مطالعات هیدروژئولوژی و هیدروشیمیایی آبخوانهای بازالتی و کارستی منطقه ماکو در ارتباط با سازندهای زمین شناسی منطقه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه تبریز، دانشکدة علوم طبیعی، گروه زمین شناسی، تبریز،‌ایران

چکیده

      منطقة ماکو در شمال باختر ایران و شمال استان آذربایجان غربی قرار دارد. مهمترین منابع آبی موجود در این منطقه را آب زیرزمینی تشکیل می‌دهد، و بخش عظیمی از مصارف شرب و کشاورزی و صنعتی را در این مناطق تأمین می‌کند. هدف از این تحقیق، مطالعة هیدروشیمی، ارتباط هیدروژئولوژی آبخوانهای بازالتی و کارستی، بررسی بی‌هنجاریهای هیدروشیمیایی موجود در آبهای زیرزمینی، تعیین منشأ آنها و ارائة روشهای مناسب برای کاهش این بی‌هنجاریهاست. به این منظور، علاوه بر جمع آوری اطلاعات تجزیه شیمیایی از منابع و سازمانهای مختلف، 72 نمونة آب نیز از چشمهها و چاههای موجود در منطقه در دو بازة زمانی پرآبی و کمآبی جمعآوری و تجزیه شیمیایی شدند. نتایج به‌دست آمده، بی‌هنجاری فلوئور را در منطقه نشان دادند. به منظور بررسی دقیق هیدروشیمی منطقه و منشأ بی‌هنجاریهای موجود از روشهای ترسیمی و موازنه جرم استفاده شد که هر دو روش، منشأ آذرین این بی‌هنجاریها را نشان دادند و ارتباط هیدروژئولوژی آبخوانهای کارستی و بازالتی موجود در منطقه را  تأیید کردند. مطالعات سنگ‌شناختی وجود شرایط تشکیل کانی فلوئوروآپاتیت در بازالتهای منطقه و منشأ فلوئور و آپاتیتی، غلظت بالای فلوئور در آنها را نشان میدهد. از روشهای متداول برای حذف یون فلوئور، مناسبترین روشها در منطقة مطالعاتی، جذب فلوئور به وسیله Defluoron2 و تبادل یون کلر با فلوئور توسط رزین آنیونی پیشنهاد میشود.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Hydrogeological and Hydrochemical Studies of Basaltic and Karstic Aquifers in Maku Area in Relation to Geological Formations

نویسندگان [English]

  • A. Asghari Moghaddam
  • E. Fijani
Tabriz University, Faculty of Natural Sciences, Department of Geology, Tabriz, Iran
چکیده [English]

Maku area is located in the north of West Azarbaijan, northwest of Iran. In this area, groundwater supplies main water demands for different purposes such as drinking, agriculture and industry. The aim of this research is to study the groundwater hydrochemistry, hydrogeological relation between karstic and basaltic aquifers, determination of probable hydrochemical anomalies and their genesis and suitable methods for removal of these anomalies. For this purpose, in adition to available hydrochemical data, 72 water samples were collected from wells and springs in high and low level groundwater durations and were been analyzed for some trace elements. The results indicate fluoride anomaly in this area. In order to examine the hydrochemistry of the study area, graphical and mass balance methods were used. Both of these methods confirm the basaltic origin of fluoride anomalies. Consequently, hydrogeological relation between karstic and basaltic aquifer is established. Petrologic studies show that basaltic rocks of the area have appropriate conditions for occurrence of fluoroapatite; as a result, fluoroapatitic origin for high concentration of fluoride is identified. The most suitable methods for removal of the fluoride proposed to be adsorption on Defluoron2 and exchanging Cl- with F- by anionic resin in the study area.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Maku
  • Hydrochemistry
  • Hydrogeological relation
  • Karstic aquifer
  • Basaltic aquifer
  • Anomaly of fluoride

اصغریمقدم، ا.، جمیری، ر.، محمدی، ع.، 1384- مطالعة مشخصات هیدروژئولوژی بازالتهای منطقة ماکو جهت بهرهبرداری بهینه از آبهای زیرزمینی با استفاده از روشهای ژئوفیزیکی و GIS، طرح تحقیقاتی. دانشگاه تبریز، گروه زمینشناسی.

اصغریمقدم، ا.، جمیری، ر.، محمدی، ع.، 1386- منشأ غلظت بالای فلوئوراید در آبهای زیرزمینی گدازه‌های بازالتی دشتهای بازرگان- پلدشت و تأثیر نامطلوب آن بر سلامتی اهالی منطقه. مجلة محیط‌شناسی دانشگاه تهران،  دانشکدة محیط زیست، سال سی و سوم، شمارة 41، صفحة 25-32.

سازمان آب منطقهای استان آذربایجان غربی، 1372-گزارش شناسائی منابع آب کارست و سازند سخت حوضة آبریز ارس، وزارت نیرو، امور مطالعات منابع آب، 161 ص.

عباسنژاد، ا.، 1362- بررسی آبهای زیرزمینی منطقة پلدشت. پایان‌نامة کارشناسی ارشد، دانشکدۀ علوم، دانشگاه تهران.

فاطمی، ه.، 1376- مطالعة هیدروژئوشیمیایی منابع آب در سازندهای سخت (غیرکربناته) در منطقة شمال ماکو. پایان‌نامة کارشناسی ارشد، دانشکدۀ علوم، دانشگاه تهران.

 

References

Aiuppa, A., Allard, P., D’Alessandro, W., Michel, A., Parello, F., Treuil, M., Valenza, M., 2000- Mobility and fluxes of major, minor and trace metals during basalt weathering and groundwater transport at Mt. Etna volcano(sicili). Geochem. Cosmochim. Acta, 64, 1827-1841.

Banks, D., Reimann, C., Skarphagen, H., 1998- The comparative hydrochemistry of two granitic island aquifers: The Isles of Stilly, UK and the HvalerIslands, Norway. The Science of the Total Environment, 209, 169-183.

Carrilla- Rivera, J. J., Cardona, A., Edmunds, W. M., 2002- Use of abstraction regime and knowledge of hydrogeological conditions to control high-fluoride concentration in abstracted groundwater: San Luis Potosi Basin, Mexico. J. Hydrology, 261, 24-47.

Choi, S., Yun, Z., Hong, S., Ahn, K., 2001- The effect of co-existing ions and surface characteristics of nanomembrenes. Desalination, 133, 53-64.

Cruz, J. V., Amaral, C. S., 2004 - Major ion chemistry of groundwater from perched-water bodies of the Azores (Portugal) volcanic archipelago. Applied chemistry, 19, 445-459.

Farooqi, A., Masuda, H., Fidous, N., 2007- Toxic fluoride and arsenic contaminated groundwater in the Lahore and Kasur districts Punjab, Pakistan and possible contaminant sources. J. of Environmental Pollution, 145, 839-849.

Federico, C., Aiuppa, A., Favara, R., Gurrieri, S., 2002- Geochemical monitoring of groundwaters (1998-2001) at Vesuvius volcano (Italy), J. of  Volcano. and Geothermal Research, 133, 81-104.

Fetter, C. W., 1988- Applied Hydrogeology. Mc Milian publishing Company. U.S.A. 592 pp.

Freeze, R. A., Cherry, A. J., 1979- Groundwater, Prentice-Hall, Inc. 604 pp.

Garrels, R. M., Mackenzie, F. T., 1967- Origin of the chemical composition of some springs and lakes. In: Equilibrium concepts in natural water system, American Chemical Society, Washington, D. C., pp, 222-224.

Guo, Q., Wang, Y., Ma, T., Ma, R., 2007- Geochemical processes controlling the elevated fluoride concentration in groundwaters of the Taiyuan Basin, Northern China. J. of Geochemical Exploration, 93, 1-12.

Hammer, K., 2006- Hydrochemistry and sources of fluoride in Silurian-Ordovisian aquifer system, Estonia. Master science thesis, University of Tartu, Institue of Geology. 50 pp.

Hounslow, A. W., 1995- Water Quality Data: Analysis and interpretation, CRC Press LLC, Lewis publishers. 397 pp.

Jacks, G., Bhattacharya, P., Chaudhary, V., Singh, K., P., 2005- Controls on the genesis of high-fluoride groundwaters in India. Applied geochemistry, 20, 221-228.

Join, J. L., Coudray, J., Longworth, D., 1997- Using principle components analysis and Na/Cl ratio to trace groundwater circulation in a volcanic island: The example of Reunion. J. Hydrology, 190, 1-18.

Kim, K., Jeong, Y. G., 2005- Factors influencing natural occurrence of fluoride-rich ground waters: a case study in the southeastern part of the KoreanPeninsula. Chemosphere, 58, 1399-1408.

Klein, C., Cornelius, S., Hurlbut, J. R.,1997- Manual of Mineralogy, John Wiley & Sons, Twentieth edition.

Lloyd, J. W., Heathcote, J. A., 1985- Natural Inorganic Hydrochemistry in Relation to Groundwater-An Introduction, Clarendon Press, Oxford, 296 pp.

Meenakshi, R. C., 2006- Fluoride in drinking water and its removal. J. of Hazardous Materials B137, 456–463.

Meenakshi, V. K. Garg, Kavita, Renuka, Anju Malik, 2004 - Groundwater quality in some villages of Haryana, India: focus on fluoride and fluorosis. J. of Hazardous Materials 106B, 85–97.

Onyango, M. S., Kojima, Y., Ochieng, A., Bernardo, E. C., 2004- Adsorption equilibrium modeling and solution chemistry dependence of fluoride removal from water by trivalent-cation-exchanged zeolite F-9. J. of Colloid and Interface Science, 279, 341–350.

Peterson, F. L., 1993- Hydrogeology of volcanic ocean islands. In: Sakura, Y. (Ed.), Selected Papers on Environmental Geology, 4, 163-171.

Reimann, C., Banks, D., 2004- Setting action levels for drinking water: Are we protecting our health or our economy (or our backs!). Science of The Total Environment,  332, 13-21.

Singhal, B. B. S., Gupta, R. P., 1999- Applied Hydrogeology of Fractured Rocks. Kluwer Academic Publisher. 400 pp.

Tahaikta, M., Acharya, I., Menkouchi Sahli,  M. A.,   Amor, Z., Takya, M.,  Alami, A. Boughriba, A.,  Hafsi, M., Elmidaoui, A., 2006- Defluoridation of Moroccan groundwater by electrodialysis: continuous operation. Journal of Desalination 189, 215–220.

WHO, 1984 - Fluorine and fluorides, Environmental Health Criteria 36, IPCS Interpretational Programme on Chemical Saftey, World Health Organization, Geneva.

Yilmaz, Y., Guner, Y., Saroglu, F., 1998- Geology of the quaternary volcanic centers of the east Anatolia. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 85, 173-210.

Zhu, L., Zhang, H. H., Xia, B. & Xu, D. R., 2007- Total fluoride in Guangdong soil profiles, China: Spatial distribution and vertical variation. Environment International 33, 302-308.