پهنه بندي و ارزيابي عدم قطعيت ريسك آلودگي فلزهاي سنگين منابع آب سطحي معدن مس با تحليل بيزين و شبيه‌سازي گوسي متوالي

سابقه و هدف: فعاليت هاي صنعتي و كشاورزي و در نتيجه عنصرهاي سنگين و سمي حاصل از آن ها به شدت كيفيت آب ها، سلامت عمومي و محيط زيست را تهديد مي كنند. بنابراين تعيين مناطق تحت تأثير عناصر سنگين و بررسي ريسك آلودگي و عدم قطعيت هاي مكاني آب هاي سطحي به عنوان موضوعي مهم و حساس مطرح است كه كمتر به آن پرداخته شده است. هدف اصلي تحقيق حاضر، تركيب روش هاي شبكه هاي بيزين و تكنيك هاي شبيه سازي متوالي گوسي به منظور ارزيابي خطر آلودگي فلزهاي سنگين و عنصرهاي سمي در آب هاي سطحي منطقه مس سرچشمه است. مواد و روش ها: در اين مقاله، از 924 نمونه آب مربوط به 82 نقطه از سه منطقه متفاوت شامل زه آب هاي سطحي رودخانه شور، سدهاي رسوبگير و سايت اصلي معدن كاري منطقه مس سرچشمه و 9 عنصر سنگين استفاده و نقشه هاي پهنه بندي عدم قطعيت ريسك تهيه شد. اطلاعات براساس استاندارد سازمان حفاظت محيط زيست در دو كلاس خطر كم و زياد طبقه بندي شدند. از تحليل بيزين و الگوريتم هاي يادگيري بيزين براي تحليل و بررسي ويژگي هاي همبستگي عناصر سنگين و استخراج وزن هاي بيزين استفاده شد. براساس ساختار به دست آمده از شبكه بيزين، عناصر كليدي آلودگي منطقه مورد مطالعه انتخاب شدند. براي اين ۳ عنصر، احتمال شرطي به هر نقطه اختصاص داده شد و سنجه ريسك بيزين (BRI) به عنوان نرخ خطي وزن دهي كلاس هاي ريسك، محاسبه شد. در نهايت مدل سازي زمين آماري و روش شبيه سازي متوالي گوسي (SGS) براي توليد نقشه هاي ريسك آلودگي بر مبناي سنجه BRI و نقشه انحراف استاندارد سنجه ريسك بيزين در آناليز عدم قطعيت ريسك در شبيه سازي متوالي گوسي به كار برده شد. نتايج و بحث: براساس نتايج تحليل بيزين سه عنصر روي، آهن و موليبدن به عنوان ويژگي هاي اساسي و كليدي در تعيين و پيش بيني ريسك آلودگي زون هاي مورد مطالعه تشخيص داده شدند كه متعلق به ساختار اصلي شبكه بيزين با الگوريتم درختي تعيين حداكثر وزن (MWST) بودند. نتايج نشان دادند كه بيشترين ريسك آلودگي در منطقه هاي سايت اصلي معدن كاري و در سد رسوب گير وجود دارد. براساس نتايج حاصله از مؤلفه هاي BRIZn، BRIMo و BRIFe، قسمت هايي از مناطق جنوبي و شمالي واقع در زون شماره 1 (سايت اصلي معدن كاري) و بيشتر نقاط زون شماره 3 (سد رسوب گير) شامل مناطق غربي، مركزي و جنوبي، ريسك زياد آلودگي دارند كه بايد تمهيدهاي لازم براي رفع مشكل آلودگي منبع هاي آب در اين مناطق انديشيده شود. نتايج در زون شماره 2 (زه آب جاري در رودخانه شور) ريسك آلودگي كمي را نشان دادند. بنابر نتايج، به طور متوسط به ترتيب 19 و 22 درصد مساحت زون ها در كلاس هاي ريسك خطر آلودگي زياد و كم قرار گرفتند. نقشه پهنه هاي حاصل از ريسك و غلظت فلزهاي سنگين نشان دهنده انحراف معيار زياد و تغييرات وسيع در محدوده مجتمع مس و سد رسوب گير و بيانگر عدم قطعيت مكاني زياد ريسك توزيع آلودگي فلزهاي سنگين در منبع هاي آب سطحي حوزه مورد مطالعه است. نتايج تحليل عدم قطعيت، انتقال فلزها از محل مجتمع مس و تجمع آن ها در سد را نشان مي دهد و نياز به پايش و تصفيه فلزهاي سنگين از زه آب توليدي شركت مس و لزوم دست يابي بهتر فلزهاي جانبي از زه آب مس را ايجاب مي نمايد. نتيجه گيري: بنابر نتايج، آلودگي عنصرهاي سنگين و سمي در منبع هاي آب منطقه مس سرچشمه و جريان هاي پايين دست آن بالاست كه سبب نفوذ آلاينده ها به منبع هاي آب زيرزميني دشت رفسنجان مي شود. اين وضعيت نشان دهنده فقدان تصفيه مناسب فلزهاي سنگين در فرآيندهاي مجتمع مس سرچشمه است.