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

نویسندگان

1 استادیار، گروه مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان

2 دانشگاه بوعلی سینا همدان

doi
10.22059/ijbse.2017.61559
چکیده

آلودگی خاک به عناصر سنگین می‌تواند به‌طور مستقیم و غیرمستقیم بر سلامتی موجودات زنده اثر بگذارد. با افزایش غلظت فلزات در خاک، احتمال ورود به گیاهان نیز افزایش می‌یابد. در نتیجه تجمع آن‌ها 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 سیب‌زمینی می‌باشد. بدین منظور با استفاده از روش نمونه‌برداری سیستماتیک، نمونه‌های خاک در عمق cm45-0 برداشت گردید. از یک روش سریع و دقیق داده‌برداری بر پایه طیف‌سنجی مرئی و فروسرخ نزدیک (VIS-NIR) در محدوده طیف 370 -2000 نانومتر استفاده‌ شد. طیف بازتابی تعداد 95 نمونه خاک برای تخمین تجمع کادمیوم و سرب جمع آوری گردید. برای کاهش عوامل متداخل از طیف نمونه‌های خاک، روش‌های پیش‌پردازش MSC ،SNV و مشتق بکار رفت. نتایج نشان داد آلودگی‌ها که گاهی به علت ترکیب آب آبیاری با فاضلاب شهری صورت می‌گیرد، در خاک سطحی تجمع دارند. پیش بینی فلزات سنگین با روش رگرسیون حداقل مربعات جزئی و شبکه عصبی مصنوعی انجام شد (R2PLSR=0/90, R2BPNN=0/95).  نتایج نشان می‌دهد شبکه عصبی بازگشتی و طیف‌سنجی VIS-NIR برای پیش‌بینی میزان کادمیوم و سرب موجود در خاک سطحی مناسب می‌باشند.