Investigation of Spatial Distribution of Heavy Metals in Surface Soil of Hamadan Province

Document Type : Research Paper

Authors

1 Former Graduate Student, Isfahan University of Technology. College of Natural Resources. Environment Science Department

2 Assistant. Professor., Isfahan University of Technology. College of Natural Resources. Environment Science Department

Abstract

Studying concentration distribution of heavy metals is necessary for soil pollution monitoring and maintaining environmental quality. This study maps the spatial distribution of concentrations of heavy metals, namely, copper, chromium, arsenic, and antimony in an area of ​​19,546 km2, in Hamedan Province. For this purpose, by using a systematic stratified random sampling, 286 samples of surface soil (0-20 cm) were collected and total element concentrations and soil characteristics including pH, organic matter, percent clay, silt, and sand were measured. Zoning map of the concentration of antimony, copper, and chromium were obtained by using ordinary kriging and exponential model, while for arsenic ordinary kriging and spherical model were used. Analysis of zoning map of these heavy metals, land use map, and geological maps showed that arsenic, antimony, copper, and chromium are of geological origin.

Keywords

References

  1. بقائی، ا.، ح. خادمی، و ج. محمدی. 1386. "تجزیه و تحلیل زمین آماری تغییرات مکانی سرب و نیکل قابل جذب در اطراف دو قطب صنعتی منطقه اصفهان". مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی، شماره: 14(2).
  2. بی نام1. 1386. مطالعات مکانیابی محل های دفع و دفن پسماندهای ویژه در استان همدان، گزارشات هواشناسی، هیدرولوژی، هیدروژئولوژی، زمین شناسی، خاکشناسی، تکتونیک- لرزه خیزی، تلفیق و GIS. سازمان حفاظت محیط زیست دفتر بررسی آلودگی آب و خاک. معاونت پژوهشی دانشگاه شهید بهشتی.
  3. بی نام2. 1386. مطالعات مکانیابی محل های دفع و دفن پسماندهای ویژه در استان همدان، جلد پنجم مطالعات زمین شناسی و تکتونیک. معاونت پژوهشی دانشگاه شهید بهشتی.
  4. بی نام. 1388. طرح اطلس آلاینده های خاک استان همدان، بخش مطالعات پایه. دانشکده منابع طبیعی دانشگاه صنعتی اصفهان.
  5. تائبی، ا.، و ر. اسحاقی. 1380. "نگرشی بر وضعیت محیط زیست و استقرار صنایع در محدوده اصفهان بزرگ". مجموعه مقالات نخستین کنفرانس بهسازی زمین. دانشگاه صنعتی امیرکبیر .
  6. حسنی پاک، ع. ا.، و م. شرف الدین. 1380. تحلیل داده های اکتشافی. انتشارات دانشگاه تهران. چاپ دوم. 987 صفحه.
  7. حسنی پاک، ع. ا. 1377. زمین آمار (ژئواستاتیستیک). انتشارات دانشگاه تهران. چاپ اول. 314 صفحه.
  8. خسروی دهکردی، ا.، ع. سفیانیان، و م. افیونی. 1387. "مدلسازی توزیع مکانی کل سرب و کل کادمیوم در خاک سطحی شهر اصفهان بروش کریجینگ ناپیوسته". همایش ژئوماتیک.
  9. دلیجانی، ف.، غ. ع. کاظمی، م. پروین نیا، و م. خاکشور. 1388. "غنی شدگی و توزیع فلزات سنگین در خاکهای منطقه ویژه اقتصادی پارس جنوبی (عسلویه)". هشتمین کنگره بین المللی مهندسی عمران. دانشگاه شیراز.
  10. عرفان منش، م.، و م. افیونی. 1379. آلودگی محیط زیست : آب، خاک و هوا. نشر ارکان اصفهان. چاپ اول.
  11. فرجی سبکبار، ح.، و ق. عزیزی. 1385. ارزیابی میزان دقت روش های درونیابی فضایی مطالعه موردی الگوسازی بارندگی حوزه کارده مشهد. پژوهش های جغرافیایی. 58: 15-1.
  12. کلوندی، ر.، ک. صفی خانی، ق. نجفی، و پ. باباخانلو. 1386. "شناسایی گیاهان دارویی استان همدان". فصلنامة علمی-پژوهشی تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران. جلد 23 شماره 3 : 374-350.
  13. محمدی، ج. 1381. "پهنه بندی و ارزیابی آلودگی خاک با استفاده از نظریه مجموعه های فازی". گزارش سومین همایش مجموعه های فازی و کاربردهای آن. 139-133.
  14. محمدی، ج. 1385. پدومتری جلد دوم: آمار مکانی. انتشارات پلک. چاپ اول. 453 صفحه.
  15. مهدی زاده، م.، م. ح. مهدیان، و س. حجام. 1385. "کارایی روش های زمین آماری در پهنه بندی اقلیمی حوضة آبریز دریاچة ارومیه". مجلة فیزیک زمین و فضا. جلد 32 . شماره 1: 116-103.
  16. Aelion, C.M., H.T. Davis, S. McDermott, A.B. Lawson. 2008. “Metal concentrations in rural topsoil in South Carolina:Potential for human health impact”. Science of total environment. 402:149-156.
