ارزیابی ریسک و مدلسازی توزیع مکانی آلودگی فلزات سنگین در خاک سطحی اطراف معدن منگنز ونارچ به روش شبکه های عصبی مصنوعی

هدف مطالعه حاضر ارزیابی آلودگی احتمالی فلزات سنگین در خاک اطراف معدن ونارچ استان قم با استفاده از شاخص های آلودگی و روش شبکه های عصبی مصنوعی است.

به منظور بررسی وضعیت آلودگی در اطراف معدن ونارچ استان قم، در محدوده ای به وسعت 22 کیلومتر مربع تعداد 70 نمونه خاک برداشت شد و سپس غلظت کل فلزات منگنز، سرب، روی، مس و نیکل در نمونه ها اندازه گیری شد. جهت کمی کردن خطر آلودگی خاک به فلزات سنگین از شاخص زمین انباشتگی (Igeo)، فاکتور آلودگی (CF) و شاخص بار آلودگی (PLI) و نیز شاخص ارزیابی خطر بهداشتی استفاده شد. همچنین به منظور پهنه بندی آلودگی خاک به فلزات سنگین، مدل سازی آلودگی خاک با استفاده از روش شبکه های عصبی پرسپترون چند لایه (MLP) صورت گرفت.

نتایج حاصل از بکارگیری شاخص ها نشان داد که خاک منطقه ونارچ به فلزات منگنز و سرب و تا حدی فلز مس در اثر فعالیت های معدن کاری آلوده است. اما در ارتباط با دو فلز روی و نیکل غنی شدگی قابل توجهی مشاهده نشد. ارزیابی خطر بهداشتی نشان داد که بیشترین خطر سرطان زایی و غیرسرطان زایی مربوط به عنصر سرب است و خطر سرطان زایی در کودکان بیش از بزرگسالان به دست آمد. بررسی نقشه های توزیع پراکندگی این عناصر بیانگر این نکته بود که حداکثر غلظت فلزات سنگین مورد بررسی در غرب (محوطه استخراجی معدن) و جنوب غرب منطقه (محدوده سنگ شکن) رخ داده است. همچنین غلظت تمام فلزات در نمونه های خاک سطحی منطقه ونارچ با افزایش فاصله از معدن کاهش پیدا کرده است که این نتیجه نیز تاییدی بر منشا معدنی آن ها می باشد.

نتایج نشان داد که غلظت منگنز و مس و به ویژه سرب در خاک اطراف معدن منگنز ونارچ بواسطه فعالیت های معدنی افزایش یافته است. بیشترین اثر منفی زیست محیطی و بهداشتی معدن نیز از افزایش غلظت سرب در خاک منشا می گیرد.