منبع پایان نامه با موضوع ضریب همبستگی، محیط زیست، نمونه برداری، چند متغیره

دانلود پایان نامه ارشد

. محلول بدست آمده محلول استوکس (جدا کننده ذرات به هم چسبیده خاک) نام دارد که چهار نوع آن موجود است:
1)    هگزا متا فسفات سدیم
2)    پلی فسفات سدیم
3)    تری پلی فسفات سدیم
4)    تترا فسفات سدیم
درب استوانه را با کمک دست و یا در صورت داشتن در پوش، بسته به مدت یک دقیقه، 30 بار واژگون می‌شود تا نمونه کاملاً ترکیب گردد. سپس استوانه را ثابت نگه داشته و با استفاده از کرنومتر در فواصل مشخص زمانی ، هیدرومتر را به آرامی و در مدت 10 ثانیه وارد نمونه نموده و عددی را که از نمونه بیرون می‌باشد را قرائت ، و همراه با زمان قرائت یادداشت می‌شود.
محاسبات: برای بدست آوردن قطر ذرات از فرمولL/t  D = K  استفاده می‌شود که K ضریب ثابت در دمای 22 درجه سانتی گراد و برای65/2 =  Gs برابر است با 01332/0که از جدول 2 استخراج شده و L نیز عمق موثر چگالی سنج میباشد(که با توجه به قرائت واقعیRa + ضریب انحناء آب که برابر 1 میباشد بدست آمده) که از جدول 1 و با توجه به نوع چگالی سنج در قرائت های مختلف، استخراج میگردد و بر حسب cm بیان میشود .
برای محاسبه در صد عبوری از فرمول:  Ra – ZeroCorretion +GT = 2Rc  یعنی :
ضریب تصحیح دما +  ضریب تصحیحGs –  قرائت واقعی = قرائت تصحیح
تجزیه هیدرومتری نمونه های خاک منطقه نشان داد که در نمونه های خاک سطحی درصد رس از 74/5 تا 8/19درصد متغیر است. این مقدار در نمونه‌های خاک زیرسطحی86/13 تا 79/20درصد است.

شکل4-1- هیدرومتری نمونه‌های خاک

مقایسه درصد رس در خاکهای سطحی و زیر سطحی نشان می دهد که خاکهای زیر سطحی دارای مقدار رس بیشتری بوده و دانه ریزترند. با توجه به اینکه عمق خاک زیر سطحی نمونه برداری شده تقریباً معادل با افقB خاکهای منطقه است، این مطلب چندان دور از انتظار نیست. در هر حال رسم درصدهای ماسه، سیلت و رس بر روی نمودار سه ضلعی طبقه بندی خاک نشان می دهد که خاکهای سطحی منطقه عمدتاً در گروه خاکهای ماسه ای و ماسه ای گلی قرار می‏گیرند (شکل4-1). به نظر می رسد وجود این بافت نسبتاً درشت دانه که درصد مقدار ماسه در آن گاهی به بیش از 92 درصد می رسد، تسهیل کننده تحرک عناصر باشد.
انجام این تجزیه بر روی نمونه های خاک کشاورزی نیز نتایج مشابهی بدست داد، با این تفاوت که در این مورد درصد رس بالاتر بوده و از 88/11درصد تا03/16درصد تغییر می‏کند. درصد ماسه نیز کمتر از خاکهای مرتعی بوده و بیشینه آن 86درصد است. پیش بینی می شود وجود بافت دانه ریزتر و ماده آلی بیشتر در خاکهای کشاورزی تحرک عناصر در این خاکها را کندتر از خاکهای مرتعی نماید.

شکل4-2- بافت خاک سطحی با استفاده از طبقه بندی شپرد (Shepard, 1954)

4-3-آلودگی خاک

خاک صرفاً بخشی از یک بوم سامانه نیست، بلکه برای انسان نقش اساسی ایفا می کند؛ زیرا بقای انسان به حفظ حاصلخیزی خاک گره خورده است. آلودگی خاک به فلزات بالقوه سمّی خطرهایی جدی برای زیستوران و تندرستی انسان در بردارد (Forstner, 1995). برخی از فلزات بالقوه سمّی (مانند مس، کروم، مولیبدن، نیکل، سلنیم و روی) در غلظتهای کم برای عملکرد صحیح و تولید مثل ریزاندامگانها، گیاهان و جانوران (شامل انسان) ضروری هستند. همین عناصر در غلظتهای زیاد ممکن است باعث سمناکی مستقیم یا تأثیر نامطلوب بر تولید مثل شوند. برخی عناصر (برای مثال آرسنیک، سرب و جیوه) نیز غیر ضروری بوده و غلظتهای کم آنها در محیط زیست نیز می‌تواند برای گیاهان و جانوران ایجاد سمناکی کند (Alloway, 1995).
اثرات نامطلوب فلزات بالقوه سمّی تنها شامل منابع انسانزاد آنها نمی‏شود، بلکه غلظت بالای برخی از عناصر طبیعی (برای مثال خاکهای سرپانتینی) نیز می توانند سمناکی ایجاد کنند (Adamo and Zampella, 2008). عناصر موجود در خاک از منابع مختلفی تأمین می‏شوند که عبارتند از:
عناصر سنگ زاد: عناصری هستند که به طور مستقیم از سنگ کره (مواد والد) به وجود می‏آیند.
عناصر انسان زاد: عناصری هستند که به طور مستقیم یا غیر مستقیم در نتیجه فعالیتهای انسان به خاک افزوده می‏شوند.
عناصر خاک زاد: عناصری هستند که هم منشأ انسانزاد و هم سنگ زاد دارند اما توزیع و گونه سازی آنها به دلیل فرایندهای گوناگون خاک تغییر کرده است.
ازینرو رفتار عناصر جزئی تا حد زیادی تابع ویژگیهای زمین شیمیایی این عناصر بوده و احتمالاً توسط منشأ آنها کنترل می‏شود (Kabata-Pendias and Sadurski, 2004).

