عوامل موثر بر توزیع مکانی برخی از عناصر سنگین خاک های سطحی اطراف زنجان و تغییرات پروفیلی آن ها

فلزات سنگین از مهم ترین عوامل آلوده کننده محیط زیست به ویژه در مناطق با فعالیت های انسانی بالا می باشند. وجود فلزات سنگین در اتمسفر، خاک و آب مشکلاتی برای تمام موجودات زنده ایجاد می نماید. این پژوهش با هدف بررسی تغییرات مکانی غلظت کل عناصر سرب (pb)، روی (zn)، مس (cu)، کادمیم (cd)، کروم (cr)، کبالت (co)، نیکل (ni)، منگنز (mn) و آهن (fe)، تعیین عوامل موثر بر پراکنش آن ها، تأثیر کاربری اراضی بر پذیرفتاری مغناطیسی و انباشت فلزات سنگین و تغییرات عمقی فلزات سنگین در خاک های اطراف شهر زنجان انجام گردید. منطقه ای با مساحتی بالغ بر 2000 کیلومترمربع بخشی از اراضی مرکزی استان زنجان انتخاب گردید. تعداد 241 نمونه مرکب خاک سطحی از عمق 10-0 سانتی متری از منطقه مطالعاتی جمع آوری شد. موقعیت نقاط توسط دستگاه gps تعیین و کاربری و نوع زمین-شناسی محل نیز شناسایی و ثبت گردید. هم چنین برای بررسی تغییرات عمقی عناصر سنگین و تأثیر مواد مادری بر آزادسازی و کنترل مقدار عناصر سنگین در خاک تعداد 15 پروفیل با متوسط عمق 2 متر بر روی مواد مادری غالب منطقه مطالعاتی حفر شد و از سنگ های غالب منطقه (غیرهوازده) برای تعیین مقدار عناصر نمونه های مرکب برداشته شد. پس از آماده سازی نمونه های خاک و سنگ، غلظت کل عناصر سرب، روی، کادمیم، مس، نیکل، کروم، کبالت، منگنز و آهن در نمونه ها توسط اسید نیتریک 5 نرمال عصاره گیری و با استفاده از دستگاه جذب اتمی تعیین شد. نقشه پراکنش مکانی پارامترهای مورد مطالعه با روش کریجینگ ترسیم شد. برخی از ویژگی های خاک شامل ph، قابلیت هدایت الکتریکی، بافت، ماده آلی، آهک و ظرفیت تبادل کاتیونی نیز در نمونه ها تعیین شد. هم چنین پذیرفتاری مغناطیسی نمونه های خاک اندازه گیری شد. پراکنش مکانی فلزات سنگین نشان داد که غلظت سرب، روی، مس و کادمیم در خاک های اطراف شهر زنجان، سلطانیه و کارخانجات صنعتی بالاترین مقدار را دارند و با فاصله از این مراکز از آلودگی این عناصر کاسته شده و در فواصل خیلی دورتر به مقدار تقریباً ثابتی می رسند. پراکنش مکانی بقیه فلزات سنگین، عمدتاً تحت تأثیر ماده مادری است. هم چنین نتایج نشان داد که نوع کاربری بر غلظت عناصر تأثیر می گذارد. عناصر سرب، روی، کادمیم و مس در کاربری شهری بالاترین غلظت را دارند، در حالی که کنترل کننده کروم، کبالت و نیکل در خاک مواد مادری است. عناصر منگنز و آهن تحت تأثیر دو عامل مشترک لیتوژنیکی و آنتروپوژنیکی در منطقه می باشند. نتایج تجزیه عامل ها و آنالیز خوشه ای هم کاملاً مطابق با این امر بود. پذیرفتاری مغناطیسی در فرکانس بالا و پایین ( و ) در کاربری شهری بیشترین مقدار را دارد که نشان دهنده تأثیر فعالیت های آنتروپوژنیک می باشد. پذیرفتاری مغناطیسی وابسته به فرکانس ( ) در کاربری هایی که کمتر تحت تأثیر فعالیت های مستقیم انسانی هستند، مقدار بالایی داشت که نشان می دهد عوامل خاکسازی در این پارامتر تأثیر بیشتری دارند. پذیرفتاری مغناطیسی در فرکانس بالا و پایین همبستگی مثبت و معنی داری با سرب، روی، کادمیم و شن نشان داد، در حالی که با کروم، کبالت، نیکل و مقدار سیلت و رس همبستگی منفی دارد. نتایج تجزیه سنگ ها نشان داد که مواد مادری آذرین (گرانیت، آندزیت، بازالت و پورفیریت) بیشترین مقدار سرب، روی، مس، منگنز و آهن را دارند. شیل-ها دارای غلظت بالای کروم، نیکل، کبالت و آهن می باشند. در پروفیل های با مواد مادری متفاوت، روند تغییرات عناصر سنگین با عمق متفاوت می باشد. در تمامی این پروفیل ها غلظت عناصر در افق سطحی بالاست که می تواند ناشی از بالا بودن فرآیندهای خاکسازی، فرونشست های جوی، فعالیت های کشاورزی و در برخی موارد استخراج عناصر سنگین توسط گیاه از خاک های عمقی و تجمع آن در خاک سطحی باشد.