پديد آورندگان :
پيامني، كيانفر دانشگاه ملاير - دانشكده منابع طبيعي و محيط زيست - گروه محيط زيست , سلگي، عيسي دانشگاه ملاير - دانشكده منابع طبيعي و محيط زيست - گروه محيط زيست , رنگزن، كاظم دانشگاه شهيد چمران اهواز - دانشكده علوم زمين , فرهادي نژاد، طاهر مركز تحقيقات و آموزش كشاورزي و منابع طبيعي لرستان
كليدواژه :
پايش آلاينده‌ها , خرمآباد , ژئوشيميايي , فلزات سنگين , محيط‌هاي آبي
چكيده فارسي :
رسوبات مي‌توانند نمايانه‌هاي حساسي براي پايش آلاينده‌ها در محيط‌هاي آبي باشند. بنابراين، شناخت ساز و كارهاي انباشت و توزيع ژئوشيميايي فلزات سنگين در سامانه‌هاي آبزي و فراهم‌سازي اطلاعات اوليه براي قضاوت ريسك‌هاي سلامت محيطي، بررسي فضايي غلظت فلزات در رسوبات و مقايسه آن‌ها با مقادير پايه‌هاي غير آلوده از اهميت بسزايي برخوردار مي‌باشد. يكي از روش‌هاي مرسوم ارزيابي آلودگي خاك و رسوب استفاده از شاخص عامل آلودگي (CF) است. محاسبه اين شاخص نيازمند تعيين پس زمينه عناصر مورد بررسي است. براي اين منظور، به‌طور معمول از روش‌هاي آماري مبتني بر ميانگين و انحراف معيار داده‌ها استفاده مي‌شود. با توجه به چوله بودن توزيع بيشتر داده‌هاي ژئوشيميايي، استفاده از اين روش پارامتريك را با محدوديت مواجه مي‌سازد، لذا، استفاده از روش‌هاي مقاوم به داده‌هاي پرت به‌عنوان رويكردي جايگزين مي‌تواند مطرح شود. در يكي دو دهه اخير، روش فركتال نيز براي جداسازي جوامع در داده‌هاي مربوط به بسياري از رشته‌هاي علوم زميني به‌كار گرفته شده است. به‌منظور ارزيابي كاربرد اين دو روش در شاخص CF، 771 نمونه رسوب آبراهه‌اي حاوي شش عنصر فلزي As، Cr، Cu، Ni، Pb و Zn در منطقه‌اي به وسعت برگه نقشه زمين‌شناسي يكصد هزارم الشتر (واقع در شمال شهر خرمآباد) برداشت شد. سپس، با هر دو روش (روش آماري مقاوم به داده‌هاي پرت و روش فركتالي) پس‌زمينه عناصر تعيين و در نهايت، شاخص CF محاسبه شد. اين شاخص مبتني بر روش آماري به‌ترتيب براي عناصر آرسنيك، كرم، مس، نيكل، سرب و روي 7.5، 0.8، 5.1، 0.5، 4.7 و 9.2 درصد نمونه‌هاي مورد بررسي را در سطح متوسط ارزيابي كرده است. شاخص CF مبتني بر روش فركتال براي عناصر مذكور به‌ترتيب 39، 28.9، 88.6، 39.4، 45.7 و 73.4 درصد در سطح متوسط است و براي عناصر مس، سرب و روي سه، 0.1 و 4.3 درصد در سطح قابل ملاحظه ارزيابي كرده است. نتايج به‌دست آمده نشان مي‌دهد كه استفاده از روش‌هاي آماري در تعيين پس‌زمينه عناصر با وجود انتخاب روش آماري متناسب با توزيع داده‌ها، حساسيت شاخص CF را كاهش داده، در جداسازي طبقات آلودگي، كارايي شاخص را پائين آورده است، در حالي‌كه استفاده از روش فركتال به علت در نظر گرفتن بعد فضايي (مساحت) در جداسازي جوامع مختلف پس‌زمينه از آنومالي تفكيك طبقات آلودگي به‌وسيله شاخص CF را قوت بخشيده، در نتيجه برآوردهاي آلودگي منطقه‌اي را بهبود مي‌بخشد.
چكيده لاتين :
Sediments can be sensitive indicators for monitoring contaminants in aquatic environments. Therefore, understanding the mechanisms of accumulation and geochemical distribution of heavy metals in aquatic systems and providing basic information for judging environmental health risks, spatial study of metal concentrations in sediments and their comparison with non-contaminated bases is of great importance. One of the common methods of soil pollution assessment is the use of pollution factor index (CF). The calculation of this index requires determining the background of the elements under study. For this purpose, statistical methods based on mean and standard deviation of data are commonly used. Due to the skuwness of the distribution of geochemical data, the use of this parametric method is limited, so the use of methods resistant to outlier data can be proposed as an alternative approach. In the last two decades, the fractal method has been used to separate communities in data related to many disciplines of earth sciences. In order to evaluate the two mentioned methods, 770 samples of waterway sediments containing six metal elements of As, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn were collected in an area that is located in the north of Khorramabad. The background of the elements was determined by both methods (statistical method resistant to outlier data and fractal method) and finally the CF index was calculated. This index based on statistical methods assessed at the intermediate level for arsenic, chromium, copper, nickel, lead and zinc 7.5, 0.8, 5.5, 0.5, 4.7 and 9.2 percent, respectively. For the mentioned elements based on fractal method, the medium level of contamination were 39%, 28.9%, 88.6%, 39.4%, 45.7%, 73.4% of the total sample, respectively. In addition, with the second method, 3% (copper), 0.1% (lead) and 4.3% (zinc) of the number of samples have been evaluated at a considerable level. The results showed that the use of statistical methods in determining the background of the elements, despite the selection of a statistical method appropriate to the distribution of data, has reduced the sensitivity of the pollution index and reduced the efficiency of the index in the separation of pollution classes. While the use of fractal method due to considering the spatial dimension (area) in separating different background communities from anomalies leads to better efficiency of CF index and thus improves regional pollution estimates.
