تعيين آلودگي منابع آب آشاميدني زيرزميني تبريز از نظر فلزات سنگين

نويسنده: يعقوب حاجي زاده
استاد راهنما: امير حسين محوي
استاد مشاور: محمود شريعت، سيمين ناصري
تاريخ دفاع: 1377/04/14
مدرك: كارشناسي ارشد مهندسي بهداشت محيط
دانشگاه: دانشگاه علوم پزشكي تهران، دانشكده بهداشت، مهندسي بهداشت محيط
چكيده: موضوع آلودگي منابع آب زيرزميني با مواد شيميايي مضر از جمله فلزات سنگين با توجه به توسعه روزافزون صنايع و عدم مديريت صحيح در دفع پساب و زايدات آنها، با پيدايش عوارضي در مصرف كنندگان اين آبها به طور مستقيم و غير مستقيم، بعنوان يكي از شاخص ترين مباحث روز مطرح
مي باشد.
شهر تبريز با جمعيتي بالغ بر 1166400 نفر و وسعت بيش از Km2 152، به عنوان يكي از شهرهاي بزرگ جمعيتي و صنعتي كشور، حدود m3/s 4 آب شرب نياز دارد كه تقريباً m3/s 2/4 آن از منابع آب زيرزميني موجود در شهر و حوالي آن تامين مي شود، استقرار صنايع كوچك و بزرگ در شهر و اطراف آن باعث گرديده است، آبهاي سطحي زيرزميني منطقه بطور روز افزون در معرض آلودگي قرار گيرند.
اين پژوهش در جهت بررسي و تعيين آلودگي منابع آب آشاميدني زيرزميني تبريز از نظر فلزات سنگين انجام گرفت. در اين راستا، منابع آلوده كننده آبهاي زيرزميني منطقه نيز بررسي شدند و به منظور شناسائي اثر فاكتورهاي محيطي بر آلودگي آبخوانهاي منطقه، مطالعاتي در مورد هواشناسي، زمين شناسي، هيدرولوژي و ژئوهيدرولوژي منطقه انجام گرفت، بر اين اساس شهر تبريز با متوسط بارندگي سالانه 262 ميلي متر و ميانگين دماي سالانه º c 12/2 در اقليم نماي دومارتين در ناحيه نيمه خشك قرار مي گيرد، جهت غلب بادها شرق و شمال شرق بوده و رطوبت نسبي منطقه در زمستان حدود 70% و در تابستان 40% است. متوسط روزهاي يخبندان 103 روز در سال بوده كه از آبانماه شروع و تا اوايل فروردين ادامه مي يابد، تاثيرات متقابل اين عوامل منجر به تغييرات ميزان نفوذ مي شود.
لايه هاي آبدار منطقه از دو قسمت تشكيل شده، يكي رسوبات آبرفتي دوران چهارم ( حوالي آجي چاي و شاخه هاي فرعي آن)، دوم رسوبات خاكستري آتشفشاني دامنه هاي سهند، وجود لايه هاي متعدد ناتراوا بين لايه هاي تراوا منجر به ظهور وضعيت چند سفره اي در اين مناطق شده است، افزايش نفوذپذيري اين لايه ها گرديده است. جهت حركت آبهاي زيرزميني منطقه از شرق و جنوب شرق به سمت غرب و شمال غرب است.
جهت دستيابي به اهداف تحقيق، با توجه به امكانات آزمايشگاهي و با در نظر گرفتن اهميت زيست محيطي فلزات سنگين، وضعيت حضور فلزات سرب، روي، كادميوم، مس، كروم، نيكل، آهن و منگنز در منابع آب آشاميدني شهر مورد بررسي قرار گرفت. به منظور اطلاع از كيفيت فيزيكي و شيميايي آب اين منابع و ارتباط آنها با غلظتهاي فلزات، ساير آزمايشات فيزيكي و شيميايي نيز براي همه نمونه ها صورت پذيرفت براي اين منظور ابتدا منابع آب آشاميدني منطقه شناسايي شده و منابع مورد نمونه برداري بر اساس تعداد و نحوه توزيع آنها مشخص شدند.
در اين تحقيق مجموعاً از 37 چاه عميق و 4 رشته قنات و مخازن بزرگ ذخيره آب و همچنين از منابع آب آشاميدني سطحي ( تصفيه خانه ليقوان و نهند) و رودخانه هاي آلوده شهر در دو مرحله كم آبي (آبان ) و پرآبي ( ارديبهشت) نمونه برداري شده و در آزمايشگاه مهندسي بهداشتي محيط دانشكده بهداشت دانشگاه تهران مورد آناليز قرار گرفتند. بعد از آناليز و استخراج نتايج عوامل موثر بر كيفيت آبهاي زيرزميني مناطق درمعرض آلودگي شناسائي و بررسي شدند.
بمنظور تجزيه و تحليل آسان نتايج ابتدا كل منطقه محل استقرار چاههاي آب شرب به چهار ناحيه (I، II، III، IV) تقسيم بندي گرديد، محل ظهور قناتهايي كه نمونه برداري انجام گرفت تحت عنوان ناحيه پنجم (V) مشخص گرديد. منابع آب زيرزميني هر ناحيه متمايز شد و ميانگين پارامترهاي مورد آزمايش هر ناحيه براي مواقع كم آبي و پرآبي محاسبه گرديد.
نتايج بدست آمده نشان مي دهد كه در مناطق I، II، III كه در جنوب شرق شهر و در دامنه هاي شمالي سهند واقع شده اند كليه فاكتورهاي مورد آزمايش كمتر از حدود استاندارد براي شرب مي باشد (گرچه از سمت منطقه I به سمت منطقه II افزايش جزئي دارد). منابع آب آشاميدني موجود در منطقه V كه قناتها مي باشد از كيفيت شيميايي مطلوبي برخوردار هستند ولي در منطقه IV كه محدود داخل شهر است بعضي از فاكتورهاي مورد آزمايش بيش از حد استاندارد مي باشد.
ميانگين غلظت هاي آهن در منطقه IV 27/0، منگنز 02/0-01/0، روي 8/0 -5/1، مس 018/0-019/0، كروم 014/0-024/0 ( مرز استاندارد)، نيكل 036/0-045/0 ميلي گرم در ليتر تعيين شده است كه همگي پايين تر از حدود استاندارد مي باشند، ولي متوسط غلظت كادميوم در اين منطقه 007/0 ميلي گرم در ليتر بدست آمده است كه قدري بيشتر از حد استاندارد است (005/0)، ميانگين غلظت سرب 09/0-1/0 بوده است كه خيلي بالاتر از حداكثر مجاز پيشنهادي براي آب شرب است(05/0)، حتي غلظت آن بعد از اختلاط با آب ساير منابع در منبع شماره 2 ائل گلي نيز بيش از حد استاندارد مي باشد (mg/l 07/0-06/0).
مهمترين منابع آلوده كننده كه بر كيفيت آبهاي زير زميني منطقه تاثير مي گذارد شامل بهسازي صنايع موجود، سيستم هاي اختصاصي دفع پساب شهري و صنعتي و رودخانه هاي آلوده تلخه رود و مهران رود مي باشد كه بعنوان زهكش اصلي منطقه پذيراي انواع فاضلابهاي شهري، صنعتي و كشاورزي بوده و بعنوان مهمترين منابع تغذيه آبهاي زيرزميني منطقه بحساب مي آيند.
نتايج حاصله از آناليز نمونه هاي برداشتي از آب رودخانه تلخه رود نشان مي دهد كه نوسانات فصلي دبي، كدورت و كيفيت شيميايي آب رودخانه خيلي زياد است. همچنين پارامترهاي مورد اندازه گيري پس از طي مسير مجاور شهر به طور قابل ملاحظه اي افزايش مي يابد. ميزان فلزات سنگين در نقطه خروجي شهر ( ايستگاه 1) بسيار بالاتر از مقادير آنها در نقطه ورودي شهر ( ايستگاه ونيار ) است. اين مقادير در فصول كم آبي روند تزايدي دارند، در نقطه خروجي شهر و در آبان 75 مقادير آهن 4/0، منگنز 3/0، سرب 1/0، كادميوم و كروم 11/0، مس 32/0 و نيكل 15/0 ميلي گرم در ليتر اندازه گيري شده است.
ميزان برخي فلزات سنگين در مهران رود بيشتر از تلخه رود بوده و مقادير آن ها در فصول مختلف تغييرات زيادي از خود نشان مي دهند. در نقطه خروجي شهر، در مواقع كم آبي ميزان غلظت هاي آهن 6/0، سرب 3/0 كادميوم 01/0، كروم 09/0، مس 1/0، منگنز 07/0 و نيكل 08/0 ميلي گرم در ليتر تعيين شده است.
كاتيونهاي غالب در منطقه كلسيم، منيزيم و سديم بوده و كلرورها، سولفاتها و بيكربناتها آنيونها غالب منطقه را تشكيل مي دهند. غلظت اينها در منطقهI بسيارپايين بوده و تا منطقه III افزايش تدريجي دارند و در منطقه IV افزايش قابل ملاحظه اي از خود نشان مي دهند. نتايج نشان مي دهد كه فقط آب چاههاي منطقه IV متوسط سختي بالاي 500 ميلي گرم در ليتر دارند، سختي آب در ساير مناطق خيلي پايينتر از حد استاندارد است.
ميزان هدايت الكتريكي در مناطق I، II، III با اختلاف جزئي مكاني و زماني در حدود 250 ميكروزيمنس بر سانتيمتر و متوسط TDS آنها 170 ميلي گرم در ليتر مي باشد ولي اين مقادير در منطقه IV با اندك اختلاف فصلي بطور متوسط به 2000 ميكروزيمنس بر سانتيمتر و 1200 ميلي گرم در ليتر مي رسند كه بالاتر از حد استاندارد است.
كلمات كليدي: