تحلیل فضایی آلودگی میکروپلاستیک در خاک‌های اطراف سایت دفن پسماند کامفیروز با استفاده از زمین‌آمار و سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS)

نوع مقاله : مقاله علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز، ایران

2 گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

3 بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی صفی‌آباد، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی (AREEO)، دزفول، ایران.

10.22034/envj.2026.581839.1635
چکیده
مقدمه و هدف: آلودگی محیط زیست توسط ترکیبات پلاستیکی به ویژه ذرات میکروپلاستیک به عنوان یکی از چالش‌های نوظهور و در سطح جهانی مطرح شده است. این ذرات به دلیل ماهیت پایدار، مقاومت بالا در برابر تجزیه زیستی و قابلیت جذب آلاینده‌های سمی دیگر، تهدیدی مستمر برای سلامت اکوسیستم‌های خاکی و در نهایت زنجیره غذایی انسان محسوب می‌شوند. در این میان، سایت‌های دفن پسماند شهری به عنوان یکی از کانون‌های اصلی تجمع و انتشار میکروپلاستیک‌ها به محیط اطراف شناخته می‌شوند زیرا پسماندهای مدفون شده، منابع غنی از این ذرات هستند. با این وجود، الگوی پراکنش فضایی این آلاینده‌ها در خاک‌های پیرامون مراکز دفن پسماند در بسیاری از مناطق کشور به ویژه استان فارس به خوبی شناسایی نشده است. از این رو، پژوهش حاضر با هدف اصلی تحلیل فضایی آلودگی میکروپلاستیکی در خاک‌های اطراف سایت دفن پسماند کامفیروز واقع در استان فارس و نیز شناسایی کانون‌های بحرانی آلودگی با استفاده از ابزارهای قدرتمند زمین‌آمار و (GIS) طراحی و اجرا گردید.



مواد و روش‌ها: تعداد ۲۸ نقطه نمونه‌برداری در فواصل مختلف از مرکز سایت دفن پسماند و در عمق سطحی ۳۰-۰ سانتی‌متری خاک به روش تصادفی انتخاب شد. پس از انتقال نمونه‌ها به آزمایشگاه، عملیات استخراج ذرات میکروپلاستیک در محدوده اندازه ۱ تا ۵ میلی‌متر با استفاده از روش جداسازی بر مبنای چگالی با استفاده از محلول کلرید سدیم (NaCl) و به دنبال آن حذف مواد آلی مزاحم توسط پراکسید هیدروژن (H₂O₂) انجام پذیرفت. شمارش ذرات استخراج شده با کمک استریومیکروسکوپ و با تکرار سه باره برای هر نمونه صورت گرفت. در ادامه، به منظور تحلیل الگوی پراکنش مکانی، ابتدا مدل واریوگرافی تجربی محاسبه و مدل نظری کروی بر داده‌ها برازش داده شد. سپس روش درون‌یابی IDW و کریجینگ معمولی در محیط نرم‌افزار ArcGIS برای تهیه نقشه توزیع غلظت میکروپلاستیک و شناسایی نقاط داغ آلودگی به کار گرفته شد



یافته‌ها: نتایج حاصل از شمارش ذرات نشان داد که تعداد میکروپلاستیک‌ها در نمونه‌های خاک در محدوده ۴ تا ۴۸ قطعه در هر کیلوگرم خاک خشک متغیر است. بیشترین میزان آلودگی (۴۸ قطعه بر کیلوگرم) در نمونه‌های واقع در فاصله حدود ۵۰ متری مرکز دفن و کمترین میزان (۴ قطعه بر کیلوگرم) در فاصله ۵۵۰ متری مشاهده شد. میانگین ذرات 21.1 قطعه در کیلوگرم با انحراف معیار 12.4 قطعه در کیلوگرم به دست آمد. تحلیل همبستگی پیرسون وجود یک رابطه منفی و معنادار (۸۰۶/۰- = r) را بین افزایش فاصله از سایت و کاهش تعداد میکروپلاستیک‌ها تأیید کرد (۰0۱/۰ > p). مدل واریوگرافی با کروی با ضریب تبیین ۹۲/۰ بهترین برازش را بر ساختار فضایی داده‌ها نشان داد. نسبت بسیار پایین اثر قطعه‌ای به سقف(nugget/sill) (۰۱۴/۰) حاکی از ساختار مکانی قوی و وابستگی غلظت میکروپلاستیک به فاصله از منبع آلودگی است. در اعتبارسنجی متقابل، کریجینگ در مقایسه با IDW عملکرد بهتری داشت؛ به‌طوری‌که MAE، RMSE و R2 برای کریجینگ به‌ترتیب 1.063، 1.210 و 0.887 و برای IDW به‌ترتیب 2.501، 8.463 و 0.566 بودند.



نتیجه‌گیری: این پژوهش نشان داد که سایت دفن پسماند کامفیروز می تواند به عنوان یک منبع نقطه‌ای و تعیین‌کننده، نقش اساسی در آلودگی میکروپلاستیکی خاک‌های اطراف ایفا می‌کند. ساختار فضایی قوی مشاهده‌شده و عملکرد بهتر کریجینگ نسبت به IDW نشان می‌دهد که روش‌های زمین‌آماری می‌توانند ابزار مناسبی برای شناسایی و پهنه‌بندی الگوی مکانی این آلودگی در محدوده مورد مطالعه باشند. با توجه به یافته‌ها، اجرای اقدامات کنترلی فوری و هدفمند در شعاع حداقل ۳۰۰ متری سایت امری ضروری است. با این حال، با توجه به عدم تأیید ماهیت پلیمری ذرات با FTIR یا Raman، عدم انجام آزمون بازیابی و محدودیت شبکه نمونه‌برداری، یافته‌ها باید به‌عنوان برآورد مکانی ذرات میکروپلاستیک تفسیر شوند و برای تأیید نوع پلیمر، میزان واقعی آلودگی و مسیرهای انتقال، مطالعات تکمیلی مورد نیاز است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 05 مهر 1405