بررسی عامل های موثر بر تغییرات خورندگی و ترسیب در طول رودخانه گرگانرود، استان گلستان

سابقه و هدف: خورندگی و رسوب گذاری آب فرآیندهای فیزیکوشیمیایی هستند که سبب کاهش مقدار جریان آب در لوله‌های انتقال آب، کاهش عمر مفید تاسیسات آبرسانی، افزایش مصرف انرژی برای انتقال آب و بروز برخی بیماری‌ها در مصرف‌کنندگان می‌گردد. پژوهش حاضر به منظور بررسی تمایل خوردگی و ترسیب در طول مسیر رودخانه گرگانرود یکی از مهمترین رودخانه‌های دشت گرگان از ارتفاعات البرز تا خلیج گرگان انجام شد.مواد و روش‌ها: در این پژوهش از نتایج آنالیز 11 پارامتر فیزیکوشیمیایی (شامل: کلسیم، منیزیم، سدیم، پتاسیم، بی‌کربنات، کلراید، سولفات، کل جامدات محلول، هدایت الکتریکی، دما و ph) رودخانه گرگانرود مربوط به چهار ایستگاه هیدرومتری (لزوره، ارازکوسه، قزاقلی و بصیرآباد) در یک دوره 10 ساله (1393-1383) استفاده شد. ابتدا تغییرات میانگین سالانه پارامترهای کیفی نمونه‌های آب در طول دوره آماری مربوط به ایستگاه‌های مورد مطالعه بررسی شد. سپس به‌ منظور بررسی هیدروشیمیایی رودخانه گرگانرود در ایستگاه‌های مورد مطالعه از دیاگرام‌های مثلثی استفاده شد. در مرحله بعد تغییرات میزان سختی آب به عنوان یک پارامتر کیفی مهم در بخش‌های صنعت، کشاورزی و شرب در طول رودخانه گرگانرود بررسی شد. برای پیش‌بینی و احتمال رسوب و یا انحلال برخی از کانی‌های کربناته (نظیر کلسیت، دولومیت) و تبخیری (نظیر انیدریت، ژیپس و هالیت) در طول مسیر حرکت رودخانه گرگانرود از سنجه‌های اشباع کانی‌های بیان شده استفاده شد. سپس روند تغییرات سنجه‌های خورندگی لانژلیه، رایزنر، پوکوریوس و لارسون اسکلد، نسبت خوردگی و همچنین پتانسیل ترسیب کربنات کلسیم آب رودخانه گرگانرود در چهار ایستگاه‌ بررسی شد. در مرحله بعد با استفاده از آزمون آماری واریانس یکطرفه به بررسی سطح معناداری سنجه‌ها در ایستگاه‌های مورد مطالعه پرداخته شد. در نهایت ارتباط بین اندیس‌های اشباع کانی‌ها با سنجه‌های خورندگی، نسبت خوردگی و همچنین پتانسیل ترسیب کربنات کلسیم بررسی شد.نتایج وبحث: براساس تجمع و الگوی پراکندگی نمونه‌ها در دیاگرام مثلثی، تیپ غالب آب در رودخانه گرگانرود در حاشیه ارتفاعات بیکربناته می‌باشد و با ورود به دشت و افزایش غلظت یون کلراید تمایل به رسیدن به بلوغ کامل یعنی تیپ کلروره سدیک دارد. نتایج حاصل از سختی در ایستگاه‌های مورد مطالعه نشان داد که در طول مسیر حرکت آب میزان این پارامتر افزایش می‌یابد. نتایج حاصل از برخی سنجه‌های اشباع مربوط به کانی‌های کربناته و تبخیری نشان داد که آب رودخانه در کل مسیر نسبت به کانی‌های کربناته بالا اشباع و نسبت به کانی‌های تبخیری تحت اشباع می‌باشد. براساس سنجه‌های رایزنر، پوکوریوس و لارسون اسکولد آب تمایل به خورندگی دارد. اگرچه از حاشیه ارتفاعات تا خلیج گرگان میزان خاصیت رسوب گذاری آب رودخانه گرگانرود افزایش می‌یابد. نتایج میزان پتاسیل ترسیب کربنات کلسیم و سنجه لانژلیه نشان داد که آب رودخانه گرگانرود در کل طول مسیر تمایل به رسوب گذاری دارد. بررسی ارتباط بین اندیس‌های اشباع با سنجه‌های خوردگی و پتانسیل ترسیب، نشان از رابطه خطی بین سنجه‌ها کیفی و اندیس‌های اشباع دارد. نتایج حاصل از آزمون آماری نشان از وجود اختلاف معنادار سنجه‌های محاسبه شده در ایستگاه‌های مورد مطالعه دارد.نتیجه‌گیری: اگرچه براساس نتایج هیدروشیمیایی، عامل اصلی کنترل کننده شیمی آب رودخانه گرگانرود واکنش آب سنگ می‌باشد اما عامل هایی همچون نفوذ آب شور خلیج گرگان در قسمت‌های انتهایی رودخانه و ورود پساب‌های تصفیه نشده به آن در کل دشت گرگان سبب تکامل سریع هیدروشیمیایی رودخانه و رسیدن به تیپ کلروره سدیک شده‌ است. افزایش میزان پارامترهای فیزیکوشیمیایی در مسیر رودخانه افزون بر افزایش میزان سختی آب، موجب کاهش میزان خورندگی و افزایش میزان رسوب گذاری آب شده ‌است. نتایج آماری نشان از ارتباط خطی واضح بین اندیس‌های اشباع و سنجه‌های خورندگی و ترسیب در آب دارد.

