بخشی از مقاله
چکیده:
مقدار و غلظت تشکیل دهندههاي اصلی، فرعی و جزیی موجود در آب زیرزمینی بستگی به قابل دسترس بودن این عناصر در خاك و سنگهایی دارد که آب از آنها عبور میکند؛ که به وسیله عوامل و فرآیندهاي ژئوشیمیایی و زمان برخورد آب در طی جریان با این مواد کنترل میشود. محدوده مطالعاتی زنجان در شمال غرب ایران قرار دارد. وسعت محدوده مطالعاتی 1527 کیلومترمربع است که با رسوبات آبرفتی پوشیده شده است.
با توجه به کمبود آبهاي زیرزمینی در منطقه و همچنین وجود معادن در محدوده مطالعاتی، بررسی آبهاي منطقه از لحاظ کیفی، ضرورت مییابد. بدین منظور کلیه اطلاعات هیدرولوژي، هیدروژئولوژي، هیدروژئوشیمی، زمینشناسی و هواشناسی منطقه مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. منطقه مطالعاتی با داشتن میانگین بارش سالانه 309 میلیمتر جزء اقلیمهاي سرد محسوب میشود.
در این تحقیق اطلاعات کیفی آرسنیک، سرب و روي مربوط به 51 منبع آب شامل آب زیرزمینی، چشمه، رود و سد دشت زنجان جهت ارزیابی کیفی آب زیرزمینی استفاده شده است. فرآیند کنترلکننده کیفیت شیمیائی آبهاي زیرزمینی منطقه، در اثر هوازدگی سنگها و واکنش متقابل آب و سنگ و همچنین عوامل جوي، تبخیر و تأثیر آبهاي شور تعیین شد. نتایج نشان میدهد؛ در بخشهاي از منطقه مورد مطالعه آنومالی روي وجود دارد. منابع سطحی شامل رود و سد مقادیر بیشتري دارند و آبخوان تحت تأثیر معادن سرب و روي منطقه قرار گرفته است. در صورت عدم مدیریت مناسب، مقدار آنومالی در سالهاي آینده افزایش یابد
مقدمه :
برخی یونهاي فلزي مانند آهن، منیزیم، کلسیم و پتاسیم براي فعالیتهاي زیستی و بهداشتی بدن انسان اهمیت فراوانی دارند. برخی دیگر مانند جیوه، سرب و کادمیم که به کاتیونهاي سنگین مشهور هستند به پروتئینهاي بدن میپیوندند و مانع انجام اعمال زیستی شده و به سیستم عصبی، کبد و کلیه آسیب جدي وارد میکنند.
کیفیت آبهاي زیرزمینی براساس تشکیلدهندههاي شیمیایی، بیولوژیکی، محتواي رسوبی و درجه حرارت آن تعیین میگردد - Hounslow, 1995 - ؛ که حاصل تمام فرآیندها و واکنشهایی است که روي آب از لحظه تراکم در اتمسفر تا زمان تخلیه شدن از یک چاه یا چشمه عمل میکنند و تحت تأثیر فرآیندهاي طبیعی و انسانزاد قرار دارند. مواد حلشده در آب زیرزمینی اطلاعاتی از تاریخ زمینشناسی، تأثیر آن در توده خاك و سنگهاي عبوري، منشأ و موادي که آب با آنها در تماس بوده است و درجهحرارت واقع در عمق میباشد
عوامل متعدد دیگري نیز بر کیفیت آبهاي زیرزمینی تأثیرگذارند ازجمله عوامل زمینشناسی - Hem, 1989 - و تأثیر سازندها - Drever, 1982; Freeze and Cherry, 1979 - ، نیمرخ خاك و پوشش گیاهی - Bouwer, 1978; Deutsch, 1997 - ، عوامل شوري Schwartz and Zhang, - - 2003 روي کیفیت آب تأثیر میگذارند.
بسیاري از آلودگیها در اثر فعالیتهاي انسانی وارد سیستم هیدرولوژي میشود. منابع آلودگی طبیعی منابعی هستند که بدون دخالت انسان در طبیعت، باعث آلودگی آب میشوند. از معروفترین این منابع میتوان آب شور، آرسنیک و کربناتها را نام برد. مهمترین عوامل آلوده کننده آب زیرزمینی شامل آلودگی فیزیکی
- دما، مواد جامد معلق SS، رادیواکتیویته. کدورت، تغییر رنگ، طعم، بو و گرما - ، شیمیایی - تغییرات کل مواد جامد حل شده، قلیائیت، اسیدیته، تغییرات اسیدیته و Eh یا پتانسیل اکسایش-کاهش ORP نمکهاي معدنی محلول و نفوذ آب شور - و زیستی - میکروارگانیسمهاي بیماریزا، تغییرات DO یا BOD و - COD می- باشند
منابع آب از جمله منابع با ارزش میباشند که به علت کاربرد وسیع آن، انجام مطالعات کمی و کیفی، مسئله آلودگی این منابع و ارتباط بین آنها از اهمیت ویژهاي برخوردار است. مدیریتزیرزمینیکیفیت آب نیازمند مطالعه و ارزیابی تغییرات کیفیت آب و شناخت پدیدههاي مختلف میباشد. امروزه اکثر آبهاي طبیعی در معرض آلودگی قرار گرفته یا آلوده شدهاند. هرگونه اقدام جهت کنترل و کاهش آلایندههاي آبی و تأثیرات آنها، آگاهی کامل از نحوه توزیع و پراکندگی آلایندههاي موجود در سطح بوده که در اختیار داشتن چنین اطلاعاتیصرفاً از طریق ایستگاههاي سنجش آلودگی در سطح منطقه مورد مطالعه و درونیابی نقاط نمونه- برداريانجامشده و آنالیزهاي مختلف امکانپذیر میباشد .
مسئله آلودگی را میتوان از دو دیدگاه آلودگیهاي ناشی از فعالیتهاي انسانی و آلودگیهاي طبیعی یا زمینزاد مورد بررسی قرار داد. آلودگیهاي ناشی از فعالیتهاي انسانی تا حدودي قابل پیشگیري است و می- توان با مدیریت صحیح، مانع از آلوده شدن آبها شده و در صورت آلوده شدن آن نیز میتوان با اعمال راهکارهایی از گسترش آلودگی جلوگیري به عمل آورد. آلودگیهاي این منابع علاوه بر منشأ فعالیتهاي انسانی میتواند منشأ طبیعی نیز داشته باشد.
غلظت بیش از حد استاندارد عناصر کمیاب به عنوان آلودگیهایی با منشأ طبیعی و مصنوعی مانند نیترات، فلوئور، آرسنیک و غیره به علت تأثیر زیاد بر سلامتی انسان از اهمیت بالایی برخوردارند. در صورت آلودگی طبیعی آبها که به شدت متأثر از زمینشناسی است؛ به سادگی نمیتوان این آلودگیها را از بین برد و یا مانع گسترش آن شد. لذا این نوع آلودگیها بایستی به دقت مورد بررسی قرار گیرند و در صورت وجود آنومالیهاي خطرناك آلودهکننده در آبها، باید در چگونگی مصرف آن تجدید نظر صورت گیرد، چرا که جان عده بیشماري در جهان به دلیل مصرف آب آلوده در خطر بوده و مصرف آب آلوده در جهان، سالانه قربانیان زیادي میگیرد.
در ابتدا اطلاعات آب زیرزمینی منطقه مورد مطالعه از سازمان سازمان آب منطقهاي استان زنجان تهیه شد.
منطقه مورد مطالعه منابع آب زیرزمینی دشت زنجان به خصوص چاههاي عمیق را شامل میگردد. به همین منظور دادههاي نمونهبرداري کیفیت آب زیرزمینی شامل پارامترهاي کیفیت آب شامل اسیدیته - pH - ، هدایت الکتریکی - EC - ، سختی کل بر حسب کربنات کلسیم - TH - ، کلرور - Cl- - ، کلسیم - Ca2+ - ، منیزیم - Mg2+ - ، سولفات - SO42- - ، نیترات - NO3- - ، سدیم - Na+ - ، پتاسیم - K+ - و بیکربنات HCO3- - در - که سازمان آب منطقهاي به روشهاي استاندارد آنالیز شدهاند؛ استفاده شد.
در این پژوهش، بررسی هیدروشیمیایی، تعیین و تشخیص کیفیت آبهاي منطقه مورد مطالعه از نظر ماهیت و تأثیرات سازندهاي زمینشناسی بر آن، بررسی کیفیت براي مصارف مختلف، آنومالیهاي هیدروشیمیایی موجود در آبهاي زیرزمینی، بررسی ارتباط هیدروژئولوژیکی و پترولوژي منطقه، تعیین غلظت فلزات سنگین، بررسی روشهاي کاهش آن از آبهاي زیرزمینی در منطقه و در نهایت تعیین مناطقی با پتانسیل بالاي آلودگی آب زیرزمینی و تشخیص عوامل و منابع آلاینده، توزیع و پراکندگی آلودگی، بررسیهاي تغییرات زمانی و مکانی غلظت عناصر و تهیه نقشه توزیع در منطقه مورد مطالعه انجام گرفت. تیپ آب زیرزمینی آبخوان تعیین شد و تغییرات مقادیر فلزات سنگین و با تاکید بر سرب، روي و آرسنیک بررسی شد.
آزمایش اندازهگیري فلزات سنگین شامل سرب، روي و آرسنیک در آزمایشگاه شرکت کلر پارس و براي نمونههاي چاه آب زیرزمینی، سد، چشمه و رود صورت گرفت. پراکندگی نمونهبرداري در سفره آب زیرزمینی زنجان به صورتی انجام شد تا بتوان شرایط آلودگی زمینزاد و انسانزاد را بررسی نمود و منشا آنومالیهاي فلزات سنگین را پیجویی نمود.
معرفی محدوده مورد مطالعه
آبخوان آبرفتی محدوده مطالعاتی، تحت عنوان دشت زنجان در محدودهاي بین عرض شمالی 36 درجه و
20 دقیقه تا 37 درجه و طول شرقی 47 تا 49 درجه در بخش مرکزي این محدوده قرار دارد. مساحت دشت بالغ بر 1527 کیلومترمربع است. شکل 1 موقعیت جغرافیایی منطقه مورد مطالعه را نشان میدهد.
شکل 1 نقشه زمین شناسی دشت زنجان
