بررسی فرآیندهای هیدروژئوشیمیایی و نقش سازندهای زمین شناسی در تغییرات کیفیت آب زیرزمینی دشت مشهد

دشت مشهد در شمال شرق ایران یکی از مهمترین پهنه های دارای بحران منابع آب زیرزمینی است که تحت تاثیر شرایط زمین شناسی،متنوع اقلیم خشک و نیمه خشک و برداشت های فزاینده قرار دارد. هدف این مطالعه بررسی ویژگی های هیدروژئوشیمیایی شاخص اشباع کانی ها و ارزیابی کیفیت آب زیرزمینی این دشت با استفاده از داده های ۴۳۱ نمونه آب بود. داده های کیفی شامل هدایت الکتریکی (EC)، مجموع مواد جامد محلول (TDS) و غلظت یون های اصلی کاتیونی و آنیونی بودند که با بهره گیری از نرم افزار PHREEQC شاخص اشباع کانی های کربناته، سولفاته و کلریدی محاسبه شد. نتایج نشان داد مقادیر EC و TDS در بسیاری از نمونه ها بالا بوده و شوری قابل توجهی را نشان می دهند. غلبه کاتیونی در نمونه ها به ترتیب سدیم، منیزیم، کلسیم، پتاسیم و غلبه آنیونی به صورت سولفات > کلراید > بیکربنات کربنات بود که بیانگر تاثیر تبخیر، انحلال نهشته های تبخیری و واکنش های تبادل یونی است. نمودار گیبس نشان داد فرآیند غالب کنترل کننده ترکیب شیمیایی، آب برهم کنش آب سنگ است و بخشی از نمونه ها تحت تاثیر تبخیر قرار دارند. تحلیل نمودار پایپر نیز نشان داد رخساره های اصلی شامل سدیم کلراید و سدیم منیزیم کلراید-سولفات بوده و فرآیندهایی مانند انحلال، ژیپس، هالیت و تبادل کاتیونی نقش مهمی در تعیین ترکیب یونی آب دارند. بررسی شاخص اشباع کانی ها نشان داد کانی های هالیت و انیدریت در تمامی نمونه ها در حالت عدم اشباع و در حال انحلال هستند در حالی که، کلسیت، آراگونیت و دولومیت در بسیاری از نمونه ها شرایط تعادل تا فوق اشباع داشته و مستعد رسوب گذاری می باشند. ارزیابی کیفیت آب با شاخص WQIDD نشان داد که اگرچه بخش قابل توجهی از نمونه ها در طبقه خوب قرار می گیرند اما تعداد قابل توجهی از آن ها در گروه های نامناسب، غیرقابل آشامیدن و بسیار نامناسب طبقه بندی شده اند که وضعیت کیفی نگران کننده ای را در بخش هایی از دشت نشان می دهد. به طور کلی نتایج بیانگر تاثیر ترکیبی فرآیندهای زمین شناسی، تبخیر شدید و برداشت بیش از حد بر کیفیت آبخوان دشت مشهد است و لزوم مدیریت بهینه منابع آب و پایش مستمر کیفی را برجسته می سازد.

Keywords:

هیدرژئوشیمی , کیفیت آب زیرزمینی , شاخص اشباع کانی آبخوان دشت مشهد , شاخص WQIDD , برهم کنش آب سنگ