ارزیابی شاخص های آلودگی فلزات سنگین در آب های سطحی معدن مس سرچشمه با روش های آماری چندمتغیره و GIS

معدن مس سرچشمه دومین معدن روباز مس بزرگ جهان است که فعالیت­های معدنی، عملیات آبگیری و سدسازی آن می­تواند سبب آلودگی منابع آب سطحی و زیرسطحی منطقه شود. در این مطالعه به منظور ارزیابی غلظت فلزات سنگین در ۸۲ نمونه آب­ سطحی (۹۲۴ پارامتر کیفی) از شاخص­ آلودگی فلزات سنگین (HPI)، شاخص ارزیابی فلزات سنگین (HEI) و درجه آلودگی (Cd) استفاده شده است. همچنین متغیرهای اصلی موثر بر شاخص­های آلودگی با استفاده از تحلیل مولفه­های اصلی (PCA) شناسایی و از ترکیب PCA و مدل رگرسیون خطی چندگانه (MLR) به منظور تدوین روابط جدید برای محاسبه شاخص­های HPI, HEI, Cd با حداقل پارامترهای مورد نیاز استفاده شد. منطقه مورد بررسی به سه زیربخش با فعالیت­های مختلف تقسیم و غلظت عناصر سنگین آب­ در هر زیربخش با حداکثر مجاز قابل شرب WHO مقایسه شد. با توجه به نقشه­های پهنه­بندی GIS، بیشترین مقادیر فلزات در سایت­های معدن­کاری و در سد رسوبگیر و کمترین آنها در رودخانه شور مشاهده شد. طبق نتایج شاخص HPI، ۷۰ درصد نمونه­ها در محدوده بحرانی ۱۰۰ تا ۳/۴۸۲۲۴۵ قرار گرفتند و فقط ۳۰ درصد از نمونه­ها در طبقه آلودگی کم قرار داشتند. نتایج شاخص­های HEI و Cd نشان دادند که به ترتیب ۷۹ (۹۶%) و ۶۹ (٪۲/۸۴) نمونه به فلزات سنگین آلوده می­باشند. چهار مولفه اصلی با روش PCA انتخاب که مولفه اول با ۳/۶۳ درصد از واریانس کل داده­ها شامل بارگذاری عناصر آلومینیوم، کادمیوم، کبالت، آهن، روی، منگنز و نیکل بود. علیرغم محدوده بسیار وسیع تغییرات شاخص­ها، کارآیی مطلوب روابط پیشنهادی MLR-PCA با تعداد متغیرهای کمتر برای منطقه مطالعاتی تائید شد. از یافته­های تحقیق حاضر و روابط خطی پیشنهادی می­توان به منظور بررسی اقدامات پیشگیرانه و کنترل آلودگی آب­ها به فلزات سنگین در آینده در منطقه مس سرچشمه و توسعه روابطی برای مناطق مشابه استفاده کرد.

کلیدواژه ها:

تحلیل خوشه ای ، تحلیل مولفه های اصلی ، حد بحرانی آلودگی ، درجه آلودگی ، طبقه بندی کیفی