بررسي تغييرات مكاني پراكنش سرب و كادميوم با استفاده از تكنيك‌هاي زمين‌آمار و GIS (مطالعه موردي: اراضي اطراف مجتمع فولاد مباركه)

Investigation of spatial distribution of lead and cadmium using geostatistical techniques and GIS (case study: field’s surrounding Mobarakeh steel complex)

زمينه و هدف: افزايش جمعيت و در نتيجه افزايش روزافزون نيازهاي بشري منجر به گسترش روزبه‌روز صنايع شده و مديريت نادرست بخش‌هاي صنعتي منجر به آلودگي هر چه بيشتر اراضي و در نتيجه آسيب‌هاي جبران‌ناپذير به طبيعت و موجودات زنده مي‌گردد. لذا بررسي نقش مراكز صنعتي در آلودگي خاك يكي از مهم‌ترين اقدامات در زمينه كنترل آلودگي‌ها است. روش بررسي: مجتمع صنعتي فولاد مباركه نيز از اين امر مستثنا نبوده، بدين منظور اراضي اطراف مجتمع فولاد مباركه اصفهان انتخاب و در يك شبكه منظم km 2 در يك بافر km 10 اقدام به نمونه‌برداري از خاك سطحي گرديد. تعداد 49 نمونه از نقاط مختلف برداشت شد. پارامترهاي خاك از جمله بافت، اسيديته و شوري اندازه‌گيري شد و همچنين ميزان فلزات سنگين سرب و كادميوم نيز با استفاده از دستگاه جذب اتمي شعله اندازه‌گيري گرديد. يافته‌ها: آناليز داده‌ها در محيط سيستم اطلاعات جغرافيايي (GIS) و با استفاده از تكنيك‌هاي زمين‌آماري نشان داد كه داده ­ها نرمال هستند و با توجه به ميزان (RMS (Root mean square كمتر مدل كروي مدلي مناسب براي بررسي تغييرات مكاني سرب و كادميوم است. بيشترين و كمترين ميزان غلظت سرب به ترتيب mg/kg 50/88و mg/kg 26/71و براي كادميوم نيز mg/kg 6 و mg/kg 1/26 بوده است. نتايج همچنين گوياي آن است كه بين غلظت عناصر مذكور و ويژگي‌هاي خاك ارتباط معني‌داري وجود ندارد (0/05p) همچنين نتايج تحقيق حاضر نشان‌دهنده آن است كه جهت باد غالب نقش مهمي در پراكنش سرب و كادميوم در منطقه مورد مطالعه داشته است. نتيجه‌گيري: نتايج بدست آمده نقش مجتمع صنعتي در آلودگي محيط را نشان مي‌دهد. چرا كه كانون اصلي سرب در شرق و جنوب غربي كارخانه فولاد مباركه و براي كادميوم نيز در شرق و غرب كارخانه بوده است. لذا انجام اقدامات مديريتي و پايش دقيق‌تر جهت حفاظت از محيط‌زيست در صنعت مذكور الزامي است.

Background and Objective: Population explosion and human ever-increasing demands has been resulted in industrialization which its mismanagement led to land pollution and consequently irreversible harm to nature and living organisms. Thus, it is an important measure to investigate the role of industrial centers in soil pollution. Materials and Methods: We studied Mobarakeh Steel Industrial Complex and surface soil samples were taken in a regular grid with a dimension of 2 km of a 10 km buffer zone. 49 samples were taken from different sites. Soil parameters such as texture, pH and salinity were analyzed and concentrations of heavy metals including lead and cadmium were measured using flame atomic absorption spectrometry. Results: Data analysis in the GIS environment using geostatistical techniques showed that a spherical model is a good model to investigate the spatial variability of lead and cadmium. The lowest and highest lead concentrations were 88.50 and 71.26 mg/kg and that of Cd was 6 and 26.1 mg/kg, respectively. No significant relationship between the heavy metals and soil properties (p>0.05). However, the correlation between two elements was significant (p<0.001). Among the various parameters, it was realized that wind direction played a great role in the distribution of lead and cadmium in the area. Conclusion: The results showed the role of the industrial complex in the environmental pollution. The hot spot for lead was eastern and southwestern parts of the steel complex and for Cd it was in eastern and western parts. Proper management and more accurate monitoring are necessary to protect the environment in the complex industry.