ارزيابي غلظت عناصر جزيي در خاك‌هاي منطقه هشتگرد با استفاده از روش‌هاي زمين‌شيميايي و آماري چندمتغيره، استان البرز، ايران

Assessment of Trace Elements Concentration in Soils of the Hashtgerd Area Using Geochemical and Multivariate Statistical Methods, Alborz Province, Iran

غلظت عناصر جزيي آرسنيك، كبالت، كروم، مس، موليبدن، نيكل، سرب، واناديم و روي در 160 نمونه خاك منطقه هشتگرد بررسي شد. مقايسه ميانگين غلظت عناصر جزيي نمونه‌هاي خاك كشاورزي و غيركشاورزي با مقاديرميانگين جهاني خاك‌هاي غيرآلوده نشان مي‌دهد كه آرسنيك، كبالت، مس، نيكل، واناديم و روي مقادير بيش‌تري نسبت به ميانگين جهاني دارند. نتايج فاكتور آلودگي(CF) نشان داد كه عناصر آرسنيك، كبالت، نيكل، روي و واناديم آلودگي متوسط و مس آلودگي چشم‌گيري براي خاك‌هاي كشاورزي و غيركشاورزي دارند. محاسبه درجه آلودگي اصلاح شده(mCd) براي نمونه‌هاي خاك منطقه هشتگرد، درجه پايين آلودگي كل را نشان مي‌دهد. محاسبه فاكتور غني‌شدگي(EF) براساس مقدار ميانگين زمينه نشان داد كه عناصر مس، روي، سرب و واناديم در خاك‌هاي كشاورزي و عناصر كروم و روي در خاك‌هاي غيركشاورزي غني‌شدگي دارند. تحليل مولفه اصلي(PCA) براي ارزيابي منشا و ارتباط عناصر استفاده شده است. ارتباط بسيار خوب و قوي عناصر كبالت، آهن، نيكل و كروم در خاك‌هاي كشاورزي و عناصر مس، واناديم، كبالت، آهن ، روي و نيكل در خاك‌هاي غيركشاورزي بيان‌كننده نقش مهم فرايندهاي سنگ‌شناختي و خاك‌زاد در كنترل غلظت اين عناصر است. عناصر مس، واناديم و روي در خاك‌هاي كشاورزي رفتار شبيه غيروابسته را درون گروه‌ها و مولفه‌ها دارند، كه نشان‌دهنده منشاهاي زمين‌زاد و انسان‌زاد اين عناصر است. رفتارهاي متغير سرب و آرسنيك احتمالاً نشان‌دهنده منشاهاي متفاوت اين دو عنصر است. به‌طوركلي نتايج نشان مي‌دهد كه آلودگي خاك به‌عنوان تهديدي در منطقه نيست اما با در نظرگرفتن صنعتي شدن، فعاليت‌هاي كشاورزي و توسعه شهرنشيني در ناحيه هشتگرد خاك‌هاي منطقه نيازمند پايش بيش‌تر براي آلودگي عناصر جزيي در آينده هستند.

Concentrations of trace elements (As, Co, Cr, Cu, Mo, Ni, Pb, V and Zn) were studied in 160 soil samples in the Hashtgerd area. Comparison of mean concentration of the trace elements in both agricultural and non-agricultural soil samples with the mean worldwide soils reveals that As, Co, Cu, Ni, V and Zn concentrations are higher than the mean worldwide values. Chromium in non-agricultural soils shows higher concentration than mean worldwide soils. The results of contamination factor (CF) for agricultural and non-agricultural soils reveal that As, Co, Ni, Zn and V have moderate and Cu has considerable contamination factor. The application of modified degree of contamination (mCd) indicates very low to low degrees of contamination in soil samples of Hashtgerd area. The enrichment factor shows that Cu, Zn, Pb and V in agricultural soils and Cr and Zn in non-agricultural soils are enriched compared to the average abundances of the background level. The principal component analysis (PCA) was used to assess the association of elements. The strong association of elements such as Co, Fe, Ni, and Cr in agricultural soils and Cu, V, Co, Fe, Co and Ni in non-agricultural soils suggests lithogenic control and pedological processes. Copper, vanadium and zinc in agricultural soils display a quasi-independent behavior within the groups that show geogenic and anthropogenic sources. The variable behaviors of Pb, and As probably reflect various sources of these elements. The overall results demonstrate that the soil contamination is not a significant threat in the area, but considering the increasing rate of industrialization, agricultural activity and urbanization development in Hashtgerd area, the soils would require more monitoring of trace elements contamination in future.