4-3-1-خاکهای مرتعی
4-3-1-1-خاکهای سطحی
به طور معمول غلظت بسیار بالای عناصر جزئی در مجاورت مناطق معدنکاری و ذوب کانسنگ مشاهده می‌شود. همانگونه که در بخش اول این فصل گفته شد تجزیه شیمیایی غبار دودکشها که تصور می‏شود یکی از منابع اصلی آلاینده خاک در منطقه خاتون آباد باشد، نشان داد که این غبارها به شدت به فلزات سمی سنگین آلوده هستند. در این مطالعات غلظت عناصر جزئی ای که در نمونه های غبار تجزیه شدند در نمونه های خاک نیز مورد بررسی قرار گرفتند. بررسی نتایج بدست آمده از تجزیه شیمیایی نمونه های خاک به روشICP-OES نشان می دهد که عناصر سلنیم و جیوه در نمونه های خاک مرتعی حضور ندارند. عنصر نقره نیز در ایستگاههای نزدیک به دودکش غلظت قابل ملاحظه( حدودppm7) دارد. غلظت عنصر نیکل در ایستگاههای مختلف (خاکهای سطحی و زیر سطحی) تفاوت چندانی با یکدیگر نداشته و غلظت آن نزدیک به غلظت تعیین شده در ایستگاه کنترل است؛ از اینرو به احتمال زیاد منشأ آن طبیعی است. در بخشهایی که در پی می‏آید بخش عمده بحث در ارتباط با عناصرCu, As, Mo, Zn, Sb, Cd, Pb, Bi, S خواهد بود.
در جدول4-4 غلظت این عناصر در نمونه های خاک سطحی ارائه شده است. همانگونه که در فصل سوم بیان شد، برای بررسی آلودگی خاکهای منطقه، یک ایستگاه کنترل در جهت غرب- شمال غرب کوره ها که جهت حداقل وزش باد بوده و حدود 13کیلومتر با دودکشها فاصله دارد، انتخاب شد( S20 ). غلظت عناصر در این ایستگاه نیز در جدول 4-4 آمده است. به منظور رعایت اختصار و بررسی راحت تر جدول، مقادیر بیشینه، کمینه، میانه و میانگین عناصر آورده شده و مقادیر کامل غلظتها در پیوست 1آمده است.
بررسی غلظتهای درج شده در جدول4-4 نشان دهنده غلظت بسیار بالای عناصر در مقایسه با ایستگاه کنترل و غلظت عادی عناصر در خاکهای ماسه ای است. در شکل 4-2 میانگین غلظت عناصر سمّی سنگین در مقایسه با مقادیر رایج در خاکهای ماسه ای رسم شده است. شکل4-3 به وضوح گویای غنی شدگی عناصر سنگین به ویژه مس در خاکهای سطحی منطقه است. علاوه بر مقایسه غلظت عناصر در خاکهای سطحی و زیر سطحی نشان می‏دهد که غلظت در خاکهای سطحی بسیار بالاتر است. با افزایش فاصله از دودکشها غلظت عناصر به سرعت کاهش می‌یابد. این نتیجه با نتایج بدست آمده از پژوهشهای مشابه مطابقت دارد (Martley, 2004; Kozlov et al. 2005; Chopin and Alloway, 2007 ) و نشان دهنده تأثیر دودکشها در آلودگی خاکهای سطحی است. علاوه بر این آلودگی در ایستگاههای واقع در جهت وزش باد غالب (شمال و شمال شرق) بسیار بیشتر است. برای ارائه تصویر روشن تری از چگونگی توزیع غلظت عناصر در خاکهای سطحی و روند تغییر آنها نسبت به دودکشها، با استفاده از نرم افزار ARCGIS, 10 توزیع مکانی غلظت عناصر بررسی شده، ترسیم شد. نتایج در شکل4-4 نشان داده شده است. همانگونه که ملاحظه می‏گردد ایستگاههای واقع در نزدیکی دودکشها بیشترین مقدار غلظت تمام عناصر را به خود اختصاص می‏دهند. با افزایش فاصله از دودکشها از مقدار غلظت به نحو چشمگیری کاسته می‏شود. علاوه بر این، ایستگاههای واقع در جهت وزش باد غالب (شمال و شمال شرق) نسبت به سایر ایستگاهها آلوده ترند.

