هیدروژئوشیمی و غلظت فلزات سنگین در آب رودخانة کاکارضا (استان لرستان)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد رشتة زمین‌شناسی محیط زیست

2 استادیار دانشکدة علوم زمین، دانشگاه شاهرود

3 استادیار دانشکده علوم زمین، دانشگاه شاهرود

چکیده

هدف از این پژوهش ارزیابی ویژگی‌های هیدروژئوشیمیایی و تعیین فرایندهای کنترل‌کنندة ترکیب شیمیایی آب رودخانة کاکارضا و همچنین بررسی تغییرات غلظت فلزات سنگین در آب این رودخانه است. برای این منظور، تعداد 15 نمونه آب در طول رودخانه برداشت شد و ضمن اندازه‌گیری غلظت کاتیون‌ها و آنیون‌های اصلی و برخی خواص فیزیکوشیمیایی نمونه‌های آب، غلظت برخی فلزات سنگین نیز در آن‌ها اندازه‌گیری شد. نتایج به‌طور‌کلی نشان داد که در همة نمونه‎های آب، غلظت کاتیون‎های اصلی از روند Ca > Mg > Na+K و آنیون‎ها از روند HCO3 > Cl >SO4پیروی می‎کند. تیپ هیدروشیمیایی نمونه‌های آب نیز بیکربناته کلسیک تعیین شد. بر‌اساس نتایج حاصل از محاسبات هیدروشیمیایی، مشخص شد که فرایندهای انحلال سنگ‌ها و تبادل یونی، معکوس کنترل‌کننده‌های اصلی شیمیِ آب رودخانه‌اند. از نظر غلظت فلزات سنگین نیز، نتایج نشان داد که غلظت فلزاتی چون آرسنیک و کادمیوم در طول رودخانه افزایش می‌یابد که بر‌اساس نتایج تحلیل مؤلفة اصلی، این دو فلز منشأ یکسان و عمدتاً انسان‌زاد (فعالیت‌های کشاورزی) دارند. با توجه به روند تغییرات غلظت سایر فلزات و همچنین نتایج تحلیل مؤلفة اصلی، می‌توان نتیجه گرفت که سایر فلزات مطالعه‌شده عمدتاً در آب رودخانه منشأ طبیعی دارند. ارزیابی کیفیت آب رودخانة کاکارضا از نظر آبیاری نیز مشخص کرد که آب رودخانة کاکارضا در حال حاضر برای استفاده در کشاورزی مناسب است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Hydrogeochemistry and concentration of heavy metals in the Kaka-Reza river water (Lorestan Province)

نویسندگان [English]

  • Maryam Hayatolgheyb 1
  • Afshin Qishlaqi 2
  • Hadi Jafari 3
  • Giti Forghani Tehrani 2
1 Student
2 Academic Staff
3 Assistant Professor faculty of Earthsciences, Shahrood University
چکیده [English]

The main purpose of this research is to evaluate the hydrochemical properties, con-trolling processes and metal concentrations in Kaka-Reza river water (Lorestan province). To this end, 15 water samples were collected and physicochemical prop-erties (pH-EC), cation-anion contents along with concentrations of some heavy metals were determined using the standard analytical methods. The results revealed that major cations and anions concentration varied as following sequences Ca > Mg > Na+K and HCO3 > Cl >SO4, respectively. According to piper diagram, the hydro-chemical type of the water samples are found as bicarbonate-calcic, due to carbonate nature of the exposed rocks in the region. Based on the results of hydrochemical analyses, it was also revealed that rock dissolution and reverse ion exchange are dominant processes which control the chemistry or river water. In terms of heavy metal concentrations, it was found that cadmium and arsenic concentration tend to increase along the river, probably due to their anthropogenic inputs (agricultural activities). By considering the variation of other metals in the river water and taking into account the results of principal component analysis (PCA), it was assumed that these metals are mostly of natural (geogenic) source. It was also found that river water quality is currently suitable for irrigation purposes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hydrogeochemistry
  • Kaka-Reza river water
  • Heavy metals
  • Lorestan Province
1. Gaillardet J., Viers J., Dupre, B. 2003. Trace elements in river waters. In: Drever J.I. (eds). Surface and ground water, weathering and soils In: Holland H.D., Turekian K.K (Eds), Treatise on geochemistry. Elsevier, UK, 225–227.

2. Gibbs, R.J.1970.Mechanism controlling world water chemistry. Science 17, 1088–1090.

3. Gupta, S.A., Mahato, P., Roy, J.K., Datta, R.N. 2008. Geochemistry of groundwater, Burdwan District, West Bengal. Environment Geology 53, 1271–1282.

4. Hounslow, A. 1995. Water Quality Data: Analysis and Interpretation. CRC-Press, New York, 416 p.

5. Li, S., Gu, S., Tan, X., Zhang, Q. 2009.Water quality in the upper Han River basin, China: The impacts of land use land cover in riparian buffer zone. Journal of Hazardous Materials 165, 317–324.

6. Neupane, G., Donahoe, R.J., 2013. Calcium–phosphate treatment of contaminated soil for arsenic immobilization. Applied Geochemistry 28, 145–154.

7. Parkhurst, D.L., Appelo, C.A.J. 1999. User's guide to PHREEQC (version 2) -A computer program for speciation, batch-reaction, one-dimensional transport, and inverse geochemical calculations. U.S. Geological Survey Water-Resources Investigations Report, 312 p.

8. Rasouli, F., Kiani Pouya, A., Cheraghi, S.A.M. 2011. Hydrogeochemistry and water quality assessment of the Kor– Sivand Basin, Fars province, Iran. Environmental Monitoring and Assessment 184, 4861-4877.

9. Richards, L.A. 1954. Diagnosis and improvement of saline and alkali soils. US Department of Agriculture, 60 p.

10.Tank, D.K., Chandel, C.P.S. 2010. A hydrochemical elucidation of the groundwater composition under domestic and irrigated land in Jaipur City. Environmental Monitoring and Assessment 166, 69–77.

11. Wilcox, L.V. 1955. Classification and Use of Irrigation Waters. US Department of Agriculture, 19 p.