بخشی از مقاله
چکیده
در این تحقیق هدف شناسایی آلودگی هاي ناشی از سوختن مشتقات نفتی در خاك است. منطقه مورد مطالعه شهراهواز می باشد که به دلیل چاه هاي نفتی فراوان در اطراف وجود دارد دچار آلودگی بسیاري شده است .که یکی از تاثیرات این آلودگی ها آل ودگی خاك در این منطقه می باشد .از سوختن مشتقات نفتی در این منطقه دوده هاي بسیاري در خاك این منطقه رسوب کرده است .هدف از انجام این تحقیق شناسایی الودگی هاي موجود در خاك شهر اهواز و میزان گسترش ان با استفاده از داده هاي مرئی .مادون قرمزمیانی و مادون قرمز حر ارتی است.
دراین تحقیق براي اولین بار از تصاویر شب لندست 8 براي شناسایی الودگی نفتی و ترکیب این داده هاي با داده هاي سنجنده استر استفاده شده است. همچنین در این تحقیق با توجه به موقعیت چاه هاي نفت اطراف شهر الودگی هاي اطراف انها مشخص شده اند و با استفاده از روش طبقه بندي نظارت شده مناطق حاوي الودگی مشخص شده و همچنین صحت این طبقه بندي مورد ارزیابی قرارگرفت و ضریب کاپا براي ان مشخص شده است.که صحت مناطق الوده در طبقه بندي اندازه گیري شده نزدیک به 89 درصد می باشد. در این تحقیق به پردازش تصاویر حرارتی در شب پرداخته شده و خاك هاي الوده به علت گسیلش بالاي که در شب دارند کاملا از خاك هاي معمولی قابل تفکیک هستند.
مقدمه
بیش از دو میلیون تن نفت در سال در جهان تولید می شود آلایندگی خاك ها و منابع آب زیرزمینی با هیدروکربن هاي نفتی در اطراف پالایشگاه ها، جایگاه هاي سوخت و محل عبور لوله هاي تاسیسات انتقال سوخت صورت می پذیرد که از جمله معضلات مهم محیط زیست به شمار می آید. هیدروکربن هاي نفتی مذبور در مواد شیمیایی که توسط انسان براي فعالیت هاي مختلف شامل سوخت گیري وسایل نقلیه و گرم کردن منازل استفاده می شوند، به طور طبیعی وجود دارند، نشت ترکیبات نفتی تحت تاثیر نیروهاي موئینگی و ثقلی منجر به حرکت عمودي در خاك هاي غیر اشباع شده و خلل و فرج خاك را پر می کند.
در صورت زیاد بودن مقدار نشتی فاز مایع به سطح آب رسیده و در آنجا تجمع می یابد و از آنجا به همراه آب هاي زیرزمینی حرکت کرده و به دلیل وزن مخصوص کمتر نسبت به آب در سطح آب شناور باقی می ماند. [3] یکی از مهمترین گروه هاي آلاینده هاي آلی محیطی هیدروکربن هاي نفتی هستند، که اغلب از طریق صنایع نفت و گاز وارد محیط زیست می شوند. این دسته از ترکیبات TPH - Total Petroleum Hydrocarbon - ترکیبی از هیدروکربن هاي آلیفاتیک، آروماتیک، هتروسیکلیت و آسفالتن ها است، ک ه به چهار بخش تقسیم می شود: بخش 6C - 1 تا - 10C، بخش 10C - 2 تا - 16C، بخش 16C - 3 تا - 33C، بخش 34C - 4 تا . - 50C بخش 1 و2 ترکیباتی فرار و نیمه فرار هستند در حالی که بخش 3 و 4 ترکیباتی هیدروفوبیک، مقاوم و سرطان زا هستند. [4]
هیدروکربن هاي نفتی در زمره آلاینده هاي خطرناك مقاوم هستند، و شامل ترکیباتی بوده که به صورت زیستی در زنجیره غذایی تجمع پیدا می کنند و سمیت حادي دارند، و بعضی از آن ها مانند بنزن و بنزو جهش زا و سرطان زا هستند. این ترکیبات اثر سوئی بر محصولات کشاورزي، آب هاي سطحی، آب هاي زیرزمینی و کیفیت خاك اراضی دارند.[5] بااین توضیحات شناسایی سریع و جلوگیري از نشت هاي نفت وکاهش اثرات مخرب بر اکوسیستم ها امري ضروري است. امروزه پیشرفت هاي اخیر در زمینه سنجش از دور آنرا به جایگزینی مناسب براي روش هاي سنتی در پایش، شناسایی و تحلیل آلودگی نفتی تبدیل کرده است.[2]
در حال حاضر ابزار زیادي براي آشکارسازي نفت نش ت شده وجود دارند، استفاده از هردو داده هاي هوایی و فضایی از قبیل رادار، uv ، مایکروویو، دوربین هاي فتوگرامتري، ویدیو کمرا، سنجنده هاي الکتروپیکال با محدوده طیفی مرئی و حرارتی و لیززر فلورانسها از جمله این ابزارها ه ستند. هرابزاري قوت و ضعفی دارد، لذا نمی توان گفت که ابزاري بهترین می باشد.[1] سنجش از دور نوري امکانات و توانایی زیادي در شناسایی و بررسی نشت هیدروکربن هاي نفتی دارد . وتا به امروز ثابت شده که بخش عمده سنجش از دور نوري در شناسایی و تهیه نقشه ي آلودگی نفتی متمرکز شده استکه اغلب شناسایی آن در قالب وسعت و مکان و زمان می باشد.[6]
از دیدگاه سنجش از دور نوري یک لایه نفت در آب را می توان با دو فرایند اصلی توصیف کرد -1 بازتاب هاي نوري از سطح لایه ي نفتی -2 جذب نور در لایه هاي نفتی. نفت از مخلوط پیچیده اي از هیدروکربن و مواد شیمیایی تشکیل شده که براي روغن هاي مختلف متفاوت است که این تنوع باعث اثر مستقیم بر خواص نوري می باشد. بنابراین شیمی نفت بر هردو طول موج و ضخامت لایه نفت تاثیر می گذارد.[7] که بیشتر اطلاعات طیفی بازتابی از لایه هاي نفتی تشخیص داده شده و کمت ر تشخیصی از خواص جذب در طول موج هاي لایه هاي نفتی داده می شود. گرچه ما اذعان داریم که موج برگشتی از لایه ي نفتی ممکن است تحت تاثیر قرار گیرد و تغییر کند. جذب که اطلاعات تشخیصی بالقوه اي دارد، وابسته به هردو طول موج و ضخامت لایه نفت است به طوري که جذب با ضخ امت لایه ي نفت رابطه مستقیم دارد همچنین افزایش جذب در آخر طول موج آبی در طیف مرئی می باشد.[8]
روش کار
دراین تحقیق از داده هاي سنجنده استر و تصاویر شب لندست 8 استفاده شده است.ابتدا تصاویر حرارتی طبق جدول زیرپیش پردازش شده است.باندهاي محدوده مرئی ومحدوده مادون قرمز نزدیک و مادون قرمز میانی نیز پیش پردازش شده اند.براي شناسایی الودگی خاك از طیف تصویر سنجنده استر به منظور بارز سازي این الودگی ها استفاده شده است.
