ارزیابی وضعیت فلزات سنگین در منطقه‌ی شهرک صنعتی روی زنجان به کمک شاخص بار آلودگی

چکیدهسابقه و هدف: همگام با رشد روزافزون صنعت و فناوری، ورود آلاینده‌های زیست‌محیطی و در صدر آنها فلزات سنگین به خاک‌ها، موجب نگرانی رو به رشد جامعه‌ی جهانی در رابطه با خطرات احتمالی آلودگی خاک شده است. درک الگوی توزیع مکانی آلاینده‌ها و شناسایی عوامل مؤثر بر آن و تعیین منابع احتمالی ایجاد آلودگی، از اساسی‌ترین اهداف مطالعات آلودگی‌های زیست‌محیطی به شمار می‌روند. پژوهش حاضر می‌کوشد تا با مدل‌سازی روند تغییرپذیری مکانی شاخص بار آلودگی (PLI) فلزات آلاینده، به اطلاعات سودمندی در راستای تفکیک نقش عوامل طبیعی و یا انسانی ایجاد آلودگی در شهرک صنعتی روی زنجان دست یابد. مواد و روش‌ها: برای انجام این پژوهش، 85 نمونه‌ی خاک سطحی (20-0 سانتی‌متر) در قالب یک الگوی شبکه‌ای منظم برداشت شد و غلظت کل فلزات روی، سرب، کادمیوم، نیکل و مس آنها با استفاده از اسید نیتریک و به کمک دستگاه جذب اتمی اندازه‌گیری شد. برای ارزیابی شدت آلایندگی فلزات سنگین در خاک‌های مورد مطالعه، عامل آلودگی (CF) فلزات سنگین محاسبه شد و بر این اساس، نقاط مشاهده‌ای در کلاس‌های مختلف آلودگی خاک طبقه‌بندی شدند. به‌منظور ارزیابی هم‌زمان وضعیت کلی آلودگی خاک به عناصر آلاینده‌ی اندازه‌گیری شده، شاخص بار آلودگی فلزات سنگین محاسبه شد. سپس با مد نظر قرار دادن آن به‌عنوان یک متغیر محیطی، مقادیر این شاخص در نقاط نمونه‌برداری نشده با استفاده از تخمین‌گر کریجینگ معمولی درون‌یابی گردید. یافته‌ها: مقایسه‌ی میانگین غلظت کل فلزات سنگین مورد بررسی با حدود مجاز آنها در خاک‌های کشور نشان داد که خاک‌های منطقه به عناصر روی، سرب و کادمیوم آلوده هستند؛ در حالی‌که آلودگی خاک به نیکل و مس مشاهده نشد. ضرایب تغییرات غلظت کل فلزات سنگین روی، سرب و کادمیوم در خاک‌های مورد مطالعه نسبتاً بالا و از 5/140 درصد برای کادمیوم تا 6/185 درصد برای سرب متغیر بود. این مشاهده می‌تواند نشانه‌ای از این حقیقت باشد که غلظت کل عناصر مزبور در خاک‌های منطقه توسط فعالیت‌های انسانی کنترل می‌شود. از سوی مقابل، با توجه به پایین بودن نسبی ضریب تغییرات عناصر نیکل (1/78 درصد) و مس (3/80 درصد)، به‌نظر می‌رسد که عوامل طبیعی، کنترل‌کننده‌ی توزیع آنها در خاک‌های منطقه هستند. طبقه‌بندی مشاهدات بر اساس عامل آلودگی هر یک از فلزات سنگین مورد بررسی، نشان داد که اغلب نقاط نمونه‌برداری از نظر عناصر روی و سرب در کلاس آلودگی خیلی زیاد قرار دارند (به‌ترتیب 9/65 و 2/68 درصد)؛ حال آن‌که از لحاظ عناصر کادمیوم، مس و نیکل، بیش از نیمی از نقاط در کلاس آلودگی متوسط واقع شده‌اند (به‌ترتیب، 7/57، 8/51 و 2/68 درصد). ترسیم روند تغییرپذیری مکانی شاخص بار آلودگی فلزات سنگین حاکی از آن بود که پهنه‌های دارای بیشترین مقادیر بار آلودگی در اطراف شهرک تخصصی روی متمرکز شده‌اند. نتیجه‌گیری: به‌طور کلی، فعالیت‌های صنعتی مربوط به فرآوری فلز روی، موجب ورود هم‌زمان چندین فلز سنگین به خاک‌های اطراف و کاهش کیفیت اراضی منطقه شده است. نظر به ناکارآمدی نقشه‌های تک‌عنصری فلزات سنگین در انعکاس کیفیت کلی خاک از نقطه‌نظر آلاینده‌های زیست‌محیطی، مدل‌سازی تغییرات مکانی شاخص بار آلودگی فلزات سنگین، راهکاری سودمند در راستای درک الگوی توزیع مکانی آلاینده‌ها و اثرات آنها بر تنزل کیفیت خاک می‌باشد.