بررسي هيدروژئوشيمي منابع آب زيرزميني دشت بستان آباد با استفاده از روش هاي آماري چندمتغيره

Hydrogeochemical study of groundwater resources in Bostanabad plain using multivariate statistical methods

كاهش منابع آب سطحي در دشت بستان آباد و بهره برداري بيش از حد از منابع آب زيرزميني، باعث افت شديد سطح آب زيرزميني و درنتيجه، كاهش كيفيت آن شده است. هدف اين تحقيق، بررسي غلظت عناصر اصلي، فرعي و عناصر كمياب در منابع آب زيرزميني دشت بستان آباد با روش هاي آماري است. بنابراين، براي انجام اين بررسي، 33 نمونه براي آناليز شيميايي يون هاي اصلي و فرعي و شبه‌فلز و فلزات سنگين از چشمه و چاه هاي منطقه جمع آوري شد. پارامترهاي فيزيكوشيميايي نمونه ها با استفاده از روش هاي آماري چندمتغيره مانند تجزيه‌و‌تحليل خوشه اي، تجزيه‌و‌تحليل تشخيصي و همچنين، ضريب همبستگي پيرسون بررسي شد. با استفاده از تجزيه‌و‌تحليل خوشه اي مشخص شد كه نمونه ها در دو خوشه واقع شده‌اند؛ خوشۀ 1 متعلق به نمونه‌هاي برداشتي از شرق و شمال منطقۀ مطالعه‌شده است كه تحت تأثير سازندهاي تبخيري ميوسن منطقه هستند، در حالي كه خوشۀ 2 بيشتر متأثر از توفهاي آبرفتي كوه آتش‌فشاني سهند هستند. پارامترهاي Na، Mg، NO3، PO4 و SiO2 در 5 گام به عنوان مناسبترين پارامتر براي پيش بيني خوشه بندي تعيين شدند. افزايش شوري در افزايش تحرك و انتشار منگنز مؤثر خواهد بود. ارتباط متقابل كلسيم، آرسنيك و آهن نشان داد جذب آرسنيك به سطح هيدروكسيد آهن در حضور كلسيم افزايش مييابد. ارتباط بين آهن و منگنز به دليل حساسيت مشترك به تغيير در پتانسيل اكسايش-كاهش، ويژگي هاي ژئوشيميايي مشابه و همچنين، حضور هم‌زمان هيدروكسي- اكسيدهاي آهن و منگنز در لايۀ فوقاني خاك قوي خواهد بود.

Shortage of surface water resources and excessive exploitation of groundwater resources in Bostanabad plain has caused a sharp decline in groundwater level and thus reduced its quality. The purpose of this study is to investigate the concentrations of major, minor and trace elements in groundwater resources with statistical methods. Therefore, 33 samples were collected for chemical analysis of major and minor ions and metalloid and heavy metals from spring and wells in the region. Physicochemical parameters of the samples were investigated using cluster and discriminant analysis and Pearson correlation coefficient. Using cluster analysis it was found that the samples are located in two clusters; cluster 1 belongs to the samples collected from East and Northeast of the area and is affected by Miocene evaporitic formations of the region, while cluster 2 is mainly related to the samples which is impacted from alluvial tuffs of the Sahand volcanic Mountain. Na, Mg, NO3, PO4 and SiO2 parameters were determined in 5 steps as the most appropriate parameter to predict clustering. Increasing salinity will be effective in increasing the mobility and release of manganese. The correlation between calcium, arsenic and iron showed that the sorption of arsenic to the surface of iron hydroxide increases in the presence of calcium. The relation between iron and manganese will be strong due to the common sensitivity to changes in oxidation-reduction potential, similar geochemical properties as well as the simultaneous presence of iron and manganese (hydro) oxides in the upper layer of soil.