پایان نامه بررسی توزیع فلزات منگنز و روی دریاچه شورابیل و خاک آن با سیستم اطلاعات جغرافیایی و سنجش از دور

بررسی توزیع مکانی و زمانی فلزات منگنز (mn) و روی (zn) دریاچه شورابیل و خاک اطراف آن با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی و سنجش از دور

فلزات سنگین به دلیل غیر قابل تجزیه بودن و اثرات فیزیولوژیک که بر موجودات زنده در محیط زیست دارند، از اهمیت خاصی برخوردار هستند. همچنین اندازه گیری فلزات سنگین در پهنه های وسیع، به صورت دستی، دشوار و همراه با خطاهای بسیار است. بدین منظور،امروزه، روش سنجش از دور به همراه نقاط نظارت، دانش کاربردی مناسبی می باشد. هدف از انجام این تحقیق ارزیابی غلظت فلزات منگنز و روی در آب و خاک اطراف دریاچه شورابیل با روش دورکاوی می باشد. ابتدا مطالعات اولیه و نمونه برداری از آب و خاک منطقه مورد مطالعه انجام گرفته و تصاویر ماهواره ای تهیه شد. سپس تحلیل های آماری، زمین آمار و دور سنجی انجام گرفت...

کلمات کلیدی: منگنز، روی، GIS RS، شورابیل

بیان مسأله

فلزات سنگین در حوزه های علمی مختلف دارای تعاریف مشخصی است. بطور مثال، درسنگ شناسی به فلزاتی این واژه اطلاق می گردد که با دی تیزون واکنش می دهند. اما در اغلب کاربردهای رایج، این واژه به فلزاتی اشاره دارد که وزن مخصوص آنها بیش از 4.5 گرم بر سانتیمتر مکعب باشد. و به مفاهیمی چون سمیت و حضور پایدار در محیط زیست نیز استناد دارد. در تعریفی دیگر اصطلاح فلز سنگین از نظر شیمیایی به فلزاتی با جرم اتمی بیش از 31 و چگالی ویژه بالاتر از 5 گرم بر سانتی متر مکعب نسبت داده می شود. برخی از این فلزات مانند کبالت، مس، آهن، منگنز، مولیبدن، نیکل و روی از عناصر ضروری برای رشد و متابولیسم طبیعی گیاهان بوده و در صورت افزایش غلظت به مقادیر بالای بهینه به راحتی می توانند منجر به مسمومیت شوند. دیگر فلزات سنگین از قبیل آرسنیک، کادمیم، جیوه، سرب یا سلنیم برای گیاه ضروری نمی باشند. فلزات سنگین به عنوان عوامل خطرناک و آلاینده محیط زیست مورد توجه و ارزیابی فراوان قرار گرفته اند. این فلزات از طریق آب، خاک و هوا به واسطه منابع مختلف طبیعی و مصنوعی به چرخه طبیعت وارد شده و اثرات کوتاه مدت و بلند مدت خطرناکی در آنها ایجاد می کنند. بنابراین، به عنوان یک مخاطره جدی در ادامه حیات موجودات زنده تلقی می شوند. فلزات سنگین از آلاینده های پایدار و بادوام محیط زیست بشمار می آیند، چون نمی توانند مانند آلوده کننده های آلی از طریق شیمیایی یا فرآیندهای زیستی در طبیعت تجزیه شوند. یکی از نتایج مهم پایداری این فلزات، تجمع زیستی فلزات در زنجیره غذایی می باشد. در نتیجه این فرآیند میزان فلزات در اعضای بالاتر در زنجیره غذایی می تواند تا چندین برابر آنهایی که در آب یا هوا یافت می شوند، برسد و در نتیجه تهدیدی بر سلامتی گیاهان و جانورانی که از این مواد غذایی استفاده می کنند، محسوب می شود. این فلزات پتانسیل آلوده نمودن خاک و آب را داشته و میتوانند با پراکنده شدن و تجمع در گیاهان و جانوران بوسیله انسان مورد مصرف قرار گیرند دریاچه شورابیل به عنوان یکی از مخازن مهم ذخیره ی آب کشاورزی در پائین دست سد یامچی و هم چنین به عنوان یک مرکز مهم تفرجگاه در شهر اردبیل از اهمیت زیادی برخوردار است و در طول چند سال اخیر تغییرات زیادی بر روی کیفیت آب آن انجام گرفته است که مهم ترین دلیل آن کانالیزه کردن آب سد یامچی به درون دریاچه و آبیاری بخشی از دشت اردبیل بوده و در نتیجه شوری و عناصر آن به مرور تغییر کرده است. در این پایان نامه تغییرات زمانی غلظت عناصر در ده سال اخیر با استفاده از پردازش سنجش از دور و همچنین تغییرات مکانی و پهنه ای غلظت این عناصر از آب داخل دریاچه و فضاهای توریستی اطراف آن به منظور ارزیابی میزان آلودگی بررسی خواهد شد.

