کاربرد روش طیف سنجی مرئی و فرو سرخ نزدیک در تشخیص آلودگی خاک به کادمیوم و سرب با مدل سازی رگرسیونی و شبکه عصبی مصنوعی

آلودگی خاک به عناصر سنگین می تواند به طور مستقیم و غیرمستقیم بر سلامتی موجودات زنده اثر بگذارد. با افزایش غلظت فلزات در خاک، احتمال ورود به گیاهان نیز افزایش می یابد. در نتیجه تجمع آن ها در محصولات کشاورزی سلامتی انسان را به مخاطره خواهد انداخت. هدف از این مطالعه، تعیین توزیع کادمیوم و سرب در خاک سطحی شهرستان بهار در استان همدان و ارزیابی وضعیت آلودگی این فلزات در خاک مزارع کشت سیب زمینی می باشد. بدین منظور با استفاده از روش نمونه برداری سیستماتیک، نمونه های خاک در عمق cm۴۵-۰ برداشت گردید. از یک روش سریع و دقیق داده برداری بر پایه طیف سنجی مرئی و فروسرخ نزدیک (VIS-NIR) در محدوده طیف ۳۷۰ -۲۰۰۰ نانومتر استفاده شد. طیف بازتابی تعداد ۹۵ نمونه خاک برای تخمین تجمع کادمیوم و سرب جمع آوری گردید. برای کاهش عوامل متداخل از طیف نمونه های خاک، روش های پیش پردازش MSC ،SNV و مشتق بکار رفت. نتایج نشان داد آلودگی ها که گاهی به علت ترکیب آب آبیاری با فاضلاب شهری صورت می گیرد، در خاک سطحی تجمع دارند. پیش بینی فلزات سنگین با روش رگرسیون حداقل مربعات جزئی و شبکه عصبی مصنوعی انجام شد (R۲PLSR=۰/۹۰, R۲BPNN=۰/۹۵).  نتایج نشان می دهد شبکه عصبی بازگشتی و طیف سنجی VIS-NIR برای پیش بینی میزان کادمیوم و سرب موجود در خاک سطحی مناسب می باشند.

کلیدواژه ها:

: فلزات سنگین خاک ، رگرسیون حداقل مربعات جزئی ، شبکه عصبی مصنوعی ، طیف سنجی مرئی و فروسرخ نزدیک