  17. Amini, M., M. Afyuni, H. Khademi, K.C. Abbaspour, & R. Schulin. 2005. “Mapping risk of cadmium and lead contamination to human health in soils of Central Iran”. Science of the Total Environment. Vol. 347: 64– 77.
  18. Cao, H. F., A. C. Chang and A. L. Page. 1984. Heavy metal contents of sludge-treated soils as determined by three extraction procedures. J. Environ. Qual. 13:632–634.
  19. Coskun, M., E. Steinnes, M.V. Frontasyeva, T.E. Sjobakk, & S. Demkina. 2006. “Heavy metal pollution of surface soil in the Thrace region, Turkey”. Environmental Monitoring and Assessment. Vol. 119: 545–556.
  20. Dklsch, E., H.S. Macary, & V.V. Kerchove. 2006. “Sources of very high heavy metal content in soils of volcanic island (La Re´union)”. Journal of Geochemical Exploration. Vol. 88:194– 197.
  21. Facchinelli, A., E. Sacchi, & L. mallen. “Multivariate statistical and GIS-based approach to identify heavy metal sources in soils”. Environmental pollution. Vol. 114: 313-324.
  22. Inácio, M., V. Pereira, & M. Pinto. 2008. “The Soil Geochemical Atlas of Portugal: Overview and applications”. Journal of Geochemical Exploration. Vol. 98:22–33.
  23. Klute, A. 1986. Methods of soil analysis, part I, physical and mineralogical methods. Second edition. Soil Science Society of America INC. Wisconsia. USA.
  24. Lee, C.S., X. Li, W. Shi, C. Cheung, & I. Thornton. 2006. “Metal contamination in urban, suburban, and country park soils of Hong Kong: A study based on GIS and multivariate statistics”. Science of the Total Environment. Vol. 356:45– 61.
  25. Liu, X., J. Wu, & J. Xu. 2006. “Characterizing the risk assessment of heavy metals and sampling uncertainty analysis in paddy field by geostatistics and GIS”. Environmental Pollution. Vol. 141:257-264.
  26. Manta, D.S., M. Angelone, A. Bellancaa, R. Neri, & M. Sprovieri. 2002. “Heavy metals in urban soils: a case study from the city of Palermo (Sicily), Italy”. The Science of the Total Environment. Vol. 300:229–243.
  27. Mico´, C., L. Recatala´, M. Peris, J. Sa´nchez. “Assessing heavy metal sources in agricultural soils of an European Mediterranean area by multivariate analysis”. Chemosphere. Vol. 65:863–872.
  28. Navas, A. & J. Machı´n. 2002. “Spatial distribution of heavy metals and arsenic in soils of Arago´n (northeast Spain): controlling factors and environmental implications”. Applied Geochemistry. 17:961–973.
  29. Ohta , A., N. Imai, S. Terashima, & Y. Tachibana. “Application of multi-element statistical analysis for regional geochemical mapping in Central Japan”. Applied Geochemistry. Vol. 20:1017–1037.
  30. Shi, J., H. Wang, J. Xu, J. Wu, X. Liu, H. Zhu, & C. Yu. 2007. “Spatial distribution of heavy metals in soils: a case study of Changxing, China”. Environ Geol. Vol. 52:1–10.
  31. Ungaro, F., F. Ragazzi, R. Cappellin, & P. Giandon. “Arsenic concentration in the soils of the Brenta Plain (Northern Italy): Mapping the probability of exceeding contamination thresholds”. Journal of Geochemical Exploration. Vol. 96:117–131.
  32. Weaver, R.W., J.S. Angle, and P.S. Bottomley. Methods of soil analysis, microbiological and biochemical properties, part II. Soil Science of America INC. Wisconsia. USA.
  33. Zhang, C. 2006. “Using multivariate analyses and GIS to identify pollutants and their spatial patterns in urban soils in Galway, Ireland”. Environmental Pollution. Vol. 142:501-511.
  34. Zhang, X., F. Lin, Y. Jiang, K. Wang, & M.T.F. Wong. 2008. “Assessing soil Cu content and anthropogenic influences using decision tree analysis”. Environmental Pollution. 156:1260–1267
Iranian Journal of Soil Research
Volume 25, Issue 4
March 2012
Pages 323-336

Files

Share

How to cite

Statistics