نوع مقاله : مقالات پژوهشی
نویسندگان
1 دانشگاه صنعتی اصفهان
2 دانشگاه صنعتی اصفهان-دانشکده کشاورزی
چکیده
چکیده
در سال های اخیر تجمع عناصر سنگین در خاک در بسیاری از نقاط جهان به یک مشکل زیست محیطی مهم تبدیل شده است. از آنجائیکه در ارتباط با وضعیت پراکنش عناصر سنگین در خاک های استان همدان اطلاعاتی وجود ندارد، این مطالعه با هدف بررسی تغییرات مکانی فلزات سنگین سرب و روی در برخی از خاک های سطحی اطراف شهر همدان و درک ارتباط احتمالی آن با نوع استفاده از اراضی و مواد مادری خاک ها صورت گرفت. تعداد 263 نمونه خاک سطحی مرکب از عمق 10-0 سانتی متری از منطقه مطالعاتی به وسعت 1600 کیلومترمربع جمع آوری شد. موقعیت نقاط توسط دستگاه موقعیت یاب جهانی تعیین و کاربری محل شامل مرتع، گندم دیم، کشاورزی آبی و مناطق شهری ثبت گردید. همچنین شش نوع ماده مادری غالب منطقه شناسایی و از هر نوع سه نمونه برداشت شد. مقدار سرب و روی کل و قابل جذب در نمونه های خاک و مقدار کل این عناصر در نمونه های سنگ عصاره گیری و با استفاده از دستگاه جذب اتمی تعیین شد. برخی از ویژگی های خاک مانند هدایت الکتریکی، بافت، pH، ماده آلی و ظرفیت تبادل کاتیونی نیز در نمونه ها اندازه گیری شد. تغییرنمای همه جهته مقدار کل عناصر مورد مطالعه ترسیم و سپس الگوی مناسب بر آن ها برازش داده شد. در نهایت به وسیله روش کریجینگ نقشه پراکنش مکانی عناصر مورد مطالعه ترسیم گردید. میانگین غلظت روی کل و قابل جذب در منطقه مطالعاتی به‌ترتیب 4/71 و 5/2 میلی گرم بر کیلوگرم و میانگین غلظت سرب کل و قابل جذب به ترتیب 24 و 5/2 میلی-گرم بر کیلوگرم می باشد. نتایج آنالیز های زمین آماری نشان داد که مدل کروی بهترین مدل برازش داده شده بر غلظت کل سرب و روی می باشد. دامنه تأثیر برای سرب 9750 متر و برای روی 11550 متر تخمین زده شد. بر اساس نقشه های پراکنش سرب و روی، عامل مؤثر بر روند افزایشی این عناصر، نوع کاربری است. آنالیز سنگ های بستر در منطقه نیز نشان داد که شیل های واقع در قسمت های جنوب شرقی و غرب منطقه، دارای غلظت بالایی از عنصر روی (2/96 میلی گرم بر کیلوگرم ) هستند. بنابراین با هوادیدگی این سنگ ها روی به خاک اضافه شده است. علاوه بر کاربری، نوع مواد مادری منطقه نیز عامل مهم دیگر در کنترل غلظت روی کل است. از بین خصوصیات خاک تنها ماده آلی همبستگی بالایی با غلظت سرب (35/0r2=) و روی (33/0r2=) نشان داد.
واژه‌های کلیدی: تغییرات مکانی، عناصر سنگین، مواد مادری، نوع کاربری، تغییرنما، کریجینگ، همدان
عنوان مقاله [English]
Spatial variability of Pb and Zn concentration and its relationship with land use and parent materials in selected surface soils of Hamadan province
نویسندگان [English]
- M. Taghipour 1
- H. Khademi 1
- Sh. Ayoubi 2
1 College of Agriculture, Isfahan University of Technology
2 College of Agriculture, Isfahan University of Technology
چکیده [English]
Abstract
Accumulation of heavy metals in soils has become a serious environmental problem in many parts of the world. No information is currently available on the distribution pattern of heavy metals concentration in soils of Hamadan province. The objective of this research was to determine the spatial distribution of Pb and Zn and its relationship with land use and parent materials of a selected area surrounding the city of Hamadan. A total of 263 composite surface soil samples (0-10 Cm) were taken from an area of about 1600 km2. The location of each sampling site was recorded by using a GPS and its land use type (residential, uncultivated, agricultural land and dryland wheat) was also determined. In addition from six major types of bedrock in the Hamadan province were also sampled with 3 replicates. The total and plant available Zn and Pb in soil samples and the total concentration of these elements in parent rocks were measured by atomic absorption spectrophotometer after extraction. Selected soil properties including pH, electrical conductivity, organic matter, cation exchange capacity and soil texture were also determined. The spatial variability of variables was examined by variography and kriging analysis. The mean concentration of total and available Zn were 71.4 and 2.5 mg Kg-1 and those for Pb were 24 and 2.5 mg Kg-1, respectively. The results of geostatistical analysis showed that spherical model was the best model for describing the spatial variability of Pb and Zn. The range of influence was estimated 9750 m for Pb and 11550 m for Zn. It seems that the major factor controlling the high concentration of total Pb and Zn in the area is land use type. Analysis of parent rock samples indicated that shale as the major parent rock occurring in the southeast and west part of the study area contains a high quantity of Zn (96.2 mg Kg-1). Therefore, it appears that Zn has entered the soils in the study area through the weathering of parent materials. In other words, the content of Zn in the soils studied seems to be mainly controlled by soil parent material and land use. A significant correlation was found between organic matter and the concentration of Pb.(r2= 0.35) and Zn (r2= 0.33).
Keywords: Spatial variability, Heavy metals, Parent materials, Variogram, Kriging, Hamadan
)
ارسال نظر در مورد این مقاله