بررسي توزيع مكاني فلزات سنگين كادميوم، مس و سرب در خاك و تعيين منشا اين فلزات (مطالعه موردي: شهرستان نهاوند)

The spatial distribution of heave metals cadmium, copper and lead in soil and sources of these metals (Case study: Nahavand city)

هدف از اين مطالعه بررسي توزيع مكاني فلزات سنگين كادميوم، مس و سرب با استفاده از سيستم اطلاعات جغرافيايي و زمين آمار و تاثيرات ساختارهاي زمين شناسي و كاربري اراضي بر غلظت اين فلزات در خاك مي باشد. با استفاده از روش نمونه برداري سيستماتيك- تصادفي 39 نمونه خاك سطحي (20-0 سانتيمتري) از شهرستان نهاوند واقع در استان همدان به وسعت 1623 كيلومنر مربع جمع آوري و غلظت كل عناصر، خصوصيات فيزيكي و شيميايي خاك شامل pH، EC و ماده آلي براي كليه نمونه ها اندازه گيري شد. براي پهنه بندي غلظت عناصر از روش هاي مختلف كريجينگ استفاده شد و با كمك آناليز همبستگي مكاني، مناسبترين روش پهنه بندي با استفاده از مقادير RMSS و RMSE و توابع MAE و MBE انتخاب گرديد. سپس نقشه پهنه بندي غلظت فلز سنگين كادميوم با استفاده از روش كريجينگ گسسته و مدل نمايي، فلز مس با استفاده از روش كريجينگ معمولي و مدل نمايي و فلز سرب با استفاده از روش كريجينگ گسسته و مدل كروي تهيه شد. همچنين براي تجزيه و تحليل توزيع مكاني فلزات از نقشه هاي كاربري اراضي و زمين شناسي استفاده شد. نقشه كاربري اراضي با استفاده از اعمال روش هيبريد (كه تركيبي از طبقه بندي نظارت شده و نظارت نشده است) بر روي تصوير AWIFS سال 1378 با كاپاي 91/0 و صحت كلي 95% تهيه گرديد. تجزيه و تحليل نقشه پهنه بندي فلزات نشان داد كه عناصر كادميوم، مس و سرب منشا زمين شناسي و كشاورزي دارند. در حقيقت اين فلزات به طور طبيعي در خاك وجود دارند اما فعاليت هاي انسان سبب تجمع بيشتر اين فلزات در خاك شده است.

The purpose of this study to determine the spatial distribution of heavy-metal cadmium, copper and lead, are using GIS and Geo-statistics, and Geological structure and Land use effects on the concentration of these metals in the soil. First, using 39 surface soils (0-20cm) random systematic sampling in Nahavand city in Hamadan province 1623 square kilometers were collected and total element concentrations, soil characteristics, including the pH, EC and organic matters were measured. Interpolation for heavy metals concentrations were used kriging methods, and assisting location correlation analysis, interpolation suitable method was chosen using RMSE and RMSS values and MAE and MBE function. For heavy metalʹs concentration maps, cadmium, we used Disjunctive Kriging and exponential model, for Copper, Ordinary Kriging and exponential models and Zinc, Disjunctive Kriging and Spherical model. Furthermore, for analyzing the metalʹs concentration distribution maps from land use and geology maps were used. Land use map using the hybrid method (The combination of supervised and unsupervised classification) on the image AWIFS 1387 with Kappa 0.91 and accuracy 95% was obtained. Interpolation mapʹs analysis showed that the metals cadmium, Copper and Zinc have geological and agricultural origins. These metals are present naturally in soil, but human activity has caused the accumulation of these metals in the soil.