بررسی غلظت فلزات سنگین در آب های زیرزمینی به روش زمین آماری (مطالعه موردی معدن سنگ آهن گل گهر)

شبیه‌سازی در جریان آبهای زیرزمینی مصارف کشاورزی و دسترسی به آبهای زیرزمینی با کیفیت بالا از اهمیت بسزایی برخوردار است. در بسیاری از کشورهای خشک جهان و به خصوص ایران، اصلی ترین منبع تامین آب، ذخایر آب زیرزمینی است. این پژوهش، با بهره گیری از تحلیل‌های زمین‌آمار، به بررسی اثرات زیست ‌محیطی عناصر سنگین معدن سنگ‌آهن گل گلهر سیرجان، پرداخته است. بدین منظور عناصر فلزات سنگین (آهن، مس، کروم، کادمیم، آنتیموان، آرسنیک)، از 115 نمونه آب زیرزمینی نمونه‌برداری شدند. سپس با رسم نمودار هیستوگرام به بررسی آمار مقدماتی و اطلاعات اکتشافی – مکانی حاصل از داده‌های منطقه مورد مطالعه پرداخته ‌شد. نیم تغییر نمای تجربی هریک از پارامترها با استفاده از نرم‌افزار isatis محاسبه‌شد و با مدل‌های گاوسین، کروی، خطی و نمایی، برازش داده شد. بعد از انجام واریوگرفی، شبیه‌سازی گاوسی متوالی در مدل بلوکی تهیه ‌شده در منطقه مورد مطالعه در 100 مرتبه انجام‌ و نقشه حاصل از شبیه‌سازی گاوسی هر یک از متغیرهای مذکور تهیه شد. علاوه بر بررسی پیوستگی مکانی متغیرها، نقشه احتمال و عدم قطعیت، طبق استاندارد آب آشامیدنی epa تهیه و نقاطی که در آن غلظت فلزات سنگین در حد مجاز آب آشامیدنی و یا بیشتر از حد آستانه مجاز بود، مشخص شد. نتایج صحت سنجی درانتها با نتایج حاصل از شبیه سازی و مقادیراصلی مقایسه شد. نتایج مطالعات نشان داد که بیشترین خطر آلودگی فلزات سنگین آهن، مس، آرسنیک و کروم، طبق استاندارد آب آشامیدنی epa، مربوط به مناطق معدنی سنگ‌آهن گل گهر، و چاه‌ دراز، در کفه‌نمک خیرآباد و منطقه قطاربنه است. همچنین نتایج بررسی‌ها بر روی عنصرآنتیموان نشان داد، بخش عمده‌ای از منابع آب زیرزمینی منطقه مورد مطالعه آلوده، به این عنصر است و براساس حد مجاز epa قابل شرب نیستند. آبهای زیرزمینی در نقاط kh1،kh2، kh3 و chd20 بیشترین غلظت کادمیم را داشتند که نقشه های احتمال هریک ازعناصر تهیه شد.

Investigation of heavy metal concentrations in groundwater by geostatistical method (Case study of Gol Gohar iron ore mine)

Simulation in groundwater flow is important for agricultural use and access to high quality groundwater.In many arid countries of the world, especially Iran, the main source of water supply is groundwater reserves.This study, using geostatistical analyzes, has investigated the environmental effects of heavy elements of Gol Gohar Goljan iron ore mine in Sirjan.For this purpose, heavy metal elements (iron, copper, chromium, cadmium, antimony, arsenic) were sampled from 115 groundwater samples.Then, by drawing a histogram, preliminary statistics and exploratoryspatial information obtained from the data of the study area were examined.The experimental halfchange of each parameter was calculated using isatis software and fitted with Gaussian, spherical, linear and exponential models.After variography, Gaussian simulation in a block model prepared in the study area was performed 100 times and the map obtained from Gaussian simulation of each of the mentioned variables was prepared. In addition to examining the spatial coherence of the variables