ارتباط مكاني پذيرفتاري مغناطيسي و غلظت فلزات روي، مس و سرب در خاك‌هاي سطحي اطراف اصفهان

Spatial variability of magnetic susceptibility and the concentration of Zn, Cu and Pb in surface soils of the Isfahan region

در سال‌هاي اخير توسعه شهرها و افزايش فعاليت‌هاي صنعتي سبب تجمع فلزات سنگين در خاك شده است. آلودگي خاك باعث كاهش كيفيت محيط زيست شده و سلامتي موجودات زنده را به خطر مي‌اندازد. از اين‌رو بررسي و مطالعه آلودگي خاك‌ها اجتناب‌ناپذير است. در بررسي آلودگي خاك‌ها، به‌طور عموم از روش‌هاي شيميايي استفاده مي‌شود كه روشي دشوار و وقت‌گير مي‌باشد. ولي به تازگي، از اندازه‌گيري پارامترهاي مغناطيسي استفاده مي‌شود كه روشي سريع و غيرمخرب است. در اين راستا، هدف اين پژوهش بررسي ارتباط مكاني پذيرفتاري مغناطيسي و غلظت برخي فلزات سنگين و اثر كاربري اراضي بر آن‌ها در خاك‌هاي سطحي بخشي از اراضي اطراف اصفهان بود. به اين منظور، تعداد 158 نمونه مركب خاك سطحي از عمق 5-0 سانتي‌متري از منطقه مطالعاتي به وسعت 700 كيلومترمربع برداشته، و پس از آماده‌سازي نمونه‌ها مقدار پذيرفتاري مغناطيسي در نمونه‌ها با استفاده از دستگاه اندازه‌گيري پذيرفتاري مغناطيسي، در فركانس پايين 46/0 كيلوهرتز اندازه‌گيري شد. همچنين غلظت فلزات سرب، روي و مس در نمونه‌هاي خاك پس از عصاره‌گيري با استفاده از دستگاه جذب اتمي تعيين گرديد. سپس نقشه پراكنش مكاني پارامترهاي مورد مطالعه با روش كريجينگ ترسيم شد. نتايج همبستگي معني‌داري (01/0P < ) را بين پذيرفتاري مغناطيسي و غلظت فلزات مس، روي و سرب نشان داد. مقايسه ميانگين پذيرفتاري مغناطيسي در كاربري‌هاي مختلف نشان داد كه پذيرفتاري مغناطيسي در مناطق صنعتي بيش‌تر از ساير مناطق است. كاربري شهري نيز اختلاف معني‌داري با كاربري كشاورزي نشان داد. روند افزايش پذيرفتاري مغناطيسي در منطقه نشان داد كه عوامل انساني، مهم‌ترين فاكتور افزايش پذيرفتاري مغناطيسي در كاربري صنعتي و شهري مي‌باشد. بررسي نقشه‌هاي پراكنش مكاني فلزات سنگين و پذيرفتاري مغناطيسي الگوي مشابهي را در خاك‌هاي منطقه مطالعاتي نشان دادند. بيش‌ترين غلظت فلزات سنگين در كاربري شهري و صنعتي مشاهده شد كه مي‌تواند به‌دليل آلودگي‌هاي به‌دست آمده از ترافيك و فعاليت‌هاي صنعتي در منطقه مطالعاتي باشد.

In recent years, urban development and industrialization have caused the accumulation of heavy metals in soil. Pollution of soils signi?cantly reduces the environmental quality and affects the human health. Using chemical methods to evaluate soil pollution is both difficult and time consuming. In many recent studies, magnetic susceptibility measurements have been employed for pollution monitoring as a non-destructive and fast technique. The objective of this research was to determine the spatial variability of magnetic susceptibility and the concentration of selected heavy metals and the effect of land use on their variations in surface soils of the Isfahan region. A total of 158 composite surface soil samples (0-5 cm) were taken from an area of about 700 km2. Magnetic susceptibility was measured at low frequency (0.46 kHz) using a Bartington MS2 dual frequency sensor. The concentration of total lead (Pb), zinc (Zn) and copper (Cu) were measured in all the soil samples. The spatial variability of these variables was examined by kriging. No significant difference was found between uncultivated and agricultural lands. The concentration of Cu, Zn and Pb are positively correlated with magnetic susceptibility (?lf). It appears that the major factor controlling the enhancement of magnetic susceptibility in the study area is anthropogenic activities. It appears that the concentration of Pb, Cu and Zn has been affected by anthropogenic sources such as traffic emissions and industrial activities. The results also suggest that magnetic methods could be used to estimate the heavy metal contamination from anthropogenic sources in soils.