منبع پایان نامه با موضوع تحلیل عاملی، تحلیل عامل، ضریب همبستگی، نمونه برداری

دانلود پایان نامه ارشد

سطحی
number
As
Cd
Cu
Mo
Pb
Zn
Sb
S
Bi
ST1
3.391483
4.128077
4.5178
5.2198
3.2541
2.8756
4.4717
3.9250
3.8232
ST2
6.18424
6.72967
4.5178
6.0280
5.483192
4.39909
5.7151
3.8365
6.1461
ST3
1.036526
1.872166
2.138631
4.4475
0.908884
0.64874
1.535571
0.5618
1.5044
ST4
0.435337
1.049753
1.158932
2.7078
0.3369
0.0282
0.757177
-0.2223
0.5886
ST5
3.721108
4.347019
4.5178
4.1753
3.1361
2.4946
4.000997
2.1926
3.9502
ST6
1.613875
2.178337
2.01839
2.1818
1.0635
0.6891
1.7875
1.2515
1.7166
ST7
1.338576
2.326981
1.820614
1.6999
1.2536
0.7280
1.7213
0.3081
1.5886
ST8
0.180916
-0.30933
-0.96772
0.2548
-0.4200
-0.6977
-0.7563
1.3356
-0.1532
ST9
0.721699
-1.95842
-3.28143
-1.9010
-1.0016
-0.8735
-1.9586
-2.3923
-1.0570
ST10
0.302721
-1.66297
-3.27134
-1.7626
-0.8157
-0.9646
-2.0221
-0.0703
-0.8413
ST11
-0.38867
0.025091
-0.50083
-0.1573
-0.2146
-0.5658
-0.4425
-0.8073
0.5886
ST12
-0.41959
-0.58496
-1.20101
-0.3161
-0.5435
-0.7508
-0.9509
-0.6918
-0.4566
ST13
-0.60259
-0.55987
-1.25737
0.6643
-0.6506
-0.7213
-0.9509
-0.6918
-0.4566
ST14
0.293219
0.350332
0.627206
1.1085
0.1423
-0.1501
0.4908
-0.2223
0.7436
ST15
-0.90397
-0.99159
-1.57486
-1.2013
-0.7960
-0.7413
-1.1669
-1.2223
-0.6536
ST16
1.663887
2.306661
2.098262
5.9296
1.3622
0.5659
1.8486
2.4150
2.0111
ST17
4.613398
5.152478
5.102763
4.9572
4.3896
3.3248
5.0060
3.5384
5.0635
ST18
4.598206
5.120336
4.5178
5.0295
4.2222
3.2052
4.9103
3.5384
4.9083
ST19
0.055385
0.440128
0.549986
-0.0274
0.0415
-0.4669
0.0413
0.7776
0.3107
ST21
4.917366
4.96801
4.5178
8.4894
5.2859
5.7994
6.8616
2.4405
3.1686

شکل8-4-نتایج محاسبه ضریب زمین انباشت داده‌های خاک سطح

(الف)شکل4-9-توزیع مکانی ضرایب زمین انباشت در خاکهای سطحی منطقه.الف) مس؛ ب) آرسنیک؛ ج) سرب؛ د) روی؛ ذ) کادمیم؛ ر) مولیبدن؛ز) بیسموت؛ ژ) گوگرد؛ ه)آنتیموان

(ب)
شکل4-9 ادامه

(ج)
شکل4-9 ادامه

(د)
شکل4-9 ادامه

(ذ)
شکل4-9 ادامه

(ر)
شکل4-9 ادامه

(ز)
شکل4-9 ادامه

(ژ)
شکل4-9 ادامه

(ه)
شکل4-9 ادامه

4-3-1-1-3-محاسبه شاخص بار آلودگی (Pollution Load index.PLI)
همانطور که در فصل3 اشاره شد بر اساس این شاخص می‌توان کیفیت نمونه خاک و یا رسوب را ارزیابی کرد. براساس رابطه 3-4،اگر حاصل رابطه کمتر از یک بود، نمونه مورد نظر فاقد آلودگی و اگر بیشتر از یک بود دارای منشأ آلودگی انسانزاد است. برطبق جدول4-9که نتایج محاسبه شاخص آلودگی رانشان می‌دهد نمونه‌های خاک عمدتاً با منشأ آلودگی انسانزاد ارزیابی می‌شوند و فقط تعداد کمی از نمونه‌ها (S9, S10, S12, S15, S16) فاقد آلودگی هستند.
جدول4-9-نتایج حاصل از محاسبه شاخص بار آلودگی
number
PLI
ST1
4.85
ST2
6.71
ST3
2.14
ST4
1.52
ST5
4.21
ST6
2.16
ST7
1.93
ST8
1.05
ST9
0.70
ST10
0.75
ST11
1.09
ST12
0.96
ST13
1.01
ST14
1.35
ST15
0.90
ST16
0.90
ST17
5.97
ST18
5.62
ST19
1.33
ST20
1
ST21
7.24
4-3-1-1-4-محاسبه شاخص اصلاح شده درجه آلودگی (mC_d)
با توجه به توضیحات فصل 3 و برمبنای مقادیر بدست آمده برای mC_d و بااستفاده از جدول رده بندی4-10کیفیت نمونه‌های خاک به شرح زیر است:

جدول4-10-کیفیت نمونه‌های خاک

number
mCd
کیفیت نمونه خاک
ST1
13.53
آلودگی بسیار بالا
ST2
35.83
فوق العاده آلوده
ST3
4.13
آلودگی متوسط
ST4
2.01
آلودگی متوسط
ST5
10.49
آلودگی بسیار بالا
ST6
2.88
آلودگی متوسط
ST7
2.60
آلودگی متوسط
ST8
1.16
آلودگی کم
ST9
0.85
آلودگی کم
ST10
0.85
آلودگی کم
ST11
1.12
آلودگی کم
ST12
0.97
آلودگی کم
ST13
1.05
آلودگی کم
ST14
1.48
آلودگی کم
ST15
0.93
آلودگی کم
ST16
8.25
آلودگی بسیار بالا
ST17
19.16
به شدت آلوده
ST18
17.44
به شدت آلوده
ST19
1.40
آلودگی کم
ST20
1
آلودگی کم و یا بسیار ناچیز
ST21
57.70
فوق العاده آلوده
4-3-1-1-5-ضریب آلودگی خاک (Soil Pollution Index, SPI)
این ضریب درجه کلی آلودگی فلزی خاک را نشان می دهد (Lee et al., 2006). این ضریب از تقسیم غلظت فلزهای سنگینی که بیشترین مقدار غنی شدگی را نشان می دهند بر مقدار هدف (target) همان فلزها به دست می آید، سپس مقادیر بدست آمده بر تعداد فلزها تقسیم می شود.
در این فرمولi نشانگر محل نمونه برداری؛ j فلزهای سنگینی که به شدت غنی شده اند؛ MCi غلظت فلزهای سنگین در محل نمونه برداری i؛ TCj غلطتهای هدف jمین عنصری که به شدت غنی شده است؛ و N تعداد فلزهایی است که به شدت غنی شده اند. در مطالعه ای که توسط لی و دیگران (Lee et al., 2006) بر روی خاکهای شهری و حومه ای در هنگ کنگ انجام شد، غلظتهای هدف عناصر در مناطق شهری که توسط بخش حفاظت خاک هلند پیشنهاد شده است، به کار رفت. با توجه به غیر شهری بودن خاکهای مورد مطالعه در این تحقیق، از غلظتهای عناصر در ایستگاه کنترل به عنوان غلظت هدف استفاده شد. پس از محاسبه SPI برای هر ایستگاه، نقشه آلودگی خاک منطقه توسط نرم افزارARCGIS, 10 تهیه شد (شکل4-10).
مقادیر SPI محاسبه شده گستره ای از 05/0تا 3/140 دارند. این گستره نشان دهنده مقادیر بسیار متغیر SPI در ایستگاههای مختلف است. در هر حال در این مورد نیز بیشترین مقادیر SPI منحصر به ایستگاههای نزدیک دودکش اختصاص دارد؛ همچنین ایستگاههای واقع در جهت وزش باد غالب بیش از ایستگاههای دیگر آلوده هستند.

شکل4-10-توزیع مکانی مقادیرSPI در نمونه‌های خاک سطحی

جدول 4-11-مقادیر SPI بدست آمده در خاکهای منطقه
number
SPI
ST1
27.26
ST2
82.57
ST3
8.20
ST4
3.46
ST5
22.49
ST6
4.99
ST7
4.64
ST8
1.20
ST9
0.76
ST10
0.70
ST11
1.21
ST12
0.95
ST13
1.09
ST14
2.05
ST15
0.73
ST16
17.35
ST17
40.41
ST18
36.97
ST19
1.63
ST21
140.31

4-3-1-2-خاکهای زیرسطحی
در جدل4-12 غلظت عناصر در نمونه های خاک زیر سطحی آمده است. غلظت عناصر در ایستگاه کنترل نیز برای مقایسه ارائه شده است. در این مورد نیز مانند خاکهای سطحی، تنها میانگین، میانه، بیشینه و کمینه غلظتها آورده شده اند. غلظتهای کل برای نمونه های خاک زیرسطحی در پیوست2 آورده شده است.

جدول 4-12- غلظت فلزهای مورد مطالعه در نمونه‌های خاک زیر سطحی (ppm)
 
Max
Min
Mean
Median
Std.Deviation
Control point
As
67.30
20.30
32.96
26.8
19.61
26.8
Cu
353.85
58.20
180.41
75.12
156.03
66.34
Pb
76.09
19.57
33.08
21.50
24.29
19.98
Zn
239.10
78.80
121.02
94.8
66.44
93.60
Cd
1.75
0.19
0.58
0.32
0.65
0.24
Cr
89
78
84.20
86
4.26
86
Mn
760
518
649.60
664
87.26
672
Mo
56.03
0.84
14.13
3.14
23.67
0.84
Bi
3.90
0.21
1.08
0.34
1.45
0.43
Sb
13.89
0.84
4.63
1.36
5.65
2.41
Ni
80.40
64.60
74.02
73.30
6.27
80.40

همان گونه که ملاحظه می شود نمونه های خاک زیر سطحی در مقایسه با خاکهای سطحی غلظت بسیار کمتری دارند. در هر حال در مقایسه با ایستگاه کنترل، .غنی شدگی بالایی دیده نمی‌شود و بیانگر این مطلب است که آلودگی خاکهای منطقه محدود به لایه فوقانی (5-0سانتی‌متر) است، در هر حال غلظتهای بسیار بیشتر برخی عناصر (As, Cu, Pb, Zn, Mo) در برخی ایستگاهها به ویژه ایستگاههای نزدیک کوره می تواند بیانگر آلودگی انسانزاد باشد.
به منظور بررسی روابط بین عناصر جزئی و عناصر اصلی خاک زیر سطحی، روشهای آماری بکاررفته برای خاکهای سطحی، در مورد خاکهای زیر سطحی نیز بکار گرفته می شود.
محاسبه ضریب همبستگی پیرسون برای خاکهای زیرسطحی، همبستگی بالایی را بین عناصر مشابه خاکهای سطحی نشان می دهد و علاوه بر این همبستگی قابل ملاحظه ای بین عناصر وجود دارد.
به نظر می رسد که بین غلظت عناصر در خاکهای سطحی و زیر سطحی ارتباط قابل ملاحظه ای وجود دارد. همبستگی بالای عناصر بایکدیگر گویای ارتباط نزدیک آنها با یکدیگر است. این همبستگی می تواند نشان از منبع مشترک آنها باشد. به ویژه همبستگی مس، سرب، روی، کادمیم، آنتیموان، مولیبدن و بیسموت با یکدیگر بسیار قابل توجه است.

جدول4-13-ضرایب همبستگی بین متغیرهای خاک زیر سطحی

As
Cd
Cr
Cu
Mn
Mo
Ni
Pb
Zn
Al
Fe
S
Sb
Bi
Dist.
As
1

Cd
0.99
1

Cr
-0.93
-0.9
1

Cu
0.94
0.96
-0.78
1

Mn
0.92
0.90
-0.089
0.80
1

Mo
0.50
0.56
-0.23
0.75
0.23
1

Ni
-0.89
-0.88
0.93
-0.80
-0.78
-0.39
1

Pb
0.98
0.99
-0.85
0.99
0.86
0.66
-0.84
1

Zn
0.96
0.97
-0.80
0.99
0.83
0.71
-0.81
0.99
1

Al
-0.97
-0.95
0.98
-0.87
-0.90
-0.37
0.94
-0.92
-0.88
1

Fe
0.56
0.59
-0.33
0.63
0.67
0.47
-0.37
0.62
0.65
-0.41
1

S
0.62
0.67
-0.39
0.82
0.35
0.93
-0.46
0.75
0.78
-0.50
0.38
1

Sb
0.90
0.93
-0.71
0.99
0.74
0.81
-0.75
0.97
0.98
-0.81
0.64
0.87
1

Bi
0.99
-0.89
0.97
0.88
0.60
-0.87
0.99
0.98
-0.95
0.58
0.70
0.94
-0.79
1

Dist.
-0.02
-0.28
0.46
-0.18
-0.30
0.10
0.45
-0.25
-0.18
0.35
0.01
-0.11
-0.15
-0.26
1

ضریب همبستگی منفی عناصر جزئی با فاصله از دودکش نشان دهنده کاهش غلظت عناصر جزئی با افزایش فاصله از دودکشهاست. همبستگی مثبت و بالای گوگرد با سایر عناصر می تواند نشان دهنده منبع مشترک آنها باشد.
انجام روش تحلیل عاملی بر روی غلظت عناصر در خاکهای زیر سطحی نشان می دهد که در این مورد نیز عامل اول که 76درصد از کل واریانسها را در برمی گیرد، بیشتر یک عامل انسانزاد است؛ چرا که همبستگی قابل ملاحظه ای بین عناصر جزئی وجود دارد (جدول4-14).

جدول4-14-نتایج انجام تحلیل عاملی بر روی داده‌های خاک زیر سطحی

Factor1
Factor2
Communalities
As
0.98
 
0.98
 
 
Cd
0.99

0.99

Cr
-0.87
0.47
0.98
 
 
Cu
0.7

0.99

Mn
0.86
 
0.83
 
 
Mo
0.64

0.83

Ni
-0.87
0.41
0.93
 
 
Pb
0.99

0.99

Sb
0.96

0.99

Bi
0.99

0.99

Zn
0.99

0.99

S
0.72

0.84

Al
-0.93
0.34
0.98
 
 
Fe
0.62

0.50

Var%
76
14
 
 
 

شکل4-11-نتایج حاصل از انجام آزمون PCA بر روی نمودار سه بعدی مؤلفه‌های اصلی در حالت چرخش واریماکس براساس غلظت کل عناصر در نمونه‌های خاک زیر سطحی

عامل دوم که14درصد از کل واریانسها را در بر می گیرد همبستگی قابل ملاحظه ای با عناصر اصلی خاک (Al,Cr, Ni ) دارد.
نتایج انجام رده بندی خوشه ای به روش سلسله مراتبی (شکل4-12) نتایج بدست آمده و تحلیل عاملی را تأیید می‏کند.

4-4-نتایج تجزیه به روش استخراج ترتیبی

غلظت کل فلزات بالقوه سمی در خاک، برای تعیین گسترش آلودگی فلزی معیار خوبی است اما برای پیش بینی تأثیر بوم شناختی ارزش چندانی ندارد (Gupta et al., 1996). این حقیقت پذیرفته شده که توزیع، تحرک، زیست دسترس پذیری و سمناکی فلزات بالقوه سمی در خاک تنها به غلظت کل آنها بستگی ندارد، بلکه به

پایان نامه
Previous Entries منبع پایان نامه با موضوع تحلیل عاملی، تحلیل عامل، سلسله مراتب، سلسله مراتبی Next Entries منبع پایان نامه با موضوع زیست محیطی، قابلیت مقایسه، سلسله مراتبی، سلسله مراتب