مقاله بررسی آلاینده های منابع آبی حوضه آبریز صوفی چای در دشت مراغه – بناب و راهکارهای محافظت از آن

بخشی از مقاله

بررسی آلاینده هاي منابع آبی حوضه آبریز صوفی چاي در دشت مراغه – بناب

و راهکارهاي محافظت از آن

چکیده

آبخوان دشت مراغه – بناب در جنوب تبریز واقع شده و حاوي منابع آب زیرزمینی با ارزشی است. شهرك صنعتی مراغه در شرق دشت قرار گرفته است. در این تحقیق تأثیر پسابهاي صنعتی تولید شده از این شهرك و همچنین روند خودپالایی آبخوان در چند مورد از چاههاي دشت مورد بررسی قرار میگیرد. تعداد 50 نمونه آب از محدوده مطالعاتی و همچنین از پساب کارخانه نمونهبرداري و آنالیز شیمیایی شدهاند. نقشه استیف دشت تهیه شد و نمونههاي مربوط به پایین دست لاگونها و همچنین اواسط دشت داراي خواص پساب کارخانه کاوه سودا هستند. جهت بررسی خودپالایندگی آبخوان شش حلقه چاه در دشت انتخاب شد که نتایج آن هم وقوع فرآیند خودپالایندگی در دشت را تأیید میکنند.

کلمات کلیدي: آبخوان، پساب صتعتی، خودپالایی، استیف، لاگون

1. مقدمه

کمبود آب شیرین همواره به عنوان یکی از دغدغههاي زیست محیطی در همه دنیا بوده است. منابع آلودگی آبهاي زیرزمینی و نوع آلایندهها بیشمار هستند .[1] منابع اصلی آلودهگی آب شامل: صنعتی (شیمیایی، آلی و پسماندهاي حرارتی)، شهري (فاضلابهاي بزرگ که از پسماندهاي انسانی شامل میشود، دیگر پسماندهاي آلی، و شویندهها)، و کشاورزي (پسماندهاي حیوانی، حشره کشها، و کودها) .[2] تغییرات مکانی عمق و شوري آب زیرزمینی مناطق کشاورزي در شمال ترکیه را مورد بررسی قرار دادند. در این تحقیق دادههاي ماهانه یک سال 2003 تا 2004 در 60 چاه مشاهداتی استفاده شد. نتایج این تحقیق حاکی از این بود که قسمت شرقی محدودة مورد مطالعه که داراي زهکشی ضعیفی است، داراي بیشترین خطر براي شوري می باشد .[3] ارزیابی مکانی وزمانی شاخص کیفی و ویژگیهاي هیدرولوژیکی آب در حوضه کارستیک در غرب ترکیه نشان دادکه فعالیتهاي کشاورزي و صنعتی روي تغییرات مکانی وزمانی و پارامترهاي کیفی تاثیر گذار است .[4] در این مقاله تأثیر پسابهاي شهرك صنعتی مراغه بر روي دشت مراغه – بناب، و همچنین راهکار مقابله با این پدیده مورد بررسی قرار میگیرد.

2. موقعیت جغرافیایی

محدوده مورد مطالعه در حد فاصل طولهاي جغرافیایی 45 درجه و 57 دقیقه تا 46 درجه و 24 دقیقه شرقی و عرضهاي جغرافیایی 24 درجه و37 دقیقه تا 44 درجه و37 دقیقه شمالی و در 130 کیلومتري جنوب تبریز قرار گرفته است. وسعت کل محدوده مطالعاتی برابر 1115 کیلومتر مربع است که حدود

323 کیلومتر مربع آن را پهنههاي آبرفتی و 792 کیلومتر مربع آن را ارتفاعات تشکیل میدهد. ارتفاع بلندترین نقطه برابر با 3434 متر از سطح دریا ( در ارتفاعات سهند) و پستترین نقطه با ارتفاع 1276 متر از سطح دریا با شورهزارهاي نزدیک دریاچه ارومیه منطبق است. ارتفاع متوسط حوضه نیز 1785

متر از سطح دریا میباشد. مهمترین رودخانه این محدوده، رودخانه صوفی چاي است که از دامنه هاي جنوبی کوه سهند سرچشمه می گیرد، روند اولیه آن شمالی - جنوبی بوده و سپس روند شرقی - غربی به خود می گیرد. سد علویان بر رودخانه صوفی چاي احداث شده است و ذخیره آن تأمین کننده مصارف شرب شهرهاي مراغه و بناب می باشد. منطقه دشت مراغه داراي اقلیم آب و هواي خشک سرد و زمستانهاي سرد و تابستانهاي گرم است. و

داراي دو فصل خشک و تر است. . فصل تر از مهر شروع و تا خرداد به پایان میرسد و فصل خشک بین تیر تا شهریور با بارش کم یا بدون بارش می-

باشد. میانگین بارندگی سالیانه بارش در یک دوره آماري 50 ساله حدود 326 میلی متر میباشد و دماي هوامعمولاً در طول ماههاي تیر و مرداد حداکثر، اما در ماههاي دي و بهمن حداقل است.

3. زمین شناسی

دشت مراغه - بناب به لحاظ ساختاري جزء زون ساختاري رسوبی البرز - آذربایجان است .[5] در غرب این زون قرار می گیرد. راستاي عمومی این زون شمال غرب - جنوب شرق است. شکل (1) نقشه زمینشناسی منطقه را نشان میدهد، بر اساس نقشه زمین شناسی منطقه، سازندهاي زمینشناسی منطقه مورد مطالعه، از قدیم به جدید شامل: (1) آهک با میان لایه ماسه سنگ روته با سن پرموتریاس ، (2) آهک ورقه اي و ورمیکوله الیکا، با سن تریاس زیرین تا میانی، (3) ماسه سنگ و شیل زغال دار شمشک، با سن ژوراسیک میانی، (4) آهک مارنی تا ماسه اي دلیچاي، با سن زوراسیک مانی تا پایانی،

(6) آهک لار (ژوراسیک فوقانی، (7) آهک تیزکوه، با سن کرتاسه تحتانی، (8) توف مراغه، با سن میوسن انتهایی و پیلوسن (9) و نهشتههاي آبرفتی عهد حاضر میباشند.

شکل (1) نقشه زمین شناسی منطقه موردمطالعه

4. آلودگیهاي ناشی از پسابهاي کارخانههاي شهرك صنعتی مراغه بر روي دشت

بر اساس اطلاعات حاصل از چاه هاي اکتشافی، آبخوان دشت مراغه - بناب، از نوع آبرفتی و آزادمیباشد. شهرك صنعتی مراغه در شرق و بالا دست این دشت واقع شده است. یکی از بزرگترین کارخانههاي موجود در این شهرك ( کارخانه کاوه سودا) حجم بسیار زیادي پساب با هدایت الکتریکی بسیار بالا تولید میکند. پساب این کارخانه وارد حوضچههاي بسیار وسیعی با 28 لاگون و مساحت کلی در حدود 70 هکتار می شود که

فاقد هر گونه آستربندي هستند، شده و به تدریج به درون زمین نفوذ میکند. شرکت کاوه سودا یکی از واحدهاي گروه صنعتی شیشه کاوه واقع در شهرستان مراغه، تولید کنندة کربنات سدیم سبک و سنگین، به عنوان بزرگترین تولید کننده کربنات سدیم در ایران محسوب میشود. شکل (2) محل استقرار کارخانه را در دشت نشان میدهد. مخزن فاضلاب این واحد صنعتی در مراحل احداث، بهره برداري و نگهداري فاقد استانداردهاي زیست محیطی است، ضمن اینکه حوضچههاي این کارخانه نیز از استحکام کافی برخوردار نیست و با ادامه فعالیت آن خطرات مختلف بهداشتی مردم و اراضی زراعی منطقه را تهدید می کند. این حوضچه ها خاکی بوده و هیچ گونه عایقی جهت جلوگیري از نفوذ آب آلوده به داخل زمین به کار
نرفته است. پساب ناشی از فرایند تولید کربنات سدیم که بصورت مایع میباشد و شوري بسیار بالایی با هدایت الکتریکی بالاي هشتاد هزار

میکروزیمنس در سانتی متر دارد، در سالهاي اول احداث کارخانه سال (1383) با وجود تلاشهاي زیاد مسئولین کارخانه در جهت تخلیه پساب این کارخانه به دریاچه ارومیه، با مخالفتهاي اداره کل محیط زیست استان رو به رو شدند و در نتیجه مجبور به ذخیره پساب در حوضچههایی با نیت تبخیر گردیدند، اما بدلیل شرایط اقلیمی منطقه و پایین بودن درجه حرارت منطقه و همچنین وجود سرما در منطقه و محدودیت روزهاي که از لحاظ تابش نور خورشید شدید باشدعملاً بحث تبخیر با شکست مواجه شده است.

اخیراًاز تیر ماه 1389 پساب این کارخانه پس از اینکه ذرات جامد معلق آن تا حدود زیادي ته نشین میشود از طریق لوله گذاري به دریاچه

ارومیه تخلیه می شود. البته اعتراضاتی براي ریختن پساب این کارخانه به دریاچه ارومیه توسط ساکنین پایین دست وارد شده است، آب دریاچه ارومیه و پساب دریاچه ارومیه توسط سازمان آب منطقهاي و محیط زیست به طور جداگانه مورد آنالیز قرار دادند و نتایج نشان میدهد که پساب این کارخانه از نظر ترکیب شیمیایی همانند دریاچه ارمیه میباشد و خطري متوجه آن نمیشود جدول .(1)

علاوه بر نفوذ تدریجی پساب لاگونها به آبخوان، در حادثه شکست دیوارهاي آن طی سالهاي 1383 و 1389 و جاري شدن پساب آن مخاطرات وسیعی از لحاظ زیست محیطی به دنبال داشته است که آخرین آن در پنجم اردیبهشت ماه 1389 بوده است. در حادثه شکستن چهار لاگون کارخانه کاوه سوداي مراغه کهتقریباً دو ساعت طول کشید، با توجه به اظهارات مدیر منابع آب شهرستان مراغه حدود یک میلیون متر مکعب آب در سطح دشت جریان یافت و با توجه به آمار چاههاي آلوده شده و تخریب شده ( این چاهها توسط سیل ویران شدهاند) و همچنین محدوده تحت تاثیر قرار گرفته ، میتوان بیان کرد که حجم قابل توجهی پساب جاري شده کارخانه کاوه سودا وارد آب زیرزمینی شده است. پساب کارخانه یا مستقیم از چاههاي دهانه گشاد وارد سفره آب زیرزمینی شده و یا توسط گودالهاي بزرگی که ناشی از برداشت شن ماسه به وجود آمده بودند و همچنین آب جمع شده بر روي سطح زمینهاي کشاورزي وارد سفره آب زیرزمینی منطقه شده است.

بر اساس آمار منابع آب تعداد چاههاي تخریب شده در شهرستان مراغه 300 حلقه و تعداد چاههاي در معرض خطر در این شهرستان 350 حلقه اعلام گردید و همچنین تعداد چاههاي تخریب شده در شهرستان بناب 285 حلقه و چاههاي در معرض خطر در این شهرستان 300 حلقه چاه میباشد.

علاوه بر آن وسعت زیادي از اراضی مستعد کشاورزي را تحت تأثیر خود قرار داده به طوریکه مساحت اراضی خسارت دیده روستاي نرج آباد : 173هکتار، روستاي ینگی کند خوشه مهر: 263هکتار، روستاي خوشه مهر : 267هکتار و جمع مساحت اراضی خسارت دیده روستاهاي قره چپق ، خانه برق جدید و قشلاق خانه برق : 96 هکتار و در کل حدود 800 هکتار زمین کشاورزي در اثر این سیل خسارت دیدهاند که رقم قابل تأملی میباشد (به استناد گزارشات تهیه شده توسط فرمانداري مراغه و بناب).
متداولترین روش تولید کربنات سدیم، بدین طریق انجام میگیرد که در ابتدا نمک معمولی (کلرید سدیم) و سنگ آهک به عنوان مواد اولیه به کار برده میشود. آمونیاك در فرایند سلوي1 فرایند سلوي وارد شده ولی مصرف نمیشود و فقط مقدار کمی از آن از بین می رود. به عبارت دیگر جزء مواد اولیه محسوب نشده که واکنش کلی فرایند به صورت زیر است:

این واکنشمستقیماً انجام نمی شود بلکه طی مراحل مختلف صورت میگیرد.[6]

حجم بسیار زیادي پساب شامل مواد جامد معلق و محلول در یک کارخانه سودا، آمونیاك تولید میشود. در فرایند تولید یک تن کربنات سدیم

(خاکستر سوداتقریباً) ده متر مکعب پساب تولید میشود که شامل یک تن کلرید کلسیم، نیم تن کلرید سدیم و سایر ناخالصی هاي محلول و نامحلول میباشد. پس از ته نشین شدن مواد جامد معلق در حوضچه هاي بزرگ، پساب حاصل حاوي کلسیم و کلر بسیار بالا میباشد. وجود حوضچه هاي آلوده وسیع در قسمت شرقی دشت مانند یک دریاچه شور در منطقه تغذیه عمل کرده و منشأ آنومالیهاي موجود در این قسمت تلقی میشود. مقدار هدایت الکتریکی در نمونههاي پساب بسیار بالا بوده و یونهاي کلر، کلسیم، سدیم و سولفات به ترتیب بیشترین مقادیر را دارا می باشند.

5. روش و بحث و بررسی

براي بررسی هیدروژئوشیمیایی منابع آبی روشهاي مختلفی وجود دارد. یکی از روشهاي ساده و کاربردي، روش گرافیکی میباشد که توانایی نشان دادن آنالیزها روي یک نقشه یا چارت و تعیین روند تغییرات شیمیایی، دو مزیت مهم این روش به شمار می روند. از این نمودارها میتوان به دیاگرام استیف اشاره کرد که براي بررسی جداگانه ترکیب شیمیایی و منشĤء نمونهها به کار برده میشود.

به منظور بررسی تأثیر پساب کارخانه کاوه سودا بر روي آبخوان پایین دست دشت مراغه - بناب از نقشه استیف استفاده شده است. جهت نیل به این هدف، تعداد 50 نمونه آب در خرداد ماه 1389 از کل دشت برداشت و پس از آنالیز شیمیایی این نمونهها، با استفاده از نرم افزار RockWork14

نقشه استیف و هدایت الکتریکی منطقه تهیه گردید شکل .(3) با توجه به نقشه استیف دشت نمودار چاههاي پایین دست لاگونهاي پساب کارخانه که در آنجا آنومالی هدایت الکتریک مشاهده میشود یونهاي کلر، کلسیم، و نیز سدیم و سولفات در این نمونه ها مشابه نمونه پساب بسیار بالاست و افزایش غیر عادي این یونها بر اختلاط حجم بسیار زیادي پساب با آب زیرزمینی دلالت می نماید، دیگر نمودار چاههاي موجود در دشت، شکل کلی و ترکیب شیمیایی آنها نشان می دهد که آب زیرزمینی در این بخشها از کیفیت خوبی برخوردار است.

جهت بررسی دیگر منبع آلودهگی در بالا دست دشت در مجاورت شهرك صنعتی مراغه، دو نمونه آب از چاههاي مجاور شهرك صنعتی (چاه ورودي شهرك صنعتی و آاقاخانی) و دو نمونه آب از وسط دشت (چاه داوود معیین و نصرت یاوري) که داراي نتایج آنالیز قبلی بودند انتخاب شدند و همچنین از پساب کارخانه کاوه سودا نمونه برداري شد، نمودار استیف مربوط به آنها رسم شده است شکل .(4)