بررسي سطح آلودگي و الگوي توزيع فضايي غلظت فلزات سنگين (كروم، نيكل، مس، سرب و روي) در شهر صنعتي ماهشهر

The Study on the Level of Pollution and Spatial Distribution of Concentrations of Heavy Metals (Cr, Ni, Cu, Pb and Zn) in the Industrial City of Mah-Shahr

فلزات سنگين به دليل سميت و پايداري در محيط زيست يكي از مهم‌ترين آلاينده‌هاي خاك محسوب مي‌شوند. بنابراين بررسي توزيع غلظت فلزات سنگين جهت پايش آلودگي خاك و حفظ كيفيت محيط زيست ضروري است. اين تحقيق با هدف ارزيابي سطح آلودگي و تهيه نقشه‌هاي توزيع مكاني غلظت فلزات سنگين كروم، نيكل، مس، سرب و روي در خاك سطحي شهر صنعتي ماهشهر در سال 1395انجام شد. بدين منظور با استفاده از روش نمونه‌برداري سيستماتيك تعداد 51 نمونه خاك سطحي (cm20-0) جمع‌آوري و غلظت اين فلزات به روش XRF اندازه‌گيري شد. همچنين خصوصيات خاك شامل EC، pH، آهك و بافت خاك مشخص شد. شاخص آلودگي PI)) و شاخص جامع فاكتور آلودگي نمرو (NIPI) جهت تعيين وضعيت آلودگي خاك اين منطقه استفاده شد. نقشه‌هاي توزيع غلظت فلزات سنگين نيز با استفاده از روش درون‌يابي در سيستم اطلاعات جغرافيايي(GIS) تهيه گرديد. تحليل مؤلفه‌هاي اصلي(PCA) به منظور بررسي روابط بين فلزات انجام شد. نتايج نشان داد كه بالاترين مقادير شاخص آلودگي مربوط به كروم و نيكل است كه در سطح آلودگي شديد قرار دارند. بسياري از خاك‌هاي شهري در بندر ماهشهر با سطوح كم يا متوسط از سرب، روي و مس آلوده شده‌اند. شاخص آلودگي نمرو نشان داد كه همه نقاط در سطح آلودگي بالا قرار دارند. همچنين نتايج تجزيه مؤلفه‌هاي اصلي نشان داد كه فلزات سرب، روي و مس در يك مؤلفه‌ قرار گرفته و نشان‌دهنده منشأ انسان‌ساخت و مشترك اين فلزات مي‌باشد. فلزات كروم و نيكل هر كدام در مؤلفه‌اي جداگانه قرار گرفته و مقدار شاخص آلودگي بالاي اين فلزات، همچنين ضريب تغييرات بالا حاكي از منشاء انسان‌ساخت اين فلزات تعيين گرديد.

Due to their toxicity and persistence in the environment Heavy metals are one of the most significant soil contaminants. So, it is essential to investigate the distribution of heavy metal for controlling contamination of soil and maintaining the quality of the environment. This study aimed to assess the level of contamination and mapping the spatial patterns of heavy metals like chromium, nickel, copper, lead and zinc in topsoil was performed in Mahshahr in 2016. For this purpose, by the use of systematic sampling method 51 surface soil samples (0-20 cm) were gathered and concentration of these metals was measured by XRF. Also, soil properties such as: EC, pH, lime and soil texture was identified. Pollution index (PI), and Nemerow integrated pollution index (NIPI) was used to determine the soil contamination. Concentration Distribution maps of heavy metals was prepared using the interpolation method in geographic information system (GIS). Principal component analysis (PCA) was performed to investigate the relationship between metals. The results indicated the highest PI of chrome and nickel which are in high contamination level. Many urban soils in Mahshahr have been contaminated with a sort of low or moderate levels of lead, zinc and copper. NIPI showed that all parts are in high pollution levels. The results of principal component analysis indicated that copper, lead, and zinc metals were placed under the same category revealed to be of man-made and common origins. Chromium and nickel have been placed in a separate category and the quantity of pollution index of these metals with high variable coefficient was determined to be of anthropogenic origin.