Skip to main content
SUPERVISOR
Alireza Safianian,Norolah Mirghafari
علیرضا سفیانیان (استاد راهنما) نوراله میرغفاری (استاد مشاور)
 
STUDENT
Loghman Khodakarami
لقمان خداکرمی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده منابع طبیعی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386

TITLE

Assessment of Non-Point Source Agricultural Pollution Using GIS and RS
Increasing agricultural activities giving rise to pollutants is one of the today's man serious and expending problems. Amang agricultural pollutants irresolvable heavy metals, due to their physiological effects on livings in low concentration, are of most importance. These elements due to their low mobility accumulated in soil in time. Entering the food cycle, their accumulation will thread human beings as well as animals. Thus studying concentration distribution, pollution mapping and the contamination risk assessment maps for soil pollution monitoring of heavy metals is indispensible for maintaining the environment quality and should be considered at different levels of decision makings by researchers and managers. In this study we investigated the effect of agricultural land concentrations of heavy metals including Zinc, Cadmium, Nickel, Lead, Copper, Chromium, Cobalt, Arsenic, Vanadium and Iron and mapping of soil contamination potential, probability maps and contamination risk maps, the elements in the areas studied using the collected data, GIS, Geo-statistics and remote sensing were conducted. First, using 135 surface soils (0-20 cm) For metal contamination probability maps, spatial structure variables and the variogram validity for every single of the heavy metals were investigated, and ultimately the best model and the most suitable interpolation method were selected. For analyzing the metals concentration distribution maps and mapping of metals concentration risk of pollution time series satellite images were used. For this purpose, 5 time series of satellite images of IRSP6 sensor Awifs (6 March, 3 April, 27 April, 9 June, 18 July and 16 August) were prepared. Using conventional Site analysis of studied heavy metal interpolation maps assisted by GIS and remote sensing assistive showed that Arsenic, Cadmium, Zinc, Lead have geological and agricultural origins. And Iron, Chromium, Cobalt, Nickel and Vanadium have originated from bed rock, but agricultural activities according to excessive consumption of chemical fertilizers can increase most of these elements in soil. Interpolation of probability map results showed that the concentrations of Cadmium Contamination in the area was less than the threshold, concentration of Chromium, Cobalt and Copper were above the threshold, concentration of Lead, Vanadium, Zinc, Iron, Nickel and Arsenic, respectively in 95.45, 94.23, 93.23, 88.07, 81.65 and 71.19 percent of the area above the threshold were determined. In order to obtain the probability of heavy elements
افزایش فعالیت‌های کشاورزی توام با تولید آلاینده‌ها یکی از مشکلات جدی و در حال گسترش پیش روی انسان عصر حاضر است. در میان آلاینده‌های کشاورزی فلزات سنگین به دلیل غیر قابل تجزیه بودن و اثرات فیزیولوژیکی که بر موجودات زنده در غلظت‌های کم دارند، از اهمیت خاصی برخوردارند. این عناصر به دلیل تحرک کم به مرور در خاک انباشته می‌شوند. انباشت این عناصر در خاک در نهایت باعث ورود آنها به چرخه غذایی و تهدید سلامت انسان و حیوانات می‌شود. لذا بررسی توزیع غلظت عناصر سنگین ، تهیه نقشه احتمال آلودگی و نقشه‌های ارزیابی ریسک آلودگی جهت پایش آلودگی خاک و حفظ کیفیت محیط زیست ضروری است و باید مد نظر محققین و برنامه ریزان در سطوح مختلف مدیریتی قرار گیرد. این تحقیق با هدف بررسی اثر کاربری اراضی کشاورزی بر میزان غلظت فلزات سنگین از جمله روی، کادمیوم، نیکل، سرب، مس، کروم، کبالت، آرسنیک، وانادیوم و آهن و تهیه نقشه پتانسیل آلودگی خاک، نقشه احتمال آلودگی و نقشه ریسک آلودگی به این عناصر در مناطق مورد مطالعه با استفاده از داده‌های جمع آوری شده، سیستم اطلاعات جغرافیایی، زمین آمار و سنجش از دور انجام گرفت. با استفاده از روش نمونه‌برداری سیستماتیک تصادفی طبقه بندی شده 135 نمونه خاک سطحی (20-0 سانتیمتری) از منطقه ای به وسعت7262 کیلومتر مربع جمع آوری گردید و غلظت کل عناصر، خصوصیات خاک شامل PH، ماده آلی، در صد رس و سیلت و شن در آنها اندازه‌گیری شد. برای پهنه بندی غلظت فلزات سنگین از روش‌های زمین آمار استفاده شد و با کمک آنالیز همبستگی مکانی، مناسبترین روش پهنه بندی با استفاده از توابع(Mean Absolute Error ) و(Mean Bias Error) انتخاب گردید. نقشه پهنه بندی روی، وانادیوم و سرب با استفاده از روش کریجینگ گسسته و مدل نمایی، فلز آرسنیک با استفاده از روش کریجینگ معمولی و مدل بیضوی، فلزات کادمیوم و مس با استفاده از روش تابع پایه شعاعی و کروم، آهن، کبالت و نیکل با استفاده از روش کرگینگ معمولی و مدل نمایی تهیه شد. همچنین برای تهیه نقشه‌های احتمال آلودگی فلزات، ساختار مکانی متغیرها و اعتبار واریوگرام مربوط به هر کدام از فلزات سنگین بررسی شده و در نهایت بهترین مدل و مناسبترین روش پهنه بندی انتخاب شد. همچنین برای بررسی تجزیه و تحلیل نقشه توزیع غلظت فلزات وتهیه نقشه ریسک آلودگی از سری زمانی تصاویر ماهواره ای استفاده شد. به این منظور 5 سری زمانی از تصاویر ماهواره IRSP6 از سنجنده Awifs (6 مارس، 3 آوریل، 27 آوریل، 9 ژوئن، 18 ژولای و 16 آگوست ) تهیه شد. با استفاده از انواع روشهای طبقه بندی متداول و پیشرفته تصاویر ماهواره ای نقشه‌های کاربری اراضی سال 2008 منطقه تهیه شد در نهایت نقشه حاصل از روش طبقه بندی فازی به دلیل داشتن ضریب کاپای بیشتر به عنوان نقشه کاربری اراضی نهایی انتخاب شد. تجزیه و تحلیل نقشه پهنه بندی فلزات سنگین مورد مطالعه با کمک نقشه‌های کمکی GIS و سنجش از دور، نشان داد آرسنیک، کادمیوم، روی، سرب و مس منشأ زمین شناسی و کشاورزی دارند، آهن، کروم، کبالت، نیکل و وانادیوم از سنگ بستر منشأ می‌شوند ولی فعالیت‌های کشاورزی به دلیل مصرف بیش از حد کودهای شیمیایی می‌تواند باعث افزایش هر چه بیشتر این عناصر در خاک شود.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی