ارزيابي پتانسيل خطرپذيري آلودگي فلزات سنگين در خاك‌هاي مركزي استان زنجان بر اساس انواع شاخص‌هاي آلودگي

Assessment of heavy metals pollution risk in soils of central Zanjan province based on pollution indices

سابقه و هدف: مطالعه حاضر با هدف تعيين غلظت زمينه اي فلزات سنگين و آلودگي حاصل از آن‌ها با استفاده از شاخص‌هاي آلودگي در منطقه‌اي به وسعت 2000 كيلومتر مربع در اراضي مركزي استان زنجان انجام گرفت. مواد و روش‌ها: نمونه‌برداري خاك سطحي بر اساس روش شبكه بندي و كاملاً تصادفي (241 نمونه از عمق 0 تا 10 سانتي‌متر) انجام پذيرفت. براي تعيين مقدار زمينه اي فلزات، از ميانگين هندسي نمونه خاك هاي مناطق طبيعي و بكر استفاده گرديد (53=N) و مقدار آن براي آهن، منگنز، كبالت، كروم، نيكل، مس، روي، سرب و كادميم به‌ترتيب 16509، 4/628، 2/24، 0/20، 7/40، 0/27، 8/91، 8/57 و 25/0 ميلي‌گرم بر كيلوگرم به‌دست آمد. يافته‌ها: ميانگين فاكتور غني شدگي براي كادميم، روي، سرب، مس، نيكل، كروم، كبالت و منگنز به‌ترتيب 20/4، 16/2، 69/1، 64/1، 19/1، 17/1، 04/1 و 02/1 محاسبه گرديد كه بالاترين مقادير آن براي كادميم، روي، سرب و مس به‌ترتيب با ميانگين 07/12، 26/5، 82/4 و 47/3 در كاربري شهري اتفاق افتاده است. شاخص زمين‌انباشتگي براي عناصر مختلف در تمام نمونه ها مقادير منفي به‌دست آمد. البته در كاربري شهري شاخص زمين انباشتگي سرب، روي، كادميم و مس بيش‌تر از صفر بود. بالاترين شاخص آلودگي مربوط به كادميم و روي در كاربري هاي اراضي كشاورزي، مرتع و شهري به‌ترتيب 01/3 و 83/1، 33/3 و 60/1 و 86/9 و 35/4 بود. همچنين كم‌ترين مقدار شاخص آلودگي در تمام كاربري‌ها براي آهن، منگنز، كبالت و كروم مشاهده شد. ميانگين پتانسيل خطر زيست‌محيطي در كاربري كشاورزي 09/114، مرتع 08/122 و شهري 62/339 مي‌باشد كه با توجه به آن، كاربري شهري پتانسيل خطر زيست‌محيطي بالايي براي ساكنان دارد. نتيجه‌گيري: نتايج نشان مي دهد كه كاربري شهري بالاترين ميزان شاخص هاي آلودگي را داراست و اين مي تواند ناشي از فعاليت هاي شهرنشيني از قبيل حمل و نقل و ترافيك و كارخانه‌هاي اطراف شهر زنجان باشد.

Background and Objectives: This study was conducted to determine natural concentration of heavy metals and their pollution risk using pollution indices in a 2000 km2 area in central Zanjan. Materials and Methods: Soil samples (N=241) was taken from 0-10 cm depth based on gridding procedure in a completely randomized design. Geometric means of 53 natural soil samples were used to determine heavy metals background concentration in the area. Results: Results showed that the background concentration for Fe, Mn, Co, Cr, Ni, Cu, Zn, Pb and Cd were 16509, 628.4, 24.2, 20, 40.7, 27, 91.8, 57.8 and 0.25 mgkg-1, respectively. The means of enrichment factor for Cd, Zn, Pb, Cu, Ni, Cr, Co and Mn were found 4.20, 2.16, 1.69, 1.64, 1.19, 1.17, 1.04 and 1.02, respectively. The highest enrichment factor for Cd (12.07), Zn (5.26), Pb (4.82) and Cu (3.47) was observed in urban area. In all land uses studied, the geo-accumulation index was negative for the elements Fe, Mn, Co, Cr and Ni, indicating that the study area is categorized in non-polluted soil groups. However, the geo-accumulation index for Pb, Zn, Cd and Cu varied in urban land uses was positive. The pollution index for Cd and Zn under agriculture (3.01 and 1.83), rangeland (3.33 and 1.60) and urban (9.86 and 4.35) land uses were higher than other elements studied. Moreover, the lowest pollution indexes in all land uses were attributed to the metals Fe, Mn, Co and Cr. The mean of potential of ecological risk in agriculture, rangeland and urban land uses were 114.09, 122.08 and 339.62, respectively; in which the urban land use showed the highest potential of ecological risk for inhabitants of the area. Conclusion: The results show that urban land has the highest pollution index and this may be due to urbanization activities such as transport and traffic and nearby factories of Zanjan city.