Skip to main content
SUPERVISOR
Norolah Mirghafari,Alireza Safianian,Majid Afyuni
نوراله میرغفاری (استاد مشاور) علیرضا سفیانیان (استاد راهنما) مجید افیونی مبارکه (استاد مشاور)
 
STUDENT
Elham Madani
الهام السادات مدنی مبارکه

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده منابع طبیعی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Risk Assessment of Soil Pollution by Heavy Metals in Hamadan
The management-based methods to control heavy metals pollution need the quantitative information about heavy metals levels. Moreover, determination of hotspots could help to make a suitable decision. The anomaly delineation maps of heavy metal provide an integrated view of their position, amount and distribution. These could be used by decision makers for data analysis, defining the probable pollution source and planning a pollution control program. The main purpose of this study was to determine spatial distribution of As, Sb, Cr, Cd, Ni, Co, Cu, Zn, Pb, Fe and V in the surface soils of Hamadan province, create a holistic view to position, level and anomaly of (PCA), False Color Composition (FCC), Inverse Overlay Method and Weighted Linear Composition (WLC). In this order, 286 surface soil samples (0-20cm) were collected using systematic random sampling and the total concentrations of heavy metals were measured. The distribution maps of heavy metal concentrations were generated by radial basis function, ordinary and disjunctive Kriging. The Kriging methods precision of different models was compared by Mean Absolute Error (MAE) and Mean Bias Error (MBE), and the method with higher precision was selected to mapping the heavy metals concentrations in the soil. Overlaying the heavy metals distribution maps with geology and land use maps showed that As, Fe, Cd, Zn, Cr, Co, Ni and Sb have geological origin, Cu and V have originated from agriculture and geology. Lead concentration is controlled by geological formation, agricultural activities and also urban pollution. The elements were combined in four color composition method. The first element layer obtained from FCC method was overlaid with the third layer and second layer with fourth layer in an inverse manner. Finally, weighted linear composition was done on fuzzy data of two element Zn, V, Pb, Fe is disjunctive Kriging by exponential model and for Ni, Co, Cr, Sb is ordinary Kriging by exponential model. Cd, and Cu were interpolated by radial basic method. Based on principal component analysis, the heavy metals situated in 4 factors. The first component included Zn, V, Ni, Cr, Co, As, and Fe. The second component contained Cu and Cd. Pb was located in the third component, As and Sb in the fourth component. Generally, the high positive association in any Keywords Kriging, Heavy metals, Principal Components Analysis, False Color Composition, Inverse Overlay Method, Weighted Linear Composition
فرایند اتخاذ رویکردهای مدیریتی در زمینه مبارزه با آلودگی محیط به فلزات سنگین نه تنها نیازمند اطلاعات کمی در رابطه با میزان عناصر مورد نظر است بلکه دانستن موقعیت نقاط داغ آلودگی به عناصر می تواند کمک شایانی در اتخاذ تدابیر مناسب در این زمینه باشد. نقشه های تعیین آنومالی عناصر با ایجاد نگاهی یکباره به موقعیت، مقادیر و پراکنش آنها، قادر به انتقال اطلاعاتی در زمینه تجزیه تحلیل داده ها، شناسایی منابع احتمالی آلودگی و برنامه ریزی برای کنترل آلودگی به فرد تصمیم گیرنده است. هدف از این مطالعه تعیین توزیع مکانی عناصر آرسنیک، آنتیموان، کروم، کادمیوم، نیکل، کبالت، مس، روی، سرب، آهن، وانادیوم در خاک سطحی استان همدان، فراهم کردن دید جامعی به موقعیت، مقادیر و پراکنش و آنومالی عناصر طبقه بندی شده از طریق روش های آنالیز مولفه های اصلی (PCA)، ترکیب رنگی کاذب (FCC)، رویهم گذاری معکوس لایه ها (Inverse) و ترکیب خطی وزنی (WLC) و شناسایی منابع احتمالی آلودگی خاک به آنها است. بدین منظور با استفاده از روش نمونه برداری سیستماتیک تصادفی، نمونه های خاک سطحی (cm 20-0) برداشت گردید و غلظت عناصر سنگین تمامی نمونه ها آنالیز شد. عناصر مختلف از طریق روش های توابع شعاعی پایه، کریجینگ معمولی وگسسته پهنه بندی شدند. دقت روش های کریجینگ با مدل های مختلف با استفاده از خطای قدر مطلق میانگین و خطای بایاس میانگین مقایسه شد و روشی که دارای بالاترین میزان دقت بود برای تهیه نقشه فلزات سنگین خاک مورد استفاده قرار گرفت. رویهم گذاری نقشه توزیع غلظت فلزات سنگین با نقشه زمین شناسی و کاربری اراضی نشان داد که آرسنیک، آهن، کادمیوم، روی، کروم، کبالت، نیکل و آنتیموان منشا زمین شناسی دارد و عناصر مس و وانادیوم منشا کشاورزی و زمین شناسی دارد. در حالی که غلظت سرب در منطقه توسط ساختار زمین شناسی، فعالیت‌های کشاورزی و همچنین آلودگی شهری کنترل می شود. در روش ترکیب رنگی کاذب (FCC) عناصر بر اساس میزان همبستگی، در چهار دسته آرسنیک، روی و سرب؛ کبالت، آهن و وانادیوم؛ کروم، نیکل و مس و در نهایت آنتیموان و کادمیوم ترکیب شدند. عناصر لایه اول به دست آمده از روش FCC با لایه سوم آن و عناصر لایه دوم با چهارم، با تباین 60 و شفافیت 100 در لایه رویی، به روش معکوس رویهم گذاری شدند و در انتها ترکیب خطی وزنی (WLC) بر روی داده های فازی شده دو گروه عناصر انجام شد. نتایج نشان داد مناسب ترین روش برای پهنه بندی عناصر آرسنیک، روی، وانادیوم، سرب و آهن، کریجینگ گسسته با مدل نمایی و برای عناصر نیکل، کبالت، کروم و آنتیموان، کریجینگ معمولی با مدل نمایی است. عناصر کادمیوم و مس به روش توابع شعاعی پایه پهنه بندی شدند. بر اساس نتایج آنالیز مولفه های اصلی فلزات سنگین در 4 فاکتور قرار می گیرند. اولین فاکتور فلزات روی، وانادیوم، نیکل، کروم، کبالت، آنتیموان و آهن را در بر می گیرد. فاکتور دوم شامل عناصر مس و کادمیوم است. عنصر سرب در سومین فاکتور آرسنیک و آنتیموان در فاکتور چهارم قرار می گیرد. به طور کلی، همبستگی بالای مثبت در هر فاکتور بیانگر منشا طبیعی ورود عناصر و همبستگی بالای منفی نشان دهنده منشا انسانی ورود عناصر است. بر اساس نقشه های به دست آمده از رویهم گذاری لایه های حاصل از روش معکوس و ترکیب خطی وزنی، آنومالی عناصر دسته اول در جنوب شرق ملایر و غرب اسد آباد و کلمات کلیدی : کریجینگ، آنالیز همبستگی، آنالیز مولفه اصلی، ترکیب رنگی کاذب، رویهم گذاری معکوس، ترکیب خطی وزنی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی