تحقیق بررسی كيفيت آبهاي زير زميني

دسته بندي : کتاب » شیمی
كيفيت آبهاي زير زميني
آب خالص (H2o) به طور معمول در طبيعت يافت نمي شود. حتي آب باران نيز برخلاف آنچه در گذشته تصور مي شد خالص نيست. آب طبيعي اعم از منابع سطحي يا زيرزميني به دست آمده باشد، شامل مواد جامد حل شده، گازها و مواد معلق است. كيفيت و كميت اجزاء تشكيل دهندة آب به پارامترهاي ژئولوژيكي و محيطي بستگي داشته و دائماً در اثر واكنش آب در تماس با رساناها و فعاليتهاي انساني، تغيير مي كند. آبي هم كه به عنوان آب طبيعي شناخته مي شود نيز ممكن است همواره آلوده بوده و از اين رو اصطلاح « آب طبيعي» نيز مي تواند گمراه كننده باشد. آب طبيعي اصطلاحاً به آبي گفته مي شود كه هنوز مورد استفاده قرار نگرفته و اصولاً براي نمونه گيري و آزمايش به منظور پژوهش از آن استفاده مي شود.
براي تعيين كيفيت آب قابل قبول براي مصارف كشاورزي و صنعتي يا انساني، آب در معرض برخي آزمايشها قرار مي گيرد. معمولاً اين آزمايشها شيميايي، فيزيكي، بيولوژيكي و راديولوژيكي مي باشد. نتايج اين آزمايشها براي هر نوع استفادة خالص، با استاندارد قابل قبول آن استفاده مقايسه مي شود. اين استانداردها با يكديگر فرق دارند. براي مثال كيفيت آب قابل قبول براي كشاورزي ممكن است براي آشاميدن قابل قبول نباشد. در صنعت نيز ممكن است استاندارد كيفيت آب قابل قبول با يك كاربرد خاص براي كاربردهاي ديگر متفاوت باشد.
درجه حرارت آب، يكي از مهمترين عوامل مؤثر در كيفيت آب زيرزميني است. درجه حرارت آب در مصارف مختلف صنعتي، انساني، گياهي و جانوري از اهميت خاصي برخوردار است. درجه حرارت آب زيرزميني در يك محل معمولاً در سراسر سال يكنواخت است. به همين دليل آب زيرزميني به عنوان آب مورد نياز صنعت و انسان در بسياري از موارد بر آب سطحي برتري دارد.
با مطالعه عوامل مؤثر در كيفيت آبهاي زيرزميني مي توان كيفيت آيندة آن را در مقايسه با كيفيت فعلي پيش بيني كرد. با تعيين كيفيت آبهاي زيرزميني مي توان نوع مصرف آن را تعيين نمود. دبي آبهاي زيرزميني را در يك محل مي توان با اندازه گيري كل مواد جامد حل شده ( T D S  ) در آن محل محاسبه نمود. با اندازه گيري غلظت يوني آبهاي زيرزميني و دبي نهرهاي سطحي نيز مي توان دبي آبهاي زيرزميني را به دست آورد.
مطالعه تركيبات شيميايي آب و تغييرات آنها مي توان در منبع يا منابع تغذيه مصنوعي و تعيين مسير آبهاي زيرزميني مؤثر واقع شود. همچنين با مطالعه تركيبات آب مي توان به وجود لايه هاي مرزي آبدار و شكل و ترتيب سيستمهاي جريان در اين لايه ها پي برد. تغيير كيفيت آبهاي زيرزميني مي تواند از تغيير كيفيت بارش نفوذي، اندركنش آبهاي زيرزميني با محيط، طول مسير جريان، مدت زمان، ماند آب، و نوع گونه هاي گياهان در يك محل متأثر گردد. با جذب گازهاي مختلف توسط آب نيز كيفيت آبهاي زيرزميني تغيير مي كند.
9-1- سرچشمه شوري
در آبهاي زيرزميني نمكهايي به صورت محلول وجود دارد. نوع و غلظت اين نمكها به محيط، حركت، و سرچشمة ( Source  ) آبهاي زيرزميني بستگي دارد. نمكهاي محلول در آبهاي زيرزميني در درجة اول از حل مواد قابل حل نتيجه مي شوند. در ناحيه هايي كه حجم زيادي از آب سطحي به آب زيرزميني مي پيوندد، كيفيت آبهاي نفوذ كننده تأثير زيادي بر كيفيت آب زيرزميني خواهد داشت. گازهايي كه منشاء مواد مذاب معدني ( Magmatic  ) دارند، به طور موضعي به ميزان مواد معدني و محلول در آب زيرزميني مي افزايند. آبهاي ذاتي (Canate waters  ) از آبهاي باقيمانده ( Residual waters   ) محبوس در سنگهاي رسوبي، حاصل شده و معمولاً داراي مواد معدني زيادي هستند. آب باران نيز نمكهايي را كه از جو گرفته است با خود به داخل زمين     مي برد.
آب زيرزميني ضمن عبور از خاك، مواد محلولي را كه از تجزية خاك حاصل شده با خود مي برد و به اين طريق به مقدار نمك خود مي افزايد. آب اضافي آبياري كه از طريق نفوذ، به سفرة آب زيرزميني مي رسد مقدار معتنابهي نمك به آب زيرزميني مي افزايد. مقدار نمك آبي كه از منطقة نفوذ ريشة گياهان در زمينهاي كشاورزي عبور كند  ( آب زهكشي )، چندين برابر مقدار نمك آب آبياري است. افزايش غلظت نمك در آب زهكشي به علت تعرق و تبخير گياهان (  Evapotranspiration  ) در محل مي باشد. جذب انتخابي كودها و نمكها بوسيلة گياهان ( Seiective absorption  ) نيز موجب تغيير غلظت نمك در آب نفوذ كرده مي شوند. عواملي كه باعث اضافه شدن غلظت نمك در آب نفوذ كرده به زمين مي شوند عبارتند از:
-    نفوذ پذيري خاك،
-     وضع زهكشي
-     مقدار تبخير و تعرق گياهان
-     آب و هوا.
-     در خاكها و آبهاي زيرزميني نواحي خشك كه عمل شستشوي املاح بوسيلة آب باران، به اندازة كافي صورت نمي گيرد، شوري خاك و آب زيرزميني زياد است و قدرت توليد محصول در اين قبيل زمينها كاهش مي يابد.
به علت نامحلول بودن نسبي عناصر تشكيل دهندة سنگهاي آذرين، آب زيرزميني كه از اين گونه سنگها عبور مي كند تنها مقدار كمي از مواد معدني را در خود حل مي كند. آب باراني كه به زمين نفوذ مي كند به علت داشتن گاز كربنيك جو، توانايي حلاليت بيشتري دارد. در آبهاي زيرزميني كه با سنگهاي آذرين در تماسند، مواد معدني از نوع سيليكات نسبتاً بيشتر از بقية مواد ديده مي شوند.
انحلال سنگهاي رسوبي بيشتر از سنگهاي آذرين است، اين خاصيت، به همراه فراواني سنگهاي رسوبي در پوستة زمين، موجب شده است كه قسمت اعظم مواد محلول آبهاي زيرزميني ديده مي شوند. آنيونهاي موجود در آبهاي زيرزميني عبارتند از: بيكربناتها، كربناتها و سولفاتها. در شرايط طبيعي، كلرورها و نيتراتها فقط به مقدار كم در آب زيرزميني وجود دارند. منابع كلرورها، فاضلابها و آبهاي ذاتي و آب نافذ دريا مي باشد. غلظت زياد نيتراتها دال بر وجود منابع آلوده كننده در زمين است. در مناطقي كه سنگ آهك وجود دارد، معمولاً يونهاي كلسيم و كربنات در اثر حل شدن سنگ آهك به آب زيرزميني اضافه مي شوند.
9-2- تأثير عوامل آب و هوا، موقعيت جغرافيايي و باران در كيفيت آب هاي زيرزميني
موقعيت جغرافيايي محل و وضع آب و هوا تأثير زيادي بر كيفيت آب دارد. غالباً آبهاي مناطق كوهستاني، خيلي شيرين تر يا كم نمك تر از آبهاي مناطق دشتي و كويري است. به طور كلي مي توان گفت آبهاي مناطق خشك دنيا، از آبهاي مناطق معتدل مرطوب، نمك بيشتري دارند. نامناسب بودن شرايط آب و هوايي، مانند كم بودن ميزان بارندگي، بالابودن درجه حرارت و شدت تبخير، باعث بالا رفتن غلظت املاح مي شود.
بر اثر تبخير زياد آب، نمكهاي موجود در آن به حد اشباع رسيده و سرانجام رسوب مي كنند. اين رسوب در مناطق معتدل و كوهستاني، بيشتر از نوع توفهاي آهكي و در مناطق بياباني ابتدا به صورت گچ و بعد به صورت قشري از نمك است. هر قدر ميزان رطوبت و بارندگي بيشتر باشد، به همان نسبت نيز از مقدار تبخير كاسته شده و از بد شدن كيفيت آب كاسته مي شود.
در مواردي كه رطوبتي در سطح سنگ يا خاك وجود داشته باشد، گرما باعث مي شود كه محيط مناسبي براي فعاليت ميكروارگانيسمها، يا موجودات زنده كوچك ذره بيني، به وجود آيد. در نتيجه فعاليت اين موجودات، گازكربنيك آزاد مي شود. اين گاز مهمترين عامل مؤثر در تخريب شيميايي سنگها و كانيهاي سيليسي و آهكي است.
كيفيت آب زيرزميني تحت تأثير جنبه هاي مختلفي از چرخة آب در طبيعت متأثر        مي گردد.