بررسی توزیع سطحی فلزات سنگین در مناطق مجاور بزرگراهها : مدل‌سازی و تحلیل آلودگی محیطی با درونیابی به روش وزن دهی معکوس
محورهای موضوعی : انفورماتیک محیط های متخلخل
شهرزاد خرم نژادیان
1
*
,
مینا ترابی فرد
2
,
بهناز مرادی غیاث آبادی
3
,
علی فربدنیا
4
1 - گروه محیط زیست، واحد دماوند، دانشگاه آزاد اسلامی، دماوند، ایران
2 - دانشگاه آزاد دماوند
3 - عضو هیات علمی گروه محیط زیست دانشگاه آزاد اسلامی واحد دماوند
4 - گروه محیط زیست واحد دماوند
کلید واژه: خاک, GIS, توسعه شهری, حمل و نقل, سوخت فسیلی,
چکیده مقاله :
این مطالعه با هدف ارزیابی غلظت فلزات سنگین در نمونه‌های خاک جمع‌آوری‌شده از مناطق مجاور بزرگراه بابایی و بوستان یاس فاطمی انجام شد. هدف از این مطالعه بررسی اثر بزرگراهها بر آلودگی خاک و درک تأثیر زیست محیطی شهرنشینی و آلودگی ناشی از ترافیک بر کیفیت خاک بود.
نمونه های خاک به طور سیستماتیک از نقاط مختلف در امتداد بزرگراه بابایی و پارک یاس فاطمی جمع آوری شدند . تجزیه و تحلیل آماری برای ارزیابی داده ها و شناسایی منابع احتمالی آلودگی انجام شد. این تحقیق شامل نمونه برداری از نقاط مختلف در امتداد بزرگراه ها برای اندازه گیری غلظت فلزات سنگین بود. با استفاده از نرم افزار GIS، درونیابی به روش وزن دهی معکوس برای مدل‌سازی توزیع فضایی این فلزات مورد استفاده قرار گرفت، که امکان تجزیه و تحلیل دقیق سطوح غلظت آنها را در رابطه با نزدیکی به ترافیک بزرگراه فراهم کرد. نتایج نشان‌دهنده غلظت‌های متفاوت فلزات سنگین در نقاط نمونه‌برداری شده، با سطوح قابل‌توجهی از فلزات بود. این داده ها نقاط بالقوه آلودگی را نشان می دهد که می تواند بر سلامت محیط زیست و سلامت عمومی تأثیر بگذارد. این مطالعه بینش‌های ارزشمندی را در مورد پیامدهای زیست‌محیطی مجاورت بزرگراه در توزیع فلزات سنگین ارائه می‌کند، که به درک پویایی آلودگی و اطلاع‌رسانی استراتژی‌های مدیریت زیست‌محیطی آینده کمک می‌کند.
This study aimed to evaluate the concentration of heavy metals in soil samples collected from areas adjacent to Babaei Highway and Yas Fatemi Park. The aim of this study was to investigate the effect of highways on soil pollution and to understand the environmental impact of urbanization and traffic pollution on soil quality.
Soil samples were systematically collected from different locations along Babaei Highway and Yas Fatemi Park. Statistical analysis was performed to evaluate the data and identify potential sources of contamination. The research involved sampling from different locations along the highways to measure heavy metal concentrations. Using GIS software, the IDW method was used to model the spatial distribution of these metals, which allowed for a detailed analysis of their concentration levels in relation to proximity to highway traffic. The results showed different concentrations of heavy metals at the sampled locations, with significant levels of metals. These data indicate potential contamination hotspots that could impact environmental and public health. This study provides valuable insights into the environmental consequences of highway proximity on heavy metal distribution, which will help to understand pollution dynamics and inform future environmental management strategies.
Luo, S., Chen, R., Han, J., Zhang, W., Petropoulos, E., Liu, Y., & Feng, Y. (2024). Urban green space area mitigates the accumulation of heavy metals in urban soils. Chemosphere, 141266.
Salah, E.A., Turki, A.M., & Noori, S. (2013). Heavy Metals Concentration in Urban Soils of Fallujah City, Iraq. Journal of environment and earth science, 3, 100-112.
Yasmeen, K., Islam, F., Anees, S. A., Tariq, A., Zubair, M., Bilal, M., ... & Hatamleh, W. A. (2023). Assessment of heavy metal accumulation in dust and leaves of Conocarpus erectus in urban areas: implications for phytoremediation. Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C, 132, 103481.
Soffianian, A., Bakir, H.B., & Khodakarami, L. (2015). Evaluation of heavy metals concentration in soil using GIS , RS and Geostatistics.
Liu, L., Li, J., Yue, F., Yan, X., Wang, F., Bloszies, S., & Wang, Y. (2018). Effects of arbuscular mycorrhizal inoculation and biochar amendment on maize growth, cadmium uptake and soil cadmium speciation in Cd-contaminated soil. Chemosphere, 194, 495-503.
Beniwal, S., & Sunda, S. (2023). Spatial Analysis of Heavy Metal Contamination in Urban Soil: A Geographical Perspective on Distribution, Sources, and Human Health Impacts. Journal of Survey in Fisheries Sciences.
Baker, L. A., Bock, A. R., & Hsu, K. (2018). Heavy metals in urban runoff: A review of sources, impacts, and mitigation strategies. Environmental Pollution, 242, 127-138. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2018.07.065
Bullard, R. D. (2000). Environmental justice in the 21st century: Race still matters. Phylon, 49(3), 3-24. https://doi.org/10.2307/3132621
Davis, A. P., & McCarty, G. W. (2020). Heavy metals in stormwater runoff from urban roadways. Water Research, 183, 116-130. https://doi.org/10.1016/j.watres.2020.116130
Goovaerts, P. (1997). Geostatistics for Natural Resources Evaluation. Oxford University Press.
Kumar, P., Singh, R., & Sharma, S. (2021). Application of IDW and Kriging for spatial distribution of heavy metals in urban soils. Journal of Environmental Management, 287, 112-123. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.112123
Kwon, H., Lee, J., & Kim, J. (2020). Spatial distribution and risk assessment of heavy metals in roadside soils. Environmental Earth Sciences, 79(3), 1-12. https://doi.org/10.1007/s12665-020-09132-0
Li, J., & Heap, A. D. (2014). A review of comparative studies of spatial interpolation methods. Geoscience Model Development, 7(4), 1561-1571. https://doi.org/10.5194/gmd-7-1561-2014
Zhang, X., Wang, Y., & Liu, J. (2019). Environmental and health effects of heavy metals in urban areas. Environmental Science and Pollution Research, 26(18), 18320-18330. https://doi.org/10.1007/s11356-019-05325-0
Bivand, R. S., Pebesma, E. J., & Gomez-Rubio, V. (2013). Applied Spatial Data Analysis with R. Springer.
Hengl, T. (2007). Finding the right pixel size. Computers & Geosciences, 33(4), 433-440.
Shepard, D. (1968). A two-dimensional interpolation function for irregularly-spaced data. Proceedings of the 23rd ACM National Conference, 517-524.
Chen, X., & Hargrove, W. W. (2004). Geochemistry of soils developed on different parent materials in the southern Appalachian Mountains. Geoderma, 123(1-2), 159-173. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2004.03.002
Baker, A. J. M., et al. (2016). Heavy Metal Accumulation in Urban Soils: A Review. Environmental Pollution, 218, 124-135.
Gao, Y., et al. (2019). Emission Characteristics of Heavy Metals from Motor Vehicles in Urban Areas. Environmental Science & Technology, 53(12), 7000-7008.
Kumar, S., et al. (2018). Traffic-Induced Heavy Metal Pollution in Urban Areas: A Review. Environmental Monitoring and Assessment, 190(10), 580.
Tchounwou, P. B., et al. (2012). Heavy Metals Toxicity and the Environment. EXCLI Journal, 11, 1-37.
Zhang, Y., et al. (2021). Traffic Emissions and Heavy Metal Accumulation in Urban Soils: Implications for Public Health. Environmental Research Letters, 16(3), 035007.
Smith, G. R., Crowther, T. W., Eisenhauer, N., & van den Hoogen, J. (2020). Building a global database of soil microbial biomass and function: a call for collaboration. Soil organisms, 91(3), 139.
Islam, M. R., Sanderson, P., Johansen, M. P., Payne, T. E., & Naidu, R. (2023). Environmental chemistry response of beryllium to diverse soil-solution conditions at a waste disposal site. Environmental Science: Processes & Impacts, 25(1), 94-109.
Alloway, B. J. (2013). Heavy metals in soils: Trace metals and metalloids in soils and their bioavailability. Springer.
Smith, A. H., Lingas, E. O., & Rahman, M. (2014). Contamination of drinking-water by arsenic in Bangladesh: A public health emergency. Bulletin of the World Health Organization, 82(9), 682-688.
Baker, J. M., & Ragsdale, H. (2020). Chromium in the environment: Sources and impacts. Environmental Science & Technology, 54(12), 7431-7440.
McLean, J. E., McCarthy, K. E., & Raghavan, S. (2019). Toxicity and mobility of chromium in soil: A review. Soil Biology and Biochemistry, 135, 197-210.
Saha, S., Dutta, S., & Sharma, P. (2020). Effects of chromium on soil health and microbial communities. Soil Biology, 12(4), 345-356.
Wang, Y., Zhang, Y., & Li, Q. (2021). Soil microbial responses to chromium contamination: A review. Applied Soil Ecology, 168, 104196.