهمواری سطح خاک، شرایط زهکشی، ترکیبات مختلف شیمیایی و رسوبات بر جای مانده بر سطح خاک تغییر می کند . - 10 - در دورکاوی سیمای سطح زمین، ارزش اعداد رقومی ارسالی از ماهواره در بعضی از بخشهای طیف الکترومغناطیسی ارتباط بسیار نزدیکی با بازتابهای سطحی خصوصیات مختلف فیزیکی و شیمیایی خاک دارد.
ارتباط خصوصیات فیزیکو شیمیایی خاکها با بازتاب طیفی آنها عموما به صورت مدلهای خطی و با استفاده از معادلات رگرسیون بیان میشود. بدین طریق که اطلاعات رقومی بازتاب مربوط به نقاط مورد نظر به عنوان متغیر وابسته در نظر گرفته و برازش مدلهای تک و چند متغیره خطی انجام میشود. این مدلها ارتباط عددی هر یک از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی لایه سطحی خاک را با تعدادی از باندهای طیف اکترومغناطیس بیان میکنند. با اعمال ضرایب حاصل از برازش مدلهای رگرسیونی در تصاویر رقومی منطقه مطالعاتی میتوان اقدام به پهنهبندی خصوصیات خاکهای سطحی نمود . - 2 -
از جمله خصوصیات خاک، غلظت عناصر سنگین در خاک است که به دلیل غیر قابل تجزیه بودن و اثرات سوء آنها بر موجودات زنده حائز اهمیت شناخته شدهاند . - 1 - عناصر سنگینی چون روی، مس، کبالت و کروم به دلیل توانایی بالقوه در آسیب رسانی به سلامت انسانها و حیوانات در چند دهه اخیر از نظر مسائل زیست محیطی بسیار مورد توجه قرار گرفته اند و سعی شده است از ورود آنها به چرخه محیط زیست تا حد امکان جلوگیری شود. هر یک از عناصر ذکر شده اگر بیش از حد معمول وارد چرخه چرخه غذایی انسان شوند برای سلامتی بسیار خطرساز خواهند بود.
روشهای معمول برای پی بردن به میزان آلودگی شیمیایی خاکها بر اساس نمونهبرداری میدانی و آنالیزهای شیمیایی میباشد که مستلزم صرف وقت و هزینه زیادی هستند. در مقابل استفاده از انعکاس طیفی در محدوده نور مرئی و مادون قرمز نزدیک با سرعت و سهولت بیشتر انجام میگیرد و هزینه کمتری را طلب میکند . - 8 - یانگ و همکاران - 11 - با استفاده ار تصاویر Landsat ETM+ و سامانه اطلاعات جغرافیایی به ارزیابی خطر آلودگی مکانهای دفن زباله در پنج نقطه در استان جیانگزو در چین پرداختند.
یکی از فاکتورهای در این مطالعه بررسی غلظت عناصر سنگین در این پنج نقطه بود. این محققین نتیجه گرفتند که سامانه اطلاعات جغرافیایی و سنجش از دور ابزاری مناسب برای بررسی آلودگی ناشی از دفع زبالههای شهری در مقیاس وسیع هستند. در همین راستا جک موند و همکاران - 9 - و فریر - 7 - مطالعات گستردهای را در زمینه کاربرد انعکاس طیفی و تصاویر ماهوارهای در بررسی پراکنش عناصر سنگین انجام دادند.
هدف از این مطالعه بررسی رابطه غلظت عناصر سنگین روی، مس، کبالت و کروم در خاکهای کشاورزی شهرستان نهاوند واقع در استان همدان با اطلاعات بازتاب رقومی باندهای ماهواره Landsat ETM+ میباشد. در صورت وجود روابط معنیدار بین اطلاعات ماهواره ای مذکور و غلظت عناصر سنگین در خاک امکان پیش بینی پراکنش مکانی عناصر روی، مس، کبالت و کروم مورد بررسی قرار میگیرد.
.2 مواد و روش
منطقه مورد مطالعه
شهرستان نهاوند با مساحتی حدود 1623 کیلومتر مربع در جنوب غربی استان همدان بین مدارهای 34 26' تا 39 33' عرض شمالی و'47œ53 تا 48œ33' طول شرقی قرار گرفته است. این شهرستان 7/6 درصد از کل مساحت استان همدان را در بر گرفته و از شمال به شهرستان تویسرکان، از جنوب به شهرهای الشتر و نورآباد - استان لرستان - از شرق به شهرستانهای ملایر و بروجرد و از غرب به کنگاور محدود است. موقعیت شهرستان نهاوند در استان همدان و ایران در شکل 1 ارائه شده است.
میزان متوسط بارندگی سالیانه در منطقه حدود 360 میلیمتر با حداقل 221 میلیمتر تا حداکثر 479 میلیمتر است. مهمترین محصولات زراعی این شهرستان عبارتند از گندم، چغندرقند، ترهبار - خیار، هندوانه، توتون و دانههای روغنی - . از محصولات باغی نیز میتوان انواع میوهها مانند سیب، آلبالو، گلابی و انگور را نام برد. سطح زیرکشت 69 درصد آبی و 31 درصد دیم است. محصولات این شهرستان: گندم 42 درصد، جو 10 درصد، یونجه 9/4 درصد و دانههای روغنی 7/5 درصد میباشد.
نمونه برداری خاک
روش نمونه برداری بر اساس روش سیستماتیک - تصادفی انجام گرفت. نمونه برداری در اواخر شهریور ماه سال 1389 بعد از برداشت محصول انجام گرفت. در نمونه برداری پس از نقطهیابی، در محل نقطه یک پلات 20*20 متر - ماکروپلات - زده و داخل آن به صورت V برعکس سه پلات 3*3 متر - میکروپلات - زده شد، سپس از داخل هر میکروپلات تعداد 5 نمونه خاک به صورت ضربدری از عمق 0-20 سانتی متر برداشت و با ایستادن در وسط ماکروپلات توسط دستگاه GPS موقعیت نقطه نمونه برداری ثبت گردید. در مجموع تعداد 20 نمونه خاک مرکب از منطقه مورد مطالعه برداشت گردید.
تجزیه و تحلیل آماری و آنالیز نمونههای خاک
آنالیز آماری با استفاده از نرم افزار SPSS 16.0 انجام گرفت. آمارههای توصیفی - میانگین، میانه، حداقل، حداکثر و انحراف معیار - برای فلزات سنگین در منطقه مورد مطالعه محاسبه شد. برای اطمینان از نرمال بودن دادههای بدست آمده، از آزمون کولموگروف- اسمیرنوف استفاده شد. همچنین از آزمون همبستگی برای پی بردن به روابط معنی داری بین بازتاب باندهای مختلف و میزان غلظت فلزات سنگین استفاده شد.
