بررسی ویژگی‌های هیدروژئوشیمیایی و شرب‌پذیری چشمه‌های شهری سنندج به عنوان منابع جایگزین در شرایط بحران آبی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه علوم زمین، دانشکده علوم پایه، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران.

2 فارغ التحصیل کارشناسی ارشد رشته زمین شیمی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران.

3 فارغ التحصیل کارشناسی ارشد، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران.

چکیده

شهر سنندج به سبب تغییرات توپوگرافی و شرایط خاص زمین­شناسی دارای چشمه­های متعددی در محدوده مسکونی خود است. در سال­های اخیر، کاهش کیفیت آب شهری، مردم ساکن شهر سنندج و مناطق منفصل شهری را وادار کرده که برای تأمین آب شرب خود به این چشمه­ها مراجعه کنند. با وجود شدیدتر شدن مراجعات در زمان پاندمی کرونا، تا کنون بررسی جامعی بر روی کیفیت آب این چشمه­ها از لحاظ فیزیکیوشیمیایی و میکروبی انجام نشده است. این مطالعه با هدف ارزیابی ویژگی­های هیدروژئوشیمیایی و کیفیت چشمه­های شهر سنندج انجام شده است. بدین‌منظور پس از شناسایی چشمه­های محدوده شهری سنندج، از 26 چشمه در اوایل پاییز 1402 نمونه‌برداری انجام شد. پارامترهای فیزیکیوشیمیایی صحرایی با دستگاه مولتی‌فانکشن، یون‌های اصلی با استفاده از تیتراسیون، فلیم‌فوتومتر و اسپکتروفوتومتر، 70 عنصر جزئی با استفاده از ICP-MS آنالیز شدند و از کشت میکروبی برای اندازه­گیری کلیفرم کل استفاده گردید. داده‌ها با روش‌های آماری، گرافیکی و تطبیق با استانداردهای کیفی تحلیل شدند. باتوجه به نتایج بدست آمده، هیچ کدام از چشمه‌ها دارای آلودگی عناصر سنگین نبودند. اگرچه برخی از چشمه‌ها از کیفیت مطلوبی برخوردارند، اما تعدادی دیگر به‌دلیل تأثیرات زمین‌شناسی و به‌ویژه فعالیت‌های انسانی، دارای کیفیت پایین و آلودگی هستند. مهم‌ترین عوامل کاهش کیفیت، شامل غلظت بالای بی‌کربنات، افزایش هدایت الکتریکی (EC) فراتر از استانداردهای شرب و همچنین آلودگی میکروبی در شماری از چشمه‌ها بوده‌اند که در برخی موارد با افزایش مقدار کلر نیز همراه بوده است. بالا بودن میزان نیترات و سولفات در چشمه‌های واقع در مناطق مسکونی تأثیرپذیری چشمه‌ها را از فاضلاب شهری تایید کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Hydrogeochemical Characteristics and Potability Assessment of Urban Springs in Sanandaj as Alternative Resources in Water Crisis Conditions

نویسندگان [English]

  • Mehdi Kord 1
  • Halaleh Rostami 2
  • Mohammad payam Mahmoodi 3
1 Assistant Professor, Department of Earth Science, Faculty of Sciences, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran.
2 MSc Graduate in Geochemistry, Department of Earth Science, Faculty of Sciences, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran.
3 MSc Graduate in Hydrogeology, Faculty of Earth Sciences, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran.
چکیده [English]

Sanandaj city, owing to its topographic variations and unique geological conditions, hosts numerous springs within its residential areas. Recent declines in urban water quality have compelled residents of Sanandaj and its suburban regions to refer to these springs for drinking water. Despite increased reliance, particularly during the COVID-19 pandemic, a comprehensive assessment of the physicochemical and microbial quality of the springs has been lacking. This study aimed to evaluate the hydrogeochemical characteristics and water quality of Sanandaj’s urban springs. Following the identification of springs within the city’s boundaries, 26 springs were sampled in early autumn 2023. Field physicochemical parameters were measured using a multi-parameter probe, major ions were analyzed via titration, flame photometry, and spectrophotometry, 70 trace elements were determined using ICP-MS, and microbial culture was employed for total coliform measurement. Data were analyzed using statistical and graphical methods and compared against the water quality standards. Results indicated no heavy metal contamination in any spring. While some springs exhibited satisfactory quality, others showed diminished quality and pollution due to geological influences and anthropogenic activities. The key factors contributing to the reduced quality included elevated bicarbonate concentrations, electrical conductivity (EC) exceeding the drinking water standards, and microbial pollution, sometimes accompanied by increased chloride levels. Elevated nitrate and sulfate levels in springs located within residential areas confirmed the impact of urban wastewater.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hydrogeochemistry
  • Microbial Pollution
  • Residential Areas
  • Sanandaj Springs
  • Water Quality
ابراهیمی­محمدی، ش.، 1396. ارزیابی ویژگی‏ های هیدروشیمیایی و کیفیت آب چشمه‏ ها و چاه‏­های محدودۀ دریاچۀ زریوار. اکوهیدرولوژی، 4(4):1060-1049.
احمدی ،م.، کمانگر، م.، 1402. تحلیل آماری و پیش بینی دمای ماهانه ایستگاه سینوپتیک سنندج با کاربرد مدل SARIMA.. مدل سازی و مدیریت آب و خاک، 3(1): 13-1.
اصغری‌ مقدم، ا.، 1389. اصول شناخت آبهای زیرزمینی،"چاپ اول"، انتشارات دانشگاه تبریز، 349 ص.
تیموری، م.، اسدی‌نیلوان، ا.، 1399. تاثیر کاربری اراضی و زمین شناسی بر کیفیت آب‌های زیرزمینی با استفاده از تکنیک‌های آماری چند متغیره و زمین آمار، مطالعه موردی: بخشی از حوضه‌ی آبریز حبله‌رود. هیدروژئومورفولوژی،7(25): 37-19.
حبیبی­نیا، ه.، کرد، م. و طاهری، ک.، 1400. تأثیر سازندهای زمین­شناسی بر کیفیت و خصوصیات ژئوشیمیایی آب­های زیرزمینی دشت شیان،کرمانشاه. هیدروژئولوژی، سال ششم، شماره 1، 114-125.
جعفری، ن.، حافظ­پرست، م. و فرهادی، ب.، 1400. ارزیابی کیفی منابع آب جهت مصارف شرب و کشاورزی(مطالعه موردی:حوضه آبریز گاماسیاب، استان کرمانشاه). مطالعات علوم محیط زیست, 6(2), 3525-3532.
شیخ الاسلامی، ع.، آرمان، م. ع. و خاکسار، ح.، 1390. مقایسه تطبیقی مواد مورد استفاده برای یخ­زدایی جاده­ها در زمستان و پیشنهاد مواد مناسب برای راه­های ایران. ششمین کنگره ملی مهندسی عمران، 6 و 7 اردیبهشت، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران.
طالبی، ب.، سجادی، ن. و شارمد، ت.، 1396. ارزیابی کیفیت آب آشامیدنی و کشاورزی در چشمه­های منطقه شمال دشت قزوین. پژوهش های علوم و فنون دریایی، 12(2): 16-1.
کلانتری، ن.، زروش، ن.، علیجانی، ف.، دانشیان، ح. و باشتی، م.، 1403. استفاده از روش­های هیدروشیمیایی و تکنیک­های آماری چند متغیره در بخش جنوبی آبخوان بهبهان استان خوزستان. هیدروژئولوژی، سال نهم، شماره 1، 40-56.
کیانی، و.، اسماعیلی، ع.، علیجانی، ف. و کیانی، س.، 1400. هیدروژئوشیمی و ایزوتوپی چشمه­های ملوسان و باروداب (شهرستان نهاوند) خروجی از آهکهای کربونیفر- پرمین (معرف قدیمیترین مخازن کارستی ناحیه سنندج- سیرجان در ایران). تحقیقات منابع آب ایران، 17(2): 82-99.
محمدی، ه.، کلانتری، ن.، علیجانی، ف. و محرابی­نژاد، ع.، 1403. فرآیندهای هیدروشیمی در آبخوان­های بهبهان، رامهرمز و زیدون استان خوزستان با استفاده از نمودارهای ترکیبی و ایزوتوپی. هیدروژئولوژی، سال نهم، شماره 2، 15-29.
مظفری، م.، تاکی، س. و آیتی، ف.، 1400. بررسی کیفیت چشمه­های حوالی صومعه­سرا (غرب شهرستان رشت) و تأثیر احتمالی واحدهای زمین­شناسی بر آنها. مطالعات علوم محیط زیست، 6(3): 4013-4022.
موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران، 1388. استاندارد 1053، آب‌آشامیدنی-ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی. تجدید نظر پنجم. 18.
Ahmadi, M., Kamangar, M., 2023. Statistical analysis and forecasting monthly temperature of Sanandaj synoptic station with the application of SARIMA model. Water and Soil Management and Modeling, 3(1), 1-13. (In Persian)
Aksever, F., 2019. Hydrogeochemical characterization and water quality assessment of springs in the Emirdağ (Afyonkarahisar) basin, Turkey. Arabian Journal of Geosciences, 12(24), 780.
Asghari-Moghaddam, A., 2010. Principles of Hydrogeology. First Edition, Tabriz University Publications, 349 p. (In Persian)
Barakat, A., Meddah, R., Afdali, M., & Touhami, F., 2018. Physicochemical and microbial assessment of spring water quality for drinking supply in Piedmont of Béni-Mellal Atlas (Morocco). Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/b/c, 104, 39-46.