جدول4-4 غلظت فلزات سمّی سنگین در خاکهای سطحی (ppm)
Crustal average
Sandy soil
mean
Control poin
Median
Mean
Max
Min

1.80
4.40
24.70
55.60
300.09
2694.20
19.80
As
55
13
582.03
1000.64
6000.58
30000
89.79
Cu
14
22
29.90
53.07
200.69
2006.17
22.40
Pb
70
45
119.70
100.72
600.02
3788
92
Zn
1.50
1.30
3.71
15.04
80.80
363.15
1.49
Mo
900
270
833
700.80
700.60
895
576
Mn
1.50
0.37
0.57
1.46
10.34
90.74
0.22
Cd
100
47
120
95.20
90.50
165
45.60
Cr
10
5.50
16.20
18.20
20.14
32.90
15.60
Co
0.20

2.41
5.59
31
189.90
0.89
Sb
0.20

0.43
1.02
6.05
45.68
0.31
Bi
20
13
57.60
61.55
62.09
83.20
46.20
Ni
2.50

1.60
1.80
2.36
7.60
1.30
Sn
*: Kabata-Pendias and Mukherjee, 2007

شکل4-3 مقایسه میانگین عناصر سمّی سنگین نسبت به غلظت رایج آنها در خاکهای
ماسه‌ای غیر آلوده

برای بررسی دقیق تر مطالب گفته شده و مطالعه ارتباط عناصر بایکدیگر از روشهای آماری استفاده می‏شود. بنابر نظر سمیونوف و دیگران (Simeonov et al., 2005) فرایند آلودگی در اصل یک فرایند چند متغیره است و ازینرو بررسیهای چندمتغیره داده ها برای ارزیابی وضعیت محل مورد نظر مناسب‏تر است.

(1)شکل4-4-توزیع مکانی غلظت عناصر در خاکهای سطحی: (1)مس؛ (2)آرسنیک؛ (3)سرب؛ (4)روی؛ (5)کادمیم؛ (6)مولیبدن؛ (7)آنتیموان؛ (8)بیسموت؛ (9)منگنز؛ (10)نیکل؛ (11)کرم

(2)آرسنیک
شکل4-4ادامه

(3)سرب
شکل4-4 ادامه

(4)روی
شکل4-4 ادامه

(5)کادمیم
شکل4-4ادامه

(6)مولیبدن
شکل4-4 ادامه

(7)آنتیموان
شکل4-4ادامه

(8)بیسموت
شکل4-4 ادامه

(9)منگنز
شکل4-4 ادامه

(10)کرم
شکل4-4 ادامه

(11)نیکل
شکل4-4ادامه
استفاده از ضریب همبستگی بین متغیرها رایج‌ترین روش آماری است. این ضریب میزان ارتباط بین دو متغیر را تعیین می‌کند. نتایج محاسبه ضرایب همبستگی در جدول4-5 ارائه شده است. همانگونه که ملاحظه می شود در این جدول، ضرایب همبستگی بین غلطت فلزات سنگین مورد مطالعه، عناصر رایج خاک (Fe,Al,Mn)، فاصله از دودکشها و غلظت گوگرد محاسبه شده است. همبستگی بالای عناصر بایکدیگر گویای ارتباط نزدیک آنها است. این همبستگی می‌تواند نشان دهنده منبع مشترک آنها باشد. به ویژه همبستگی مس، سرب، روی، کادمیم، آنتیموان، و مولیبدن بسیار قابل توجه است.
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 می‏تواند نشان دهنده منبع مشترک آنها باشد.
براساس نظر کلامپ و دیگران (Klumpp et al., 2003) در صورتی که غلظت گوگرد خام با افزایش عمق کاهش یابد گویای سهم نهشت جوی در خاک سطحی است. تقریباً در تمام نمونه های خاک منطقه خاتون آباد غلظت گوگرد کل خاک، با افزایش عمق کاهش چشمگیری می‏یابد. همچنین اداره محیط زیست اونتاریوی کانادا (1990) غلظت گوگرد خاکهای سطحی غیر کشاورزی را 100 میلی گرم بر کیلوگرم اعلام کرده است. این در حالی است که غلظت گوگرد در خاکهای اطراف دودکش کارخانه ذوب خاتون آباد به بیش از ppm30000 می رسد. این مطلب گویای نهشت ترکیبات گوگردی از گازهای گسیل شده از دودکشهاست. همچنین همبستگی منفی و بالای گوگرد با فاصله از دودکش تأئید کننده همین مطلب است.

جدول4-5- ضرایب همبستگی بین متغیرهای خاک

پایان نامه
Previous Entries منبع پایان نامه با موضوع نمونه برداری، زیست محیطی، آلودگی هوا، آلاینده ها Next Entries منبع پایان نامه با موضوع تحلیل عاملی، تحلیل عامل، سلسله مراتب، سلسله مراتبی