کاربرد روش فرکتال در تعیین مقادیر پایه فلزات سمی به منظور محاسبه شاخص عامل آلودگی در رسوبات آبراهه ای منطقه الشتر

رسوبات می­ توانند نمایانه­ های حساسی برای پایش آلاینده ­ها در محیط­ های آبی باشند. بنابراین، شناخت ساز و کارهای انباشت و توزیع ژئوشیمیایی فلزات سنگین در سامانه­ های آبزی و فراهم ­سازی اطلاعات اولیه برای قضاوت ریسک­ های سلامت محیطی، بررسی فضایی غلظت فلزات در رسوبات و مقایسه آن ­ها با مقادیر پایه­ های غیر آلوده از اهمیت بسزایی برخوردار می­ باشد. یکی از روش­ های مرسوم ارزیابی آلودگی خاک و رسوب استفاده از شاخص عامل آلودگی (CF) است. محاسبه این شاخص نیازمند تعیین پس زمینه عناصر مورد بررسی است. برای این منظور، به­ طور معمول از روش ­های آماری مبتنی بر میانگین و انحراف معیار داده ­ها استفاده می­ شود. با توجه به چوله بودن توزیع بیشتر داده­ های ژئوشیمیایی، استفاده از این روش پارامتریک را با محدودیت مواجه می­ سازد، لذا، استفاده از روش ­های مقاوم به داده ­های پرت به­ عنوان رویکردی جایگزین می ­تواند مطرح شود. در یکی دو دهه اخیر، روش فرکتال نیز برای جداسازی جوامع در داده­ های مربوط به بسیاری از رشته ­های علوم زمینی به­ کار گرفته شده است. به­ منظور ارزیابی کاربرد این دو روش در شاخص CF، ۷۷۱ نمونه رسوب آبراهه ­ای حاوی شش عنصر فلزی As، Cr، Cu، Ni، Pb و Zn در منطقه­ ای به وسعت برگه نقشه زمین­ شناسی یکصد هزارم الشتر (واقع در شمال شهر خرم­آباد) برداشت شد. سپس، با هر دو روش (روش آماری مقاوم به داده­ های پرت و روش فرکتالی) پس زمینه عناصر تعیین و در نهایت، شاخص CF محاسبه شد. این شاخص مبتنی بر روش آماری به ترتیب برای عناصر آرسنیک، کرم، مس، نیکل، سرب و روی ۷.۵، ۰.۸، ۵.۱، ۰.۵، ۴.۷ و ۹.۲ درصد نمونه­ های مورد بررسی را در سطح متوسط ارزیابی کرده است. شاخص CF مبتنی بر روش فرکتال برای عناصر مذکور به ترتیب ۳۹، ۲۸.۹، ۸۸.۶، ۳۹.۴، ۴۵.۷ و ۷۳.۴ درصد در سطح متوسط است و برای عناصر مس، سرب و روی سه، ۰.۱ و ۴.۳ درصد در سطح قابل ملاحظه ارزیابی کرده است. نتایج به ­دست آمده نشان می­ دهد که استفاده از روش­ های آماری در تعیین پس زمینه عناصر با وجود انتخاب روش آماری متناسب با توزیع داده ­ها، حساسیت شاخص CF را کاهش داده، در جداسازی طبقات آلودگی، کارایی شاخص را پائین ­آورده است، در حالی ­که استفاده از روش فرکتال به ­علت در نظر گرفتن بعد فضایی (مساحت) در جداسازی جوامع مختلف پس زمینه از آنومالی تفکیک طبقات آلودگی به ­وسیله شاخص CF را قوت بخشیده، در نتیجه برآوردهای آلودگی منطقه­ ای را بهبود می­ بخشد.

Keywords:

پایش آلاینده ها , خرم آباد , ژئوشیمیایی , فلزات سنگین , محیط های آبی