آلودگی خاک به فلزات سنگین

آلودگی خاکها با فلزات سنگین پدیده ای است که به طور گسترده در نتیجه فعالیت های بشر، کشاورزی و صنعت اتفاق می افتد. به دلیل سمیت بالقوه و مقاومت زیاد فلزات، خاکهایی که آلوده به چنین عناصری هستند به عنوان یک مشکل محیطی مطرح می باشند که به یک راه حل موثر و ممکن نیاز دارند. فلزات سنگین برخلاف آلاینده های آلی که می توانند دستخوش تجزیه بیولوژیک شوند، در محیط زیست باقی می مانند. رسوب طولانی مدت فلزات در خاک می تواند منجر به تجمع، انتقال و سمیت زیستی ناشی از تحرک زیستی بخش قابل توجهی از فلزات گردد. فلزات سمّی یا باید به طور کامل از خاک آلوده حذف شده و یا بطور قابل اطمینان توسط رسوب دهی توام جذب، یا یک تغییر مناسب در حالت شیمیایی آنها) به عنوان مثال اکسیداسیون، کوئوردیناسیون بی حرکت و تثبیت گردند. میزان فلزات سنگین خاک به دلیل ورود انواع پس مانده های صنعتی و ضایعات کارخانجات رو به افزایش است.میزان مجاز ورود و تجمع فلزات سنگین به ظرفیت تبادل کاتیونی خاک وابسته است. میزان ورود فلزات در خاک با افزایش CEC خاک افزایش می یابد. تجمع برخی از فلزات سنگین براساس CEC خاک به وسیله لوگان و چینی تعیین گردیده است. این محققین نشان دادند که با افزایش ظرفیت تبادل کاتیونی میزان فلزات سنگین اضافه شده به خاک در واحد سطح افزایش می یابد. همچنین حدود مجاز ورود فلزات سنگین به خاک بر اساس گونه های گیاهی تعیین می گردد زیرا تحمل گیاهان به انواع فلزات سنگین متفاوت است. آلودگی فلزات سنگین در خاکهای کشاورزی ممکن است منجر به بی نظمی در ساختار خاک، دخالت در رشد گیاه و حتی آسیب به سلامت انسان از طریق ورود به زنجیره غذایی گردد...

فهرست عناوین اصلی پایان نامه

چکیده

فصل اول

کلیات تحقیق و مبانی نظری تحقیق

مقدمه

بیان مسأله

سؤالات تحقیق

فرضیه های تحقیق

اهداف تحقیق

مفهوم آلودگی

فلزات سنگین

منابع و عوامل انتشار فلزات سنگین در محیط

عوامل انتشار طبیعی

استخراج معادن

عملیات کشاورزی

صنایع

وسایل نقلیه

روش های حذف فلزات سنگین

روش های فیزیکی

روش های بیولوژیکی

مسمومیت با فلزات سنگین

آلودگی خاک به فلزات سنگین

روش های مختلف پالایش فلزات سنگین از خاک

محدود کردن آلاینده ها

جامد سازی

شیشه ای کردن

جداسازی مکانیکی

کوره حرارتی

الکتروکینتیک

انتقال آب میان حفره ای خاک

آبشویی

روش های شیمیایی

روش های بیوشیمیایی

انواع فلزات سنگین مورد مطالعه ی روی و منگنز

روی

مشخصات روی

منگنز

فصل دوم : پیشینه تحقیق

فصل سوم : روش شناسی تحقیق

مقدمه

روش تحقیق

جامعه آماری ، نمونه مورد مطالعه و روش نمونه گیری

قلمرو تحقیق

منابع اطلاعاتی

آنالیز شیمیایی

روش تجزیه و تحلیل داده ها و اطلاعات

روش تعیین محل های مناطق آلاینده با استفاده از google earthe

آنالیزهای زمین آمار و پهنه بندی

تعیین مناسب ترین روش درون یابی

روش تحلیل سنجش از دور

طبقه بندی بدون نظارت

طبقه بندی نظارت شده

نمونه گیری تعلیمی

الگوریتم های طبقه بندی نظارت شده

الگوریتم برش تراکمی

الگوریتم متوازی السطوح یا شبکه موازی

الگوریتم حداقل فاصله از مرکز

الگوریتم حداکثر احتمال

تنظیمات خروجی

قابلیت های سنجش از دور Arc GIS

ایجاد نمونه های تعلیمی

پاک کردن نمونه های تعلیمی

ذخیره کردن نمونه های تعلیمی

تبدیل و تقسیم یک نمونه به چند نمونه تعلیمی

ایجاد یا ذخیره فایل

ترسیم دندوگرام برای آزمون فایل

طبقه بندی تصویر

پنجره اصلی تحلیل تصاویر ماهواره ای

فهرست یا لیست لایه ها

بخش یا پنل تنظیمات

بخش یا پنل نمایش

روش های Steretchet

روش های Resample

بخش یا پنل تحلیل

فرایندهای پس ازطبقه بندی

فیلتر کردن

صاف کردن لبه های ناصاف تصویر

برداشت مناطق کوچک منفرد

فصل چهارم : نتایج

رابطه ی بین فلز روی و منگنز در آب و خاک اطراف دریاچه ی شورابیل

نتایج پهنه بندی به روش زمین آمار

بررسی توزیع آماری

فصل پنجم

نتیجه گیری و پیشنهادات

منابع

فهرست جداول

فهرست اشکال

فهرست نمودارها