کاربرد روش فرکتال در تعیین مقادیر پایه فلزات سمی به منظور محاسبه شاخص عامل آلودگی در رسوبات آبراهه ای منطقه الشتر

رسوبات می توانند نمایانه های حساسی برای پایش آلاینده ها در محیط های آبی باشند. بنابراین، شناخت ساز و کارهای انباشت و توزیع ژیوشیمیایی فلزات سنگین در سامانه های آبزی و فراهم سازی اطلاعات اولیه برای قضاوت ریسک های سلامت محیطی، بررسی فضایی غلظت فلزات در رسوبات و مقایسه آن ها با مقادیر پایه های غیر آلوده از اهمیت بسزایی برخوردار می باشد. یکی از روش های مرسوم ارزیابی آلودگی خاک و رسوب استفاده از شاخص عامل آلودگی (CF) است. محاسبه این شاخص نیازمند تعیین پس زمینه عناصر مورد بررسی است. برای این منظور، به طور معمول از روش های آماری مبتنی بر میانگین و انحراف معیار داده ها استفاده می شود. با توجه به چوله بودن توزیع بیشتر داده های ژیوشیمیایی، استفاده از این روش پارامتریک را با محدودیت مواجه می سازد، لذا، استفاده از روش های مقاوم به داده های پرت به عنوان رویکردی جایگزین می تواند مطرح شود. در یکی دو دهه اخیر، روش فرکتال نیز برای جداسازی جوامع در داده های مربوط به بسیاری از رشته های علوم زمینی به کار گرفته شده است. به منظور ارزیابی کاربرد این دو روش در شاخص CF، 771 نمونه رسوب آبراهه ای حاوی شش عنصر فلزی As، Cr، Cu، Ni، Pb و Zn در منطقه ای به وسعت برگه نقشه زمین شناسی یکصد هزارم الشتر (واقع در شمال شهر خرم آباد) برداشت شد. سپس، با هر دو روش (روش آماری مقاوم به داده های پرت و روش فرکتالی) پس زمینه عناصر تعیین و در نهایت، شاخص CF محاسبه شد. این شاخص مبتنی بر روش آماری به ترتیب برای عناصر آرسنیک، کرم، مس، نیکل، سرب و روی 7.5، 0.8، 5.1، 0.5، 4.7 و 9.2 درصد نمونه های مورد بررسی را در سطح متوسط ارزیابی کرده است. شاخص CF مبتنی بر روش فرکتال برای عناصر مذکور به ترتیب 39، 28.9، 88.6، 39.4، 45.7 و 73.4 درصد در سطح متوسط است و برای عناصر مس، سرب و روی سه، 0.1 و 4.3 درصد در سطح قابل ملاحظه ارزیابی کرده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که استفاده از روش های آماری در تعیین پس زمینه عناصر با وجود انتخاب روش آماری متناسب با توزیع داده ها، حساسیت شاخص CF را کاهش داده، در جداسازی طبقات آلودگی، کارایی شاخص را پایین آورده است، در حالی که استفاده از روش فرکتال به علت در نظر گرفتن بعد فضایی (مساحت) در جداسازی جوامع مختلف پس زمینه از آنومالی تفکیک طبقات آلودگی به وسیله شاخص CF را قوت بخشیده، در نتیجه برآوردهای آلودگی منطقه ای را بهبود می بخشد.