تهیه نقشه آلودگی کلی خاک به فلزات سنگین با استفاده از راهکار امتیازهای محدودیتی

همگام با رشد روزافزون صنعت و فناوری، ورود آلاینده های زیست محیطی و در صدر آن ها فلزات سنگین به خاک ها، موجب نگرانی های رو به رشد جامعه جهانی پیرامون خطرات احتمالی آلودگی منابع خاک شده است. نظر به تعدد منشاهای ورود فلزات سنگین آلاینده به خاک، این عناصر خطرناک اغلب همراه با هم در محیط خاک یافت می شوند و در نتیجه، ارزیابی صحیح خطر آلودگی های زیست محیطی، مستلزم توجه هم زمان به تمامی آلاینده های موجود است. در پژوهش حاضر به منظور ارائه تصویری از آلودگی کلی خاک در منطقه شهرک صنعتی تخصصی روی زنجان، از راهکار امتیازهای محدودیتی برای تلفیق نقشه های تک عنصری فلزات سنگین استفاده شد.
برای انجام این پژوهش، 85 نمونه خاک سطحی (صفر تا 20 سانتی متر) در قالب یک الگوی شبکه ای منظم برداشت و غلظت کل فلزات روی، سرب و کادمیم در آن ها با استفاده از دستگاه جذب اتمی اندازه گیری شد. به منظور بررسی الگوی پراکنش مکانی عناصر مختلف، اقدام به درون یابی مقادیر این عناصر با استفاده از تخمین گر کریجینگ معمولی در محیط نرم افزاری ArcGIS 10.1 شد. برای انعکاس خطر آلایندگی عناصر موردبررسی، ابتدا مقادیر غلظت کل عناصر اندازه گیری شده، بر اساس حدود مجاز و خطرساز هر یک از عناصر به کمک یک معادله نمایی به امتیاز محدودیتی تبدیل شدند. سپس، مجموع امتیازهای محدودیتی عناصر در نقاط مشاهده ای محاسبه شد و با منظور داشتن آن به عنوان یک متغیر محیطی، مقادیر این شاخص در فضای نمونه برداری برآورد و در نهایت، پهنه بندی گردید.
بررسی الگوی پراکنش مکانی غلظت کل فلزات سنگین نشان داد که پهنه های خاکی دارای بیشترین غلظت هر سه فلز سنگین روی، سرب و کادمیم در قسمت های شمال غربی منطقه، یعنی در اراضی مجاور شهرک تخصصی روی مشاهده می شوند و با افزایش فاصله از این نواحی، شدت آلودگی به تدریج کاهش می یابد. به نظر می رسد که فعالیت های صنعتی انجام گرفته در شهرک تخصصی روی، عامل اصلی کنترل توزیع مکانی عناصر روی، سرب و کادمیم در خاک های منطقه هستند. با وجود بالاتر بودن مقادیر اندازه گیری شده و تخمینی برای غلظت کل عنصر روی در مقایسه با عناصر سرب و کادمیم، بر اساس استانداردهای ملی کشور، مقادیر این عنصر در هیچ کجای منطقه موردمطالعه از حد خطرساز این عنصر فراتر نبود؛ حال آن که در بخش قابل ملاحظه ای از خاک های منطقه، غلظت عناصر سرب و کادمیم از حد مجاز و حتی در بخش های اطراف شهرک تخصصی روی، از حد خطرساز نیز تجاوز نمود. بررسی الگوی تغییرات مکانی امتیازهای محدودیتی تجمعی فلزات سنگین نشان داد که پهنه های دارای بیشترین مقادیر این شاخص در اراضی مجاور شهرک تخصصی روی مشاهده می شوند. در نتیجه می توان گفت که شهرک صنعتی روی نه تنها توزیع مکانی عناصر آلاینده در منطقه را کنترل می کند، بلکه عامل اصلی فراتر رفتن غلظت عناصر از حدود مجاز و گاهی خطرساز، در بخش های مشخصی از منطقه و تنزل کیفیت اراضی در این بخش ها است.
به طورکلی، فعالیت های صنعتی مربوط به فرآوری فلز روی، موجب ورود هم زمان چندین فلز سنگین به خاک های اطراف و کاهش کیفیت اراضی منطقه شده است. وقوع مقادیر تخمینی غلظت فلزات آلاینده مختلف در دامنه های متفاوتی از مقادیر و عدم یکسانی حدود آستانه آلایندگی این عناصر، موجب بروز مشکلاتی در درک خطر آلودگی خاک در منطقه از طریق نقشه های تک عنصری گردید. استفاده از راهکار امتیازدهی محدودیتی به دلیل استاندارد بودن امتیازهای منسوب به هر متغیر و قابلیت جمع پذیری، راهکاری سودمند برای انعکاس هم زمان اثرات چندین آلاینده بر کیفیت خاک است.