پهنه بندی و ارزیابی عدم قطعیت ریسک آلودگی فلزهای سنگین منابع آب سطحی معدن مس با تحلیل بیزین و شبیه سازی گوسی متوالی

فعالیت های صنعتی و کشاورزی و در نتیجه عناصر سنگین و سمی حاصل از آنها به شدت کیفیت آب ها، سلامت عمومی و محیط زیست را تهدید می کنند. بنابراین تعیین مناطق تحت تاثیر عناصر سنگین و سمی و ریسک آلودگی آنها به عنوان موضوعی مهم و حساس مطرح است. هدف اصلی تحقیق حاضر، ترکیب روش های شبکه های بیزین و تکنیک های شبیه-سازی متوالی گوسی به منظور ارزیابی خطر آلودگی فلزات سنگین و عناصر سمی در آب های منطقه مس سرچشمه است.

در این مقاله، از 924 نمونه مربوط به 82 نقطه و 9 عنصر سنگین از سه منطقه متفاوت شامل زهاب های سطحی رودخانه شور، سدهای رسوبگیر و سایت اصلی معدنکاری منطقه مس سرچشمه استفاده شد و پهنه بندی مکانی انجام شد. اطلاعات بر اساس استاندارد سازمان حفاظت محیط زیست در دو کلاس خطر کم و زیاد طبقه بندی شدند. از تحلیل بیزین و الگوریتم های یادگیری بیزین برای تحلیل و بررسی خصوصیات همبستگی عناصر سنگین و استخراج وزن های بیزین استفاده شد. بر اساس ساختار بدست آمده از شبکه بیزین، عناصر روی، آهن و مولیبدن به عنوان پارامترهای کلیدی آلودگی منطقه مورد مطالعه انتخاب شدند. برای این 3 عنصر، احتمال شرطی به هر نقطه اختصاص داده شد و شاخص ریسک بیزین (BRI) به عنوان نرخ خطی وزن دهی کلاس های ریسک، محاسبه شد. در نهایت مدل سازی زمین آماری و روش شبیه سازی متوالی گوسی (SGS) برای تولید نقشه های ریسک آلودگی بر مبنای شاخص BRI و نقشه انحراف استاندارد بکار برده شد.

براساس نتایج تحلیل بیزین سه عنصر Zn، Mo و Fe به عنوان مشخصه های اساسی و کلیدی در تعیین و پیش بینی ریسک آلودگی زون های مورد مطالعه تشخیص داده شدند و متعلق به ساختار اصلی شبکه بیزین با الگوریتم MWST بودند. نتایج نشان دادند که بیشترین ریسک آلودگی در مناطق سایت اصلی معدنکاری و در سدرسوبگیر وجود دارد. بر اساس نتایج حاصله از مولفه های BRIZn، BRIMo و BRIFe، قسمت هایی از مناطق جنوبی و شمالی واقع در زون شماره 1 (سایت اصلی معدنکاری) و اکثر نقاط زون شماره 3 (سد رسوبگیر) شامل مناطق غربی، مرکزی و جنوبی ریسک زیاد آلودگی دارند که باید تمهیدات لازم برای رفع مشکل آلودگی منابع آب در این مناطق اندیشیده شود. نتایج در زون شماره 2 (زهاب جاری در رودخانه شور) ریسک آلودگی کمی را نشان دادند. طبق نتایج، به طور متوسط به ترتیب 19 و 22 درصد مساحت زون ها در کلاس های ریسک خطر آلودگی زیاد و کم قرار گرفتند. نقشه پهنه های حاصل از ریسک و غلظت فلزات سنگین نشان دهنده انحراف معیار زیاد و تغیرات وسیع آنها در محدوده مجتمع مس و سد رسوب گیر است و انتقال فلزات از محل مجتمع مس و تجمع آنها در سد را نشان می دهد و نیاز به پایش و تصفیه فلزات سنگین از زه آب تولیدی شرکت مس و لزوم استحصال بهتر فلزات جانبی از زه آب مس را ایجاب می نماید.

طبق نتایج آلودگی عناصر سنگین و سمی در منابع آب منطقه مس سرچشمه و جریان های پایین دست آن بالاست که باعث نفوذ آلاینده ها به منابع آب زیرزمینی دشت رفسنجان می شود و نشان دهنده فقدان روش استحصال مناسب فلات سنگین در فرآیند های مجتمع مس سرچشمه است.