Skip to main content
SUPERVISOR
Alireza Safianian,Norolah Mirghafari
علیرضا سفیانیان (استاد راهنما) نوراله میرغفاری (استاد راهنما)
 
STUDENT
Soheila Barati
سهیلا براتی

FACULTY - DEPARTMENT

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

TITLE

Spatial Distribution of Chromium, Cobalt and Nickel in Surface Soil and Their Accumulation in Some Crops of Hamadan Province
Heavy metals are very important from environmental consideration due to their toxicity and accumulative properties. Although these elements present generally at low concentrations in the soil, but the increase of their concentration either naturally or through human activity pose the divers problems. The heavy metals accumulate mostly in the surface soil, and thus exposure more to plant uptake and traort. The understanding of the spatial variation of heavy metals in the soil is an important precondition for monitoring and evaluating eco-environment quality in the agricultural lands. The aim of this study is the evaluation of spatial distribution of Cr, Co and Ni in the surface soil of Hamadan province, determination of the accumulation of these metals in the some crops, and assessment of health risks from heavy metals in wheat and potato. For this purpose, the surface soil samples (0-20 cm) were taken using systematic random sampling method and the concentration of heavy metals and some soil parameters such as pH, EC, the percentage of organic matter, sand, clay and silt were analyzed. The soil sampling points located on agricultural lands were determined using satellite images and potato, wheat, barely, alfalfa and corn were sampled. For interpolation and mapping the spatial distribution of heavy metals, the accuracy of Kriging methods and their models were compared by the Mean Absolute Error (MAE) values ??and Mean Bias Error (MBE), and the method with lowest error was selected. Maps of chromium and nickel distribution were prepared by ordinary Kriging with a Spherical model, and that of cobalt by disjanctive Kriging with Exponential model. The regions of the western Hamedan province had the highest concentration of chromium, cobalt and nickel. The accordance of the maps with the highest concentration and igneous and metamorphic bedrock showed that the geology is the most important factor affecting the concentration of these elements. The mean concentration of the studied elements in the province of Hamedan, except for nickel, was in the range of maximum acceptable concentration for agricultural land. Background concentrations of chromium and cobalt corresponded to the world mean. The assessment of soil contamination using Geoaccumulation Index (Igeo), based on the mean background concentration in the study area as well as the average concentration in the earth crust, dir=ltr Key words : Hamadan Province, Soil pollution, Kriging, Crops, Health risk, Heavy metals
عناصر سنگین به دلیل خواص سمی و تجمع پذیری از اهمیت زیست محیطی بالایی بر خوردار هستند. هر چند این عناصر معمولاً دارای غلظت کمی در خاک هستند اما افزایش غلظت آنها چه به صورت طبیعی و چه از طریق فعالیت های انسانی مشکلاتی را در بر خواهد داشت. عناصر سنگین بیشتر در لایه های سطحی خاک تجمع می یابند و در نتیجه بیشتر در معرض جذب و انتقال به گیاه قرار می گیرند. آگاهی از توزیع مکانی فلزات سنگین پیش شرط مهمی در پایش و ارزیابی کیفیت زیست محیطی- اکولوژیکی در اراضی کشاورزی می باشد. هدف از این مطالعه، ارزیابی توزیع مکانی کروم، کبالت و نیکل در خاک سطحی استان همدان، تعیین میزان تجمع این فلزات در تعدادی از محصولات زراعی استان و ارزیابی ریسک سلامتی ناشی از گندم و سیب زمینی می باشد. بدین منظور با استفاده از روش نمونه برداری سیستماتیک تصادفی، نمونه های خاک سطحی (cm 20-0) برداشت گردید و غلظت فلزات سنگین و برخی پارامترهای خاک از جمله pH، EC، درصد ماده آلی و درصد شن، سیلت و رس در نمونه های خاک آنالیز شد. با استفاده از تصاویر ماهواره ای نقاط نمونه برداری خاک واقع بر روی اراضی کشاورزی تعیین گردید و نمونه های گیاه سیب زمینی (غده)، گندم، جو و ذرت (دانه) و یونجه (اندام هوایی) برداشت شد. برای درونیابی و تهیه نقشه توزیع مکانی فلزات، دقت روش های مختلف کریجینگ و مدلهای آنها با استفاده از مقادیر خطای قدر مطلق میانگین و خطای بایاس میانگین مقایسه و روشی که دارای کمترین میزان خطا بود انتخاب گردید. نقشه های توزیع کروم و نیکل با استفاده از کریجینگ معمولی با مدل کروی و با روش کریجینگ گسسته با مدل نمایی برای کبالت تهیه شدند. مناطق غربی استان همدان دارای بیشترین غلظت عناصر کروم، کبالت و نیکل بودند. مطابقت نقشه های بدست آمده در مناطقی با بیشترین غلظت عناصر با سنگ بستر آذرین و دگرگونی نشان داد زمین شناسی از مهمترین فاکتور مؤثر بر غلظت این عناصر می باشد. میانگین غلظت عناصر مورد مطالعه در خاک استان همدان بجز غلظت نیکل در دامنه حداکثر غلظت قابل قبول در زمین های کشاورزی قرار داشت. به غیر از فلز نیکل، غلظت زمینه عناصر کروم و کبالت در استان همدان در دامنه میانگین جهانی قرار داشت. ارزیابی وضعیت آلودگی خاک با استفاده از شاخص زمین انباشتگی با توجه به میانگین غلظت زمینه در منطقه و میانگین غلظت عناصر در پوسته زمین، حاکی از آلودگی کم تا ناچیز در منطقه بود. از طرفی به دلیل مطابقت نقاط با غلظت بالای عناصر با کاربری کشاورزی، محاسبه شاخص جامع آلودگی نشان داد فعالیت های کشاورزی نیز می تواند موجب افزایش غلظت این عناصر در خاک گردد. میانگین غلظت عناصر در گیاهان زراعی به جز غلظت کروم و نیکل در یونجه، در دامنه نرمال این عناصر در گیاه قرار داشتند. تجمع زیستی عناصر در گیاهان پایین بوده و بیشترین میزان این فاکتور، در گیاه یونجه بدست آمد. محاسبه پتانسیل ریسک سلامتی در ارتباط با غلظت هر یک از عناصر در گیاهان سیب زمینی و گندم با استفاده از شاخص نسبت خطر نشان هنده عدم ریسک برای سلامتی انسان بود، اما محاسبه شاخص خطر، پتانسیل ریسک سلامتی ناشی از ترکیبی از سه عنصر در گیاه گندم را نشان داد. واژه های کلیدی : استان همدان، آلودگی خاک، کریجینگ، محصولات زراعی، ریسک سلامتی، فلزات سنگین

ارتقاء امنیت وب با وف بومی