بررسي آنومالي آرسنيك و منشا احتمالي آن در آب‌زيرزميني دشت خوي

Investigation of Arsenic Anomalies and Its Probable Origin in Groundwater of Khoy Plain

دشت خوي در شمال باختر كشور و در شمال استان آذربايجان غربي گسترده شده است. اين منطقه جزو مناطق سرد و خشك محسوب شده و ميانگين بارندگي آن 344 ميلي متر است. هدف از اين پژوهش بررسي وضعيت هيدروشيميايي منابع آب زيرزميني دشت خوي، از نظر تعيين آلودگي آرسنيك در مناطق مختلف دشت است. با توجه به نتايج تجزيه‌هاي هيدروشيميايي از 36 نمونه آب‌‌زيرزميني دشت خوي، مقادير عنصر آرسنيك در برخي مناطق داراي غلظت بالاتر از حد استاندارد سازمان بهداشت جهاني (WHO)براي آب شرب است. در نمونه هاي تجزيه‌شده، به‌سوي خاور و جنوب خاور منطقه مورد مطالعه، غلظت آرسنيك افزايش نشان مي‌دهد. بر پايه تجزيه خوشه‌اي، نمونه‌هاي تجزيه‌شده در سه خوشه قرار گرفته اند. هر كدام از خوشه ها با توجه به‌محتوي عناصر سنگين از جمله آرسنيك و آهن نيز به زيرگروه‌هاي ديگري تقسيم شده اند. در ماتريس ضريب همبستگي، آرسنيك همبستگي مثبتي با آهن، مس، سديم، كلر، سولفات و EC نشان مي‌دهد. همبستگي بالاي آرسنيك با آهن و مس نشان‌دهنده تاثير بالاي اكسيدها و هيدروكسيدهاي اين عناصر در جذب آرسنيك در رسوبات و همراه بودن آنها را در رسوبات و به تبع آن در آب است. بيشترين اشباع شدگي آرسنيك به ترتيب براي تركيبات FeAsO4:2H2O و Ca3(AsO4)2:4H2O را نشان مي‌دهد كه روند تغيير شاخص اشباع براي اين دو تركيب نيز مشابه است و تقريباً از مناطق تغذيه به‌سوي مناطق تخليه آب‌زيرزميني افزايشي است. بر پايه روش تجزيه فاكتوري، سه عامل اصلي موثر بر هيدروشيمي منطقه مورد شناسايي قرار گرفت. در عامل نخست كلر، سديم، سولفات، پتاسيم، آرسنيك، مس، آهن و هدايت الكتريكي موثرند كه در واقع اين عوامل منشا زمين زاد دارد. با توجه به نتايج حاصل مي‌توان گفت منشا آرسنيك منطقه مورد مطالعه زمين‌زاد (geogenic) است و مربوط به‌عوامل زمين‌شناسي، سنگ‌ها و رسوبات حاصل از فرسايش اين سنگ‌هاست. با اين وجود مي‌توان گفت انحلال كاني‌هاي موجود در سازندهاي ميوسن (مارن، شيل و ماسه و كنگلومراي قرمز) و پليوسن (كنگلومراي با ميان‌لايه هاي مارن و ماسه) بر آرسنيك آب‌زيرزميني اين ناحيه تاثير داشته است.

The KhoyPlain is located in the north of West Azarbaijan province, northwest of Iran. The study area has a cold and arid climate with the annual mean precipitation of about 344 mm. The purpose of this study is evaluating of hydrochemical properties of groundwater and determination of arsenic contamination at this plain. According to the hydrochemical analysis of 36 collected groundwater samples, in some zones of the area, arsenic contamination is exceed the world health organization (WHO) standard for drinking water. The arsenic concentrations of the water samples were increased in the east and southeast part of the study area. Based on the cluster analysis, the samples were posed in three clusters. Each of the clusters divided into subgroups based on heavy metals contain such as arsenic and iron. There is a positive correlation relationship between arsenic and iron, copper, sodium, chlorine, sulfate and EC. The high correlation of arsenic with iron and copper show the high impact of oxides and hydroxides of these elements in absorbing and accompanying in the sediments and consequently in the groundwater. The most saturation indices of arsenic were for FeAsO4:2H2O and Ca3 (AsO4)2:4H2O compounds, showing that change of saturation indices for these two compounds is similar and increasing from recharge to discharge area. Based on factor analysis method, three main effective factors were distinguished on hydrochemistry of the study area. In the first factor, chlorine, sodium, potassium, arsenic, copper, iron and electrical conductivity are effective elements, which have geogenic origin. Consequently, the origin of arsenic can be geogenicthatis related to geological factors, rocks and sediments that come from alteration of geological formations. Therefore, dissolution of minerals from the Miocene deposits such as marl, shale, sandstone and red conglomerate and the Pliocene conglomerate, and interbedded marl and sandstone are the effective sources of arsenic in the aquifer.