در سال های اخیر، به دلیل تجمع عناصر سنگین در خاک و خطرات ناشی از آن، تشخیص نوع، منشأ و پراکندگی این عناصر از اهمیت ویژه ای برخوردار است. با توجه به کمبود اطلاعات پیرامون پراکنش عناصر سنگین در خاک های استان همدان، این مطالعه با هدف بررسی تغییرات مکانی برخی فلزات سنگین در خاک های سطحی بخشی از استان همدان صورت گرفت. تعداد 263 نمونه مرکب خاک سطحی از عمق 10-0 سانتی متری از منطقه مطالعاتی به وسعت 1600 کیلومترمربع جمع آوری شد. موقعیت نقاط توسط دستگاه gps تعیین و کاربری محل نیز شناسایی و ثبت گردید پس از آماده سازی نمونه های خاک و سنگ، مقدار کل و قابل جذب عناصر سرب، روی، نیکل، مس و کادمیم در نمونه های خاک عصاره گیری و با استفاده از دستگاه جذب اتمی تعیین شد. به منظور بررسی تأثیر مواد مادری بر غلظت عناصر سنگین مورد مطالعه از مواد مادری نیز نمونه برداری صورت گرفت. برخی از ویژگی های خاک شامل قابلیت هدایت الکتریکی، بافت، ph، ماده آلی و ظرفیت تبادل کاتیونی نیز در نمونه ها اندازه گیری شد. تغییرنمای همه جهته عناصر مورد مطالعه ترسیم گردید و سپس الگوی مناسب بر آن ها برازش داده شد. در نهایت به وسیله روش کریجینگ نقشه پراکنش مکانی عناصر مورد مطالعه ترسیم گردید. نتایج تجزیه های زمین آماری نشان داد که مدل کروی بهترین مدل برازش داده شده برای غلظت کل عناصر سرب، روی، نیکل، مس و غلظت قابل جذب سرب و نیکل می باشد. بر اساس نقشه های پراکنش سرب کل و سرب قابل جذب، روی و مس کل، عامل موثر بر روند افزایشی این عناصر، نوع کاربری است. تجزیه سنگ های بستر در منطقه نیز نشان داد که شیل های واقع در قسمت های جنوب شرقی و غرب منطقه، دارای غلظت بالایی از عناصر نیکل و مس هستند. بنابراین، علاوه بر نوع کاربری عامل مهم دیگری که توانسته است غلظت مس را کنترل نماید، نوع مواد مادری در منطقه مورد مطالعه است. غلظت نیکل کل و قابل جذب تنها عامل کنترل کننده در منطقه، نوع مواد مادری می باشد. نتایج بررسی های آماری چندمتغیره نشان داد که کروم، کبالت و نیکل در یک گروه قرار داشته و توسط مواد مادری (عامل اول) کنترل می شوند. مس نیز یک ارتباط دو طرفه با هر دو گروه داشته، عامل دوم را تشکیل می دهد و توسط هر دو منبع انسانی و طبیعی کنترل می گردد. روی و سرب در ارتباط با فعالیت های انسانی بوده و عامل سوم را تشکیل می دهد. همبستگی بالایی بین عناصر با منشأ مواد مادری و برخی ویژگی های خاک مانند ماده آلی، رس و ظرفیت تبادل کاتیونی مشاهده شد. در حالی که روی و سرب همبستگی بالایی با این ویژگی ها نشان ندادند. توزیع فراوانی فلزات اندازه گیری شده نشان می دهد که بر اساس حد استاندارد آلودگی هلند (30 میلی گرم بر کیلوگرم)، نیکل بیشترین آلودگی (حدود 86%) را در منطقه دارد. در حالی که کبالت، روی، سرب و مس به ترتیب با 5، 3/5، 2/7 و 0/7 درصد بیشتر از حد آلودگی هلند، بعد از نیکل قرار دارند.