توزیع مکانی برخی فلزات سنگین در خاک های سطحی استان اصفهان و ارتباط آن ها با ویژگی های خاک، اقلیم و مواد مادری

در سال های اخیر دربسیاری از مناطق جهان، آلودگی خاک به فلزات سنگین به یک معضل مهم زیست محیطی تبدیل شده است. تاکنون مطالعه جامعی با هدف بررسی تعیین غلظت کل، قابل جذب و پراکنش مکانی فلزات سنگین در خاک های سطحی استان اصفهان انجام نشده است. لذا این پژوهش با هدف بررسی توزیع مکانی غلظت کل و قابل جذب عناصر سنگین و ارتباط آن ها با ویژگی های خاک، اقلیم و مواد مادری انجام شد. بدین منظور 252 نمونه مرکب خاک سطحی از عمق 20-0 سانتی متری بر اساس روش شبکه بندی منظم با نمونه برداری تصادفی از کل استان جمع آوری گردید. پس ازآماده سازی نمونه های خاک، غلظت کل و قابل جذب فلزات سنگین پس از هضم و عصاره گیری به ترتیب با اسید نیتریک 5 نرمال و محلول dtpa، با استفاده از دستگاه جذب اتمی تعیین شد. به منظور بررسی تأثیر مواد مادری بر غلظت عناصر سنگین مورد مطالعه در خاک ها، تعداد 44 نمونه سنگ بستر غالب در استان نیز مورد آنالیز قرار گرفت. هم چنین مقدار پذیرفتاری مغناطیسی در نمونه های خاک نیزتعیین شد. برخی از ویژگی های خاک نیز شامل قابلیت هدایت الکتریکی، بافت خاک، مواد آلی، ph، درصد گچ و کربنات کلسیم نیز در نمونه ها اندازه گیری شد. تخمین مقادیر دما و بارش در نقاط نمونه برداری با استفاده از روابط رگرسیونی بین ارتفاع و متغیرهای اقلیمی بدست آمده از ایستگاه های سینوپتیک انجام شد. مطالعه توزیع مکانی فلزات سنگین با استفاده از مدل های تغییرنمای همه جهته و سپس تعیین بهترین الگوی برازش داده شده انجام گرفت. در نهایت به وسیله روش میانیابی کریجینگ معمولی، نقشه پراکنش مکانی عناصر مورد مطالعه ترسیم گردید. نتایج نشان داد که همبستگی بالایی بین عناصر با منشأ مواد مادری و برخی از ویژگی های خاک مانند ماده آلی، رس و بافت خاک وجود دارد. فلزات منگنز، کبالت و کروم همبستگی مثبت و معنی داری با ?lf و ?hf دارند و آهن، روی و نیکل همبستگی مثبت و معنی داری با ?fd% نشان دادند که دلالت بر وجود ذرات سوپر پارامگنتیک با منشاء لیتوژنیک در منطقه دارد. توزیع فراوانی فلزات سنگین نشان داد که بر اساس حد استاندارد آلودگی ایران نیکل بیشترین آلودگی (حدود 51%) را در منطقه دارد. در حالی که کروم و کبالت به ترتیب با 5/17 و 4 درصد بیشتر از حد استاندارد، بعد از نیکل قرار دارند. همچنین آلودگی به روی، منگنز، آهن در اکثر نقاط وجود ندارد. متوسط غلظت مس در خاک ها نیز برابر با متوسط غلظت جهانی است. همچنین تنها بخشی از مناطق آلوده به سرب هستند. اما از نظر غلظت قابل جذب عناصر مس، منگنز، آهن و روی به ترتیب 67، 62، 30 و 56 درصد از نمونه ها در محدوده ی کم تا متوسط قرار دارند. نقشه های تغییرات مکانی غلظت اغلب عناصر خاک های استان اصفهان نشان داد که غلظت های بالای این عناصر در مناطق غربی، شمال غربی، جنوب و جنوب غربی استان نسبت به سایر مناطق مشاهده می شود. در واقع می توان بیان کرد، عامل مهم و موثر بر تجمع کلیه عناصر در نمونه خاک های مورد مطالعه، ساختار زمین شناسی و حضور مواد مادری از قبیل شیل، سنگ های آندزیت، دیوریت ، شیست- میکاشیست و هوادیدگی و فرسایش حاصل از آن ها می باشد، که با توجه به نتایج حاصل از آنالیز سنگ ها، دارای غلظت بالایی از فلزات سنگین بوده و می توانند به عنوان عامل لیتوژنیک، کنترل کننده غلظت این عناصر در خاک ها باشند. اما فعالیت های کشاورزی نیزدر بعضی نقاط به دلیل مصرف بالای کود های شیمیایی، فعالیت های معادن در اراضی صنعتی و فرونشست های جوی حاصل از آن ها در افزایش میزان این عناصر تأثیرگذار هستند. همچنین افزایش ارتفاع و به تبع آن کاهش دما و افزایش میزان بارندگی با توجه به اقلیم منطقه، عامل موثر دیگری در تجمع این عناصر در خاک های مناطق غربی استان اصفهان می باشد.