تهیه نقشه آلودگی کلی خاک به فلزات سنگین با استفاده از راهکار امتیازهای محدودیتی

سابقه و هدف: همگام با رشد روزافزون صنعت و فناوری، ورود آلاینده‌های زیست‌محیطی و در صدر آن‌ها فلزات سنگین به خاک‌ها، موجب نگرانی‌های رو به رشد جامعه جهانی پیرامون خطرات احتمالی آلودگی منابع خاک شده است. نظر به تعدد منشأهای ورود فلزات سنگین آلاینده به خاک، این عناصر خطرناک اغلب همراه با هم در محیط خاک یافت می‌شوند و در نتیجه، ارزیابی صحیح خطر آلودگی‌های زیست‌محیطی، مستلزم توجه هم‌زمان به تمامی آلاینده‌های موجود است. در پژوهش حاضر به‌منظور ارائه‌ تصویری از آلودگی کلی خاک در منطقه شهرک صنعتی تخصصی روی زنجان، از راهکار امتیازهای محدودیتی برای تلفیق نقشه‌های تک عنصری فلزات سنگین استفاده شد. مواد و روش‌ها: برای انجام این پژوهش، 85 نمونه خاک سطحی (صفر تا 20 سانتی‌متر) در قالب یک الگوی شبکه‌ای منظم برداشت و غلظت کل فلزات روی، سرب و کادمیم در آن‌ها با استفاده از دستگاه جذب اتمی اندازه‌گیری شد. به‌منظور بررسی الگوی پراکنش مکانی عناصر مختلف، اقدام به درون‌یابی مقادیر این عناصر با استفاده از تخمین‌گر کریجینگ معمولی در محیط نرم‌افزاری ArcGIS 10.1 شد. برای انعکاس خطر آلایندگی عناصر موردبررسی، ابتدا مقادیر غلظت کل عناصر اندازه‌گیری شده، بر اساس حدود مجاز و خطرساز هر یک از عناصر به کمک یک معادله نمایی به امتیاز محدودیتی تبدیل شدند. سپس، مجموع امتیازهای محدودیتی عناصر در نقاط مشاهده‌ای محاسبه شد و با منظور داشتن آن به‌عنوان یک متغیر محیطی، مقادیر این شاخص در فضای نمونه‌برداری برآورد و در نهایت، پهنه‌بندی گردید. یافته‌ها: بررسی الگوی پراکنش مکانی غلظت کل فلزات سنگین نشان داد که پهنه‌های خاکی دارای بیشترین غلظت هر سه فلز سنگین روی، سرب و کادمیم در قسمت‌های شمال غربی منطقه، یعنی در اراضی مجاور شهرک تخصصی روی مشاهده می‌شوند و با افزایش فاصله از این نواحی، شدت آلودگی به‌تدریج کاهش می‌یابد. به نظر می‌رسد که فعالیت‌های صنعتی انجام گرفته در شهرک تخصصی روی، عامل اصلی کنترل توزیع مکانی عناصر روی، سرب و کادمیم در خاک‌های منطقه هستند. با وجود بالاتر بودن مقادیر اندازه‌گیری شده و تخمینی برای غلظت کل عنصر روی در مقایسه با عناصر سرب و کادمیم، بر اساس استانداردهای ملی کشور، مقادیر این عنصر در هیچ کجای منطقه موردمطالعه از حد خطرساز این عنصر فراتر نبود؛ حال آن‌که در بخش قابل ملاحظه‌ای از خاک‌های منطقه، غلظت عناصر سرب و کادمیم از حد مجاز و حتی در بخش‌های اطراف شهرک تخصصی روی، از حد خطرساز نیز تجاوز نمود. بررسی الگوی تغییرات مکانی امتیازهای محدودیتی تجمعی فلزات سنگین نشان داد که پهنه‌های دارای بیشترین مقادیر این شاخص در اراضی مجاور شهرک تخصصی روی مشاهده می‌شوند. در نتیجه می‌توان گفت که شهرک صنعتی روی نه‌تنها توزیع مکانی عناصر آلاینده در منطقه را کنترل می‌کند، بلکه عامل اصلی فراتر رفتن غلظت عناصر از حدود مجاز و گاهی خطرساز، در بخش‌های مشخصی از منطقه و تنزل کیفیت اراضی در این بخش‌ها است. نتیجه‌گیری: به‌طورکلی، فعالیت‌های صنعتی مربوط به فرآوری فلز روی، موجب ورود هم‌زمان چندین فلز سنگین به خاک‌های اطراف و کاهش کیفیت اراضی منطقه شده است. وقوع مقادیر تخمینی غلظت فلزات آلاینده مختلف در دامنه‌های متفاوتی از مقادیر و عدم یکسانی حدود آستانه آلایندگی این عناصر، موجب بروز مشکلاتی در درک خطر آلودگی خاک در منطقه از طریق نقشه‌های تک عنصری گردید. استفاده از راهکار امتیازدهی محدودیتی به دلیل استاندارد بودن امتیازهای منسوب به هر متغیر و قابلیت جمع‌پذیری، راهکاری سودمند برای انعکاس هم‌زمان اثرات چندین آلاینده بر کیفیت خاک است.