فرایندهای هیدروژئوشیمیایی و شیمی گازهای محلول در آبخوان گاریز، جنوب غرب استان یزد

نشت گازها، به‌طور عمده دی‌اکسید کربن، با منشا طبیعی به آبخوان گاریز باعث افزایش غلظت گازهای محلول و کاهش کیفیت آب‌های زیرزمینی شده است. ازاین‌رو تامین آب در بخش‌های مختلف ازجمله کشاورزی، آشامیدنی، خانگی و صنعتی برای ساکنین این گستره با مشکلاتی همراه است. به‌منظور توصیف ویژگی‌های هیدروژئوشیمیایی آبخوان گازدار و تعیین ماهیت گازهای محلول طی دو دوره در تیرماه و مهرماه سال 1398 از آب‌های زیرزمینی نمونه‌برداری شده است. داده‌های آزمایشگاهی و صحرایی شامل غلظت آنیون‌ها و کاتیون‌های اصلی آب‌های زیرزمینی، غلظت گازهای محلول در نمونه‌های آب زیرزمینی و همچنین برخی از ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی آب‌های زیرزمینی است. بر اساس شیمی یون‌های اصلی آب زیرزمینی اکثر نمونه‌ها دارای تیپ بی‌کربناته-کلسیک (ca-hco3)، کلروره-سدیک (na-cl) و کلروره-کلسیک (ca-cl) هستند، هرچند سایر تیپ‌های اختلاطی ‌شناسایی‌شده است. مهم‌ترین فرآیندهای تاثیرگذار بر ترکیب شیمیایی آب‌های زیرزمینی آبخوان گاریز واکنش متقابل آب و سنگ، نشت سیالات غنی از co2، نفوذ آب‌های شور از طریق گسل‌ها و شکستگی‌ها و انحلال سیلیکات‌ها شناسایی‌شده است. تعامل سیالات غنی از co2 با آب‌های زیرزمینی باعث افزایش غلظت یون بی‌کربنات شده است. ترکیب گازهای محلول نیز نشان می‌دهد که co2 در اکثر نمونه‌ها فاز گازی غالب است که مقادیر آن تا 2100 برابر بیشتر از مقادیر اتمسفری است. غلظت بالای co2 محلول بیش از 730 سانتی‌متر مکعب بر لیتر بیانگر نفوذ سیالات غنی از co2 با منشا عمیق به آبخوان است. نسبت o2/n2 محلول در آبخوان پایین‌تر از آب اشباع از هوا است ازاین‌رو واکنش‌های اکسایش و کاهش مهم‌ترین عامل مصرف اکسیژن شناسایی‌شده است.

hydrogeochemical processes and dissolved gases chemistry at the gariz aquifer, southwest of yazd province

the leakage of natural gases mainly carbon dioxide into the gariz aquifer has increased the concentration of dissolved gases and decreased groundwater quality. therefore, the water supply of the residents of this region in various needs such as agriculture, drink, domestic, and industry, has faced some problems. groundwater wells have been sampled to evaluate the hydrogeochemical processes of gaseous aquifers and determine the nature of dissolved gases during two-stage in july and september of 2019. laboratory analysis includes the concentration of major anions and cations and, the dissolved gases in groundwater samples, and some physicochemical properties of water have been measured directly in the field. on the basis of the chemistry of major ions, most of the samples have classified as calcium-bicarbonate (ca-hco3), sodium-chloride (na-cl), and calcium-chloride (ca-cl) types, although other mixing types are also recognized. the most significant processes that affect the chemical composition of the groundwater of the gariz aquifer are water-rock interaction, leakage of co2-rich fluids, infiltration of saline water through faults and fractures, and silicate dissolution. bicarbonate ion has increased in the groundwater samples due to the interaction of co2-rich fluids with groundwater aquifer. the dissolved gases composition also indicates that co2 is the dominant gas phase in most samples, with up to 2100 times higher than atmospheric values. high concentrations of dissolved co2 of more than 730 cubic centimeters per liter indicate the infiltration of co2-rich fluids with deep origin into the aquifer. the ratio of dissolved o2/n2 in the aquifer is lower than air-saturated water (asw), therefore geochemical processes responsible for dissolved oxygen consumption during redox reactions.