Investigating the factors affecting corrosion and precipitation changes along Gorganroud River, Golestan Province

Introduction: Corrosion and precipitationare physicochemical processes that reduce the amount of water flow in water transfer pipes and the effective life of water supply facilities, increase the energy consumption for water transfer, and cause some diseases among consumers. The present study was conducted to investigate the corrosion tendency and precipitationalong the Gorganroud River from highlands to the Gorgan Gulf. Material and methods: In this study, the results of the analysis of 11 physicochemical parameters (Calcium, Magnesium, Sodium, Potassium, Bicarbonate, Sulfate, Chloride, total dissolved solids, electrical conductivity, temperature, and pH) of the Gorganroud River during a period of 10 years were used (20042014).First, the annual mean changes in the qualitative parameters of water samples during the statistical period of the studied stations were investigated. Then, triangular diagrams were used to assess the Gorganroud River hydrochemical at the studied stations. Next, changes in water hardness as an important qualitative parameter in the industrial, agricultural, and drinking sectors were investigated along the Gorganroud River. Saturation indices were used to predict and the probability of precipitation or dissolution of some carbonate minerals (such as calcite, dolomite) and evaporites (such as anhydrite, gypsum, and halite) along the Gorganrood River. Then, the trend of changes in Langelier, Ryznar, Puckorius, LarsonSkold corrosion indices, corrosion ratio, and the calcium carbonate precipitation potential of Gorganroud River at four stations was investigated. Next, a oneway ANOVA test was used to investigate the significance level of indices in the studied stations. Finally, the relationship between mineral saturation indices and corrosion indices was investigated.  Results and discussion: Based on the accumulation and distribution pattern of the samples in the triangular diagram, the dominant water type in the Gorganroud River is bicarbonate on the margin of heights, and as it enters the plain and the chloride ion concentration increases, it tends to reach full maturity, the sodium chloride type. Hardness increased along the water movement path. The results of saturation indices showed that the river’s water is supersaturated with carbonate minerals and undersaturated with evaporite minerals. Based on Ryznar, Puckorius and LarsonSkold indices, Gorganroud River water tends to cause corrosion. However, the precipitation rate increased from the margin of highlands to Gorgan Gulf. The results of the calcium carbonate precipitation potential and Langelier Index indicated that Gorganroud River tends to precipitation over the study area. Investigation of the relationship between saturation indices with corrosion indices and calcium carbonate precipitation potential showed linear relationships between qualitative indices and saturation indices. The results of the statistical test showed a significant difference between the calculated indices in the studied stations.  Conclusion: Although based on the hydrochemical results the main factor controlling water chemistry of the Gorganroud River was the waterrock reaction, factors such as saline water intrusion of Gorgan Gulf in the lower part of the river and inflow of untreated effluents into the river caused rapid hydrochemical evolution of the river and reached the sodium chloride type. Increasing the number of physicochemical parameters along the river path in addition to increasing the water hardness, has reduced corrosion and increased precipitation rate. Statistical results showed a clear linear relationship between saturation indices and corrosion and sequestration indices in water.