Bouderbala, A., & Gharbi, B. Y., 2017. Hydrogeochemical characterization and groundwater quality assessment in the intensive agricultural zone of the Upper Cheliff plain, Algeria. Environmental Earth Sciences, 76, 1-17.
Ebrahimi Mohammadi, Sh., 2018. Assessment of hydrochemical characteristics and water quality of springs and wells in Zarivar Lake zone. Journal of Ecohydrology, 4(4), 1049-1060. (In Persian)
Fetter. C. W., 1988. Applied Hydrogeology. Mc Milian publishing Company. U.S.A. 592 p.
Ghanem, M., Ahmad, W., Keilani, Y., Sawaftah, F., Schelter, L., & Schuettrumpf, H., 2021. Spring water quality in the central West Bank, Palestine. Journal of Asian Earth Sciences: X, 5, 100052.
Habibinia, H., Kord, M., Taheri, K., 2021. Effect of geological formations on the quality and geochemical characteristics of groundwater Shiyan plain aquifer, Kermanshah. Hydrogeology, 6(1), 114-125. (In Persian)
Hounslow, A.W., 2018. Water quality data: Analysis and interpretation.
Institute of Standard and Industrial Research of Iran (ISIRI), 1997. Characteristics of Drinking Water. Standard No. 1053. The 4th and 5th editions, Commission of the standard and drink water characteristics. (In Persian)
Jafari, N., Hafezparast, M., Farhadi, B., 2021. Qualitative evaluation of water resources for drinking and agricultural uses (Case study: Gamasiab catchment, Kermanshah province). Journal of Environmental Sciences Studies, 6(2), 3525-3532. (In Persian)
Jalali, M., Jalali, M., 2016. Geochemistry and background concentration of major ions in spring waters in a high-mountain area of the Hamedan (Iran). J. Geochemical Explor., 165, 49–61.
Kalantari, N., Zarvash, N., Alijani, F., Daneshian, H., Bashti, M., 2024. Investigating the quality of groundwater resources with emphasis on the origin and determining the nitrate pollution index using hydrochemical methods and multivariate statistical techniques in the southern part of Behbahan aquifer in Khuzestan province. Hydrogeology, 9(1), 40-56. (In Persian)
Kiyani, V., Esmaili, A., Alijani, F., Kiani, S., 2021. Hydrogeochemistry and Isotopic Investigation of Barudab and Malusan springs of Nahavand area output from Carboniferous-Permian limestones (Introduce ancients’ host rocks in Sanandaj-Sirjan zone in Iran). Iran-Water Resources Research, 17(2), 82-99. (In Persian)
Malki, M., Bouchaou, L., Hirich, A., A. Brahim, Y., Choukr-Allah, R., 2017. Impact of agricultural practices on groundwater quality in intensive irrigated area of Chtouka-Massa, Morocco. Sci. Total Environ., 574, 760–770.
Mohammadi, H., Kalantari, N., Alijani, F., Mehrabinejd, A., 2024. Hydrochemical Processes in the Aquifers of Behbahan, Ramhormoz and Zeidon in Khuzestan Province Using Combined and Isotopic Diagrams. Hydrogeology, 9(2), 15-29. (In Persian)
Mozafari, M., Taki, S., Ayati, F., 2021. Investigating the quality of springs near Soomehsara (west of Rasht city) and the possible impact of geological units on them. Journal of Environmental Sciences Studies, 6(3), 4013-4022. (In Persian)
Mazor, E., 1991. Applied chemical and isotopic groundwater hydrology. Appl. Chem. Isot. Groundw. Hydrol.
Mishra, A. K., & Singh, V. P., 2010. A review of drought concepts. Journal of hydrology, 391(1-2), 202-216.
Niu, B., Wang, H., Loáiciga, H.A., Hong, S., Shao, W., 2017. Temporal variations of groundwater quality in the Western Jianghan Plain, China. Sci. Total Environ., 578, 542–550.
Sheikh Eslami, A., Arman, M. A., Khaksar, H., 2011. A Comparative Study of Materials Used for Road De-icing in Winter and Proposed Suitable Materials for Iranian Roads. The Sixth National Civil Engineering Congress, May 6-7, Saman University, Semnan, Iran. (In Persian)
Talebi, B., Sajjadi, N., Sharmad, T., 2017. Evaluation of Drinking and Agricultural Water Quality in the North of Qazvin Plain's Springs. Journal of Marine Science and Technology Research, 12(2), 1-16. (In Persian)
Tallaksen, L.M., van Lanen, H.A.J., 2023. Hydrological Drought: Processes and Estimation Methods for Streamflow and Groundwater, Second Edition. 684 p.
Taloor, A. K., Pir, R. A., Adimalla, N., Ali, S., Manhas, D. S., Roy, S., & Singh, A. K., 2020. Spring water quality and discharge assessment in the Basantar watershed of Jammu Himalaya using geographic information system (GIS) and water quality Index (WQI). Groundwater for Sustainable Development, 10, 100364.
Teimouri, M., 2021. Assessing the impact of land use and geology on groundwater quality using multivariate statistical models and geostatistical analyses (Case Study: Part of the Hable-Rood River Basin). Hydrogeomorphology, 7(25), 19-37. (In Persian)
White, W.B., 2010. Springwater geochemistry. In: Groundwater Hydrology of Springs.
Wilcox, L.V., Durum, W.H., 1967. Quality of irrigation water. Irrig. Agric. lands, 11, 104–122.