تخمین جذب آلودگی های الی در خاک با استفاده از ابزارهای داده کاوی

در جامعه مدرن امروز، ترکیبات الی سهم قابل توجهی در کیفیت زندگی دارند. محصولات ترکیبات الی موجود در آفت کش ها، علف کش ها، داروها و حلال ها تقریبا در تمامی بخش های فعالیت های اقتصادی کارایی دارند. بنابراین ایده دنیای خالی از ترکیبات الی با شیوه زندگی امروز غیرممکن است. استفاده گسترده از ترکیبات الی نگرانی ها در مورد وضعیت نهایی اینگونه مواد و خطرات زیست محیطی و بهداشتی مرتبط با آنها افزایش یافته است. یکی از فرایندهای کلیدی در تعیین انتقال زیست محیطی و وضعیت ترکیبات الی، جذب این مواد توسط خاک است. به این دلیل که وضعیت و انتقال مواد شیمیایی می تواند به چگونگی تفکیک اینگونه مواد جامدات خاکی و فاز آبی بستگی داشته باشد. ترکیبات الی با مقدار بالا ضریب جذب آب/خاک kd به شدت توسط خاک جذب می شوند و در سطح خاک ثابت خواهند بود، همچنین مقدار بالا kd آب گریزی بالای آن ترکیب را نشان می دهد. برای خاک های با محتوای کربن الی بیش از 0/001 و غلظت پایین مواد حل شده، این پارامترمی تواند بوسیله محتوای کربن الی خاک با فرمول k_oc=k_d?f_oc نرمال شود، که koc ضریب تفکیک کربن الی است. ثابت جذب نرمال شده بر محتوای کربن الی (koc) انعکاس دهنده این حقیقت است که محتوای کربن الی حوزه اصلی جذب برای مواد الی خنثی است. خاصیت آبگریزی ماده الی نیروی اصلی محرکه جذب اینگونه مواد است بنابراین پارامتر آبگریزی (logkow) رابطه ای خطی با این پارامتر داشته باشد. باور بر این است که تنها غلظت ماده شمیایی که به صورت آزاد در آب محلول است برای جذب توسط خاک یا رسوب در دسترس است. بنابراین انحلال-پذیری در آب بر پارامتر ضریب جذب تاثیرگذار است. در این پژوهش، مجموعه داده ای متشکل از 832 ترکیب الی از پژوهش ها و پایگاه های داده ایجاد شد و هدف از این تحقیق ایجاد مدل هایی خطی است که ضریب تفکیک آب/اکتانول، انحلال پذیری در آب و شاخص اتصال مولکولی درجه اول را با koc مربط سازند. درخت تصمیم گیری عددی m5p که در نرم-افزار داده کاوی weka اجرا می شود برای ایجاد مدل هایی استفاده شد که logkoc با logkow، و logsw شاخص اتصال مولکولی درجه اول (mci) مرتبط می سازد. در تمام مدل های ایجاد شده، نتایج مدلسازی به گونه ای است که ترکیبات چربی دوست از ترکیبات آب دوست جدا شده اند. تمامی مدل ها با پارامترهایی چون ضریب همبستگی، خطای میانگین مطلق و خطای جذر نسبی مربعات ارزیابی شده اند. با مقایسه نتایج بدست آمده برای هر مدل می توان دید که در این پژوهش، مدلی که از هر سه پارامتر انحلال پذیری در آب، ضریب تفکیک آب/اکتانول و شاخص اتصال مولکولی درجه اول به عنوان پارامتر مستقل در جهت تخمین koc استفاده کرده است با داشتن ضریب همبستگی برابر با 0/92، خطای میانگین مطلق برابر با 0/44 و خطای جذر نسبی مربعات برابر با 56/. بهترین مدل ایجاد شده در این پژوهش است. طبق نمودارهای موجود در بخش ارزیابی دامنه کاربرد مدل ها می توان دید که در همه مدل ها عمده ترکیبات موجود در داده کاوی در دامنه قرار گرفتند و leverage کوچکتر از مقدار بحرانی مربوط به مدل خود را دارند و باقیمانده استاندارد شده آنها در بازه بین 3و 3- قرار گرفته است.