مطالعه پراكنش آلودگي خاك به عناصر سنگين با استفاده از زمين آمار و خوشه بندي فازي در منطقه ديزج آباد، استان زنجان

Study of distribution of soil pollution by heavy metals with geostatistics and fuzzy clustering in Dizajabad area, Zanjan Province

اين پژوهش با هدف شناخت الگوي پراكنش و شدت آلودگي خاك در اطراف مجتمع كارخانه هاي شركت ملي سرب و روي ايران در منطقه ديزج آباد استان زنجان انجام شد. براي اين منظور تعداد 272 نمونه خاك 0 سانتي متري در قالب يك شبكه با فواصل 250 و 500 متر برداشت شد و پس از - سطحي از عمق 10 عصاره گيري با اسيد نيتريك غلظت عناصر سرب، روي و كادميم در نمونه ها تعيين شد. ميانگين غلظت سرب، 1 ميلي گرم بر كيلوگرم بود. تبديل گر باكس- كوكس / 182 و 48 /28 ،181/ روي و كادميم در خاك به ترتيب 03 براي نرمال سازي داده ها استفاده شد. الگوي مكاني متغيرها توسط محاسبه تغييرنماهاي تجربي و مدل هاي برازش داده شده زمين آماري مورد بررسي قرار گرفت. مدل نمايي بهترين نتيجه را براي توصيف تغييرپذيري مكاني عناصر 1073 و 1026 متر مي باشد. روش ، نشان داد. دامنه تاثير براي تغييرنماهاي سرب، روي و كادميم به ترتيب 1131 كريجينگ معمولي نتايج قابل قبولي براي برآورد غلظت فلزات سنگين در نقاط نمونه برداري نشده نشان مي دهد. 1 انجام شد. / در نماي فازي 2 FCM خوشه بندي داده ها از طريق كمينه سازي يك تابع عضويت در قالب الگوريتم براساس توابع شاخص عملكرد فازي، آنتروپي نرماليزه شده و شاخص جداشدگي مناسب ترين خوشه بندي با با آلودگي بالا در قسمت مركزي و اطراف كارخانه و G و E ،B ،A تعداد 7 كلاس تعيين شد. كلاس هاي با آلودگي كم در شمال، شمال شرقي و جنوب شرقي منطقه قرار داشتند. كلاس نامعمول F و D ،C كلاس هاي در بخش بزرگي از منطقه پراكنده بود و به طور عمده با محل كارخانجات و دفن پسماندها مطابقت داشت. واژه هاي كليدي: آلودگي خاك، تغييرات مكاني، خوشه بندي فازي، زنجان

This study was conducted to know the intensity and spatial pattern of soil heavy metals pollution around the national Iranian lead and zinc complex factories in Dizajabad area, Zanjan province. A sum of 272 surface samples (0-10 cm) were collected based on a grid methods with nodes of 250 and 500 meters and the samples were extracted with HNO3 and the concentrations of Pb, Zn and Cd were determined. Average concentrations of Pb, Zn, and Cd in soil were 181.3, 182.28 and 1.48 mgkg-1, respectively. To study spatial pattern of variables, experimental variograms were calculated and best model was fitted in each case, which was exponential for all. Influence ranges for variograms of Pb, Zn, and Cd were 1131, 1073 and 1026 m, respectively. Using ordinary kriging method, interpolation was carried out, which performed well. To classify the data in taxonomic space, a fuzzy c-means with extragrades clustering algorithm was run on the data using several fuzziness exponents (?). Plausible fuzzy clusters were obtained at ?=1.2. To find 7 as the optimal number of classes from a 2-10 assemblage, fuzziness validation functions F, H and S were used. Most polluted classes A, B, E and G are located at center and around the factory, while C, D and F are covered northern, northeast and southeast parts of the study area. Major parts of extragrade class was the location of factory and landfill compliance. Keywords: Soil pollution, Spatial distribution, Fuzzy clustering, Zanjan