مدلسازي پراكندگي فضايي آلاينده آرسنيك در منطقه جنوب كرمان با استفاده از رويكرد بيزين

Modelling Spatial Variation of Arsenic Pollutant Using Empirical Bayesian Kriging in the Southern Part of Kerman Province

زمينه: آرسنيك از دسته عناصري به‌شمار مي‌آيد كه در پوسته زمين نسبتاً فراوان است. علي‌رغم كاربردهاي متنوع در بخش‌هاي مختلف همچون صنعت، كشاورزي و داروسازي، آرسنيك تأثيرات خطرناكي نيز بر موجودات زنده و از جمله انسان دارد. دو منشأ انساني (ناشي از فعاليت‌هاي انساني همچون صنعت، معدن و كشاورزي) و طبيعي براي ايجاد آلودگي اين عنصر در محيط زيست شناخته شده است. در اين مقاله با تهيه نقشه توزيع اين آلاينده در بخش جنوبي كرمان منشأ احتمالي اين آلودگي بررسي شده است. مواد و روش‌ها: در اين مقاله از آناليز آرسنيك در 1804 نمونه رسوبات آبراهه‌اي در جنوب استان كرمان جهت مدلسازي فضايي آلايندگي اين عنصر استفاده شده است. به منظور تخمين ميزان آلاينده در نقاطي كه از آنها نمونه‌اي برداشت نشده است، از روش مدلسازي كريگينگ بيزين تجربي استفاده شده است. يافته‌ها: غلظت آلاينده آرسنيك در برخي از بخش‌هاي غربي منطقه از حد استاندارد فراتر بوده و لازم است تا مطالعات لازم در خصوص سطح مخاطرات مرتبط با اين آلاينده و تأثير آن بر رواج بيماري‌هاي مرتبط همچون سرطان پوست، مثانه و ريه، ديابت و بيماري‌هاي قلبي و عروقي در اين بخش‌ها مورد بررسي قرار گيرد. نتيجه‌گيري: بررسي تطبيقي نقشه آلاينده و موقعيت كانسارها، معادن، صنايع شيميايي و زمين‌هاي كشاورزي نشان داد كه عمده آلودگي آرسنيك در اين منطقه ناشي از صنعت و كشاورزي نبوده و به احتمال زياد منشأ ژئوژنيك دارد. با توجه به اينكه مدلسازي صورت گرفته بر اساس نمونه‌هاي رسوبات آبراهه‌اي مي‌باشد، لازم است تا در گام بعد، مطالعات بر اساس نمونه‌هاي خاك و آب‌هاي سطحي و زيرزميني و نمونه‌هاي انساني در مناطق آلوده صورت پذيرد.

Background: Arsenic is one of the elements that exist naturally in the earth crust. This element has several applications in the areas such as industrial, agricultural, medicinal. However, it could be seriously harmful because of its toxic effects on live organisms, including humans. Arsene could spread into the environment via two sources, including anthropogenic (produced directly by human activities) and natural (weathering and leaching from rocks and mineral layers of the earth and sedimentation) sources. This study investigates the probable sources of arsenic contaminations by producing the arsenic distribution map in the south of Kerman Province, Iran. Materials and Methods: We studied an area of 5000 km2 in the south of Kerman Province. The results of assaying the 1804 stream sediment samples for arsenic contamination were used for spatially modeling. In other non-sampling areas, Empirical Bayesian Kriging (EBK) modeling was applied to assess the prediction of arsenic contamination. Results: The level of arsenic concentration is more than the standard value (12 ppm) in the north-western part of the area. This contamination can cause several diseases such as cancer of the skin, bladder, and lung. It also could be a risk factor for diabetes and cardiovascular disorders. Therefore it is necessary to evaluate the prevalence of these diseases in the polluted areas. Conclusion: Comparison of contaminated area map with the coordination of mineral deposits, mines, chemical industries and agricultural areas shows that the natural sources are more probable to be a source of this contamination compared to anthropogenic sources. The spatial modeling is produced based on the stream sediment samples, hence for the future studies, sampling from the soil, surface and underground water of the contaminated areas seems necessary.