تعيين غلظت و پراكنش تغييرات مكاني فلزات جيوه، سرب و كادميوم در رسوبات سطحي جنگل‌هاي مانگرو با استفاده از زمين‌آمار در محيط GIS

The Concentration and Spatial Distribution of Mercury, Lead and Cadmium in Surface Sediments of Mangrove Forests Using Geostatistics in GIS Environment

فلزات سمي به علت پايداري بالا و آثار فيزيولوژيكي‌‌شان بر موجودات زنده، حتي در غلظت‌‌هاي بسيار كم نيز حايز اهميت‌اند. رسوبات دريايي اغلب مخزن نهايي براي تجمع فلزات سنگين محيط‌زيست‌‌هاي ساحلي در نظر گرفته مي‌‌شوند. از حساس‌‌ترين اكوسيستم‌‌ها در خليج‌فارس، مي‌توان به جنگل‌‌هاي مانگرو اشاره كرد كه آلاينده‌‌هاي فلزي واردشده از نگراني‌‌هاي مهم و عمده براي اين اكوسيستم‌‌ها به شمار مي‌‌روند. ارزيابي فضايي آلاينده‌‌ها براي درك بهتر از تهديداتي كه منابع آلاينده مي‌‌توانند داشته باشند، مهم است. به منظور مطالعه و بررسي ميزان غلظت سه فلز سرب، جيوه و كادميوم در رسوبات سطحي جنگل‌‌هاي مانگرو و دستيابي به الگوي توزيع مكاني صحيح از اين آلاينده‌‌ها، نمونه‌‌برداري از 42 ايستگاه در سه قسمت بندرخمير با 7 ايستگاه، بخش مياني با 17 ايستگاه و جزيره قشم با 18 ايستگاه از لايه سطحي 0- 5 سانتي‌‌متري رسوبات در فروردين 1390 صورت گرفت. پس از انجام آناليزهاي آزمايشگاهي، به منظور مدل‌‌‌سازي?تغييرات مكاني غلظت فلزات در رسوبات سطحي جنگل‌‌هاي مانگرو، از 7 روش مختلف زمين‌آماري وزن‌‌دهي فاصله‌‌اي معكوس، كريجينگ ساده، كريجينگ معمولي، كريجينگ جامع، توابع پايه شعاعي، درون‌‌يابي چندجمله‌‌اي موضعي و عمومي بهره گرفته شد. نتايج حاصل از آناليزها نشان داد كه بيشترين مقادير غلظت براي فلزات سرب و كادميوم در بخش قشم و براي فلز جيوه در بندر خمير است. در نهايت روش كريجينگ ساده به علت داشتن پايين‌‌ترين مقادير RMSE و MAE و نزديكي بسيار زياد آماره MBE به صفر، به‌منزله بهترين روش براي مدل‌‌سازي الگوي توزيع و پراكنش فلزات سرب، كادميوم و جيوه به ترتيب با مدل‌‌هاي نمايي، دايره‌‌اي و گوسين انتخاب شد. نقشه‌‌هاي ترسيم‌شده نشان دادند كه الگوي توزيع مكاني سرب و كادميوم مشابه يكديگرند و تمركز غلظتي اين دو فلز بيشتر متمايل به غرب بخش مياني و بندر خمير است، در حالي كه جيوه الگوي توزيع مكاني متفاوتي نشان داد. جيوه الگوي توزيع و پراكنش نامنظم نقطه‌‌‌اي از خود بروز داد كه گرايش خاصي به سمت مشخصي ارايه نمي‌كرد.

Heavy metals due to their toxic effects and having a high bio-accumulation are known as one of the most dangerous pollutant. Marine sediments are considered often as a final repository for the accumulation of metals. One of the most important and sensitive ecosystems in the Persian Gulf is mangrove forests. So, metal contaminants that entering to Persian Gulf, due to the high toxicity and bioavailability, are one of the main concerns for these ecosystems. A GIS-based and geostatistical approach provides the possibility of the spatial datasets processing. In order to study the concentration of metals lead, mercury and cadmium in surface sediments of mangrove forests and achieve a correct spatial distribution pattern of these contaminants, sampling was conducted of 42 stations in the mangrove forests of the northern parts of the Qeshm island from surface layer of sediments in April 2011. After laboratory analysis, in order to modeling the spatial variations of metals in surface sediments of mangrove forests, seven of different geostatistical methods were used. These methods were: Radial Basis Functions, Local Polynomial Interpolation, Global Polynomial Interpolation, Inverse Distance Weighting, Simple Kriging, Universal Kriging and Ordinary Kriging. Finally, the simple kriging due to lowest RMSE and MAE values and because of the proximity of MBE to zero, was selected as the best method for modeling the pattern and distribution of metals lead, cadmium and mercury, respectively, with an exponential, circular and gaussian models.