بخشی از مقاله
چکیده:
فلزات سنگین بهطور طبیعی در همه خاکها وجود دارد ولی آلودگی خاک به دلیل فعالیتهای بشر رو به افزایش است. انباشت این فلزات در خاک درنهایت باعث ورود آنها به چرخه غذایی و تهدید سلامت انسان و سایر موجودات میشود. در این مقاله، به بررسی توزیع مکانی فلزات سنگین کروم و آرسنیک با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی و زمینآمار در خاک سطحی و عمقی مکان دفن زباله شهری زاهدان پرداختهشده است.
با استفاده از روش نمونهبرداری سیستماتیک-تصادفی تعدادجمعاً 20 نمونه مرکب خاک سطحی از عمق صفرتا 30 سانتیمتری و عمقی از عمق 30 تا 60 سانتیمتری از خاک مکان دفن زباله شهری زاهدان به وسعت 187502 کیلومترمربع جمعآوری و غلظت کل عناصر، آمارههای توصیفی - میانگین، میانه، انحراف معیار، حداکثر، حداقل، چولگی و کشیدگی - برای فلزات سنگین در منطقه موردمطالعه محاسبه شد.
برای پهنهبندی غلظت عناصر از روش کریجینگ و معکوس فاصله وزنی استفاده شد و با کمک آنالیز همبستگی مکانی، مناسبترین روش پهنهبندی با استفاده از مقادیر RMSS انتخاب گردید. تجزیهوتحلیل نقشههای پهنهبندی فلزات کروم و آرسنیک نشان داد که عناصر کروم و آرسنیک در محدوده شمالی مکان دفن زباله شهری زاهدان از آلودگی به فلزات سنگین بیشتری برخوردار میباشد.
-1 مقدمه:
فعالیتهای انسانی بهطور مستقیم و گاهأ غیرمستقیم بر کیفیت و عملکرد محیطزیست تأثیرگذار است. برای فراهم کردن یک محیطزیست پایدار جنبههای مختلفی شامل خاک مناسب و عاری از آلودگی فلزات سنگین باید مورد ملاحظه و بررسی قرار گیرد
در دهههای اخیر، فلزات سنگین به دلایل خصوصیت آلایندگی ویژه آنها بسیار موردتوجه قرارگرفتهاند. برخی از این ویژگیها عبارتاند از:
-1 آنها مانند بسیاری از رادیو نوکلوئیدها و مواد آلی در طول زمان تجزیه نمیشوند.
-2 ورود آنها در خاک میتواند با هوازدگی سنگهای مادری و پدوژنزی ارتباط داشته باشد.
-3 اغلب بهصورت کاتیونها هستند. درنتیجه تغییر شرایط زیستمحیطی در اثر فعالیتهای انسان - تغییر کاربری زمین، کشاورزی و تغییرات اقلیمی - یا از طریق اشباع شدن بیش از ظرفیت بافری خاک میتوانند تحرک پیداکرده که در چنین وضعیتی بسیار خطرناک خواهند بود.
آلودگی فلزات سنگین نهتنها بهطور مستقیم بر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک، کاهش فعالیت بیولوژیکی و کاهش دستیابی زیستی مواد مغذی در خاک تأثیر میگذارند، بلکه خطر جدی برای سلامتی انسان با ورود به زنجیره غذایی و همچنین امنیت زیستمحیطی از طریق نفوذ در آبهای زیرزمینی محسوب میشوند
از انواع آلایندهها میتوان به فلزات سنگین، ترکیبات رادیواکتیوی، ترکیبات آلی و غیر آلی اشاره کرد. متداولترین فلزات سنگین در مناطق آلوده کادمیوم، کروم، مس، جیوه، نیکل و روی هستند
کروم عنصری است که بهطور طبیعی در محیطزیست دیده میشود. رایجترین منبعهای انتشار کروم به محیطزیست بهطور عمده عبارت است از کارخانههای تولید سیمان، احتراق گازهای طبیعی، نفت و زغالسنگ، آبکاری فلزها، سوزاندن زباله، لجن فاضلاب .[6] این عنصر یک فلز سنگین است و به فرمهای سه و شش ظرفیتی دیده میشود اما در محیطزیستمعمولاً به شکل سهظرفیتی مشاهده میشود
آرسنیک شبهفلز سمی معروفی است که به سه شکل زرد، سیاه و خاکستری یافت میشود. آرسنیک و ترکیبات آن بهعنوان آفتکش - علفکش، حشرهکش و آلیاژهای مختلف - مورداستفاده قرار میگیرند. آرسنیک ازنظر شیمیایی شبیه فسفر است که تا حدی که میتواند در واکنشهای بیوشیمیایی جایگزین آن شود
اغلب مطالعات در مورد آلودگی فلزات سنگین مانند ارزیابی اثرات زیستمحیطی فلزات سنگین با تعیین توزیع مکانی آنها آغاز میشود .[9] به دلیل واریانس بالای دادهها زیستمحیطی بسیاری از محققان با مسائل مربوط به ارزیابی و تفسیر بهتر این دادهها مواجهاند. در این زمینه لزوم بهکارگیری روشهای پیشرفته آماری ضرورت دارد. علم زمینآمار از دقیقترین روشهایی است که علاوه بر توصیف تغییرات مکانی و زمانی دادهها قادر به تهیه نقشههای کمی توزیع آلودگی با حداقل واریانس ممکن میباشد
نقشه های مشخصکننده مناطق آلوده به فلزات سنگین و یا در معرض خطر آلودگی میتواند اطلاعات مهمی را درزمینهی انتخاب و یافتن مناطق مناسب جهت کاربریهای استفاده از سرزمین یا پاکسازی خاک در اختیار تصمیم گیران قرار دهد. در بسیاری از مطالعات جهت ارزیابی میزان فلزات سنگین در خاکها به بررسی توزیع مکانی با استفاده از روش زمینآمار پرداختهشده است. فاک پینلی و همکاران،2005؛ کوتو و جولین، 2001؛ کریشنا و گویل،2005 و مارتین و همکاران،2006 مطالعات گستردهای را درزمینهی کاربرد زمینآمار در بررسی تغییرات مکانی فلزات سنگین انجام دادهاند. درنتیجه این تحقیق باهدف تعیین توزیع مکانی فلزات سنگین کروم و آرسنیک در خاک سطحی و عمقی مکان دفن زباله شهری زاهدان با استفاده از روشهای زمینآماری صورت گرفت.
-2 مواد و روشها
-2-1 منطقه موردمطالعه
برای این پژوهش خاک سطحی و عمقی مکان دفن زباله شهری زاهدان انتخاب شد. شهر زاهدان واقع در استان سیستان و بلوچستان با وسعتی حدود 187502 کیلومترمربع دارای 4 بخش مرکزی، نصرتآباد ومیرجاوه میباشد. این شهرستان از شمال به شهرستان زابل، از شمال شرقی به کشور افغانستان، از شمال غرب به شهرستان ایرانشهر، از شرق به پاکستان و از جنوب به شهرستان خاش محدود میشود. مساحت شهر زاهدان 5864 کیلومترمربع و در موقعیت جغرافیایی 60 درجه و 51 دقیقه و 25 ثانیه طول شرقی و 29 درجه و 30 دقیقه و 45 ثانیه عرض شمالی میباشد و ارتفاع شهر از سطح دریا 1378 متر است
شکل -1 موقعیت جغرافیایی شهر زاهدان
سایت دفن زباله زاهدان با موقعیت جغرافیایی 58 درجه و 11 دقیقه و 14 ثانیه طول شرقی و 29 درجه و 23 دقیقه و 41 ثانیه عرض شمالی در کیلومتر 13 جاده میر جاوه قرارگرفته است. روزانه 250 الی 350 تن زباله در زاهدان تولید و سرانه زباله شهر به ازای هر نفر بهطور متوسط 550 گرم در روز است که در مناطق مختلف از 450 تا 750 گرم میرسد.
-2-2 عملیات نمونهبرداری
نمونهبرداری از خاک منطقه در فصل بهار 1395 صورت گرفت. بر اساس روش نمونهبرداری تصادفی ابتدا تعداد 10 ایستگاه انتخاب شد. سپس یک نمونه سطحی - تا عمق 30 سانتیمتری از سطح زمین - و یک نمونه عمقی - عمق 30 تا 60 سانتیمتری از سطح زمین - از هر ایستگاه برداشت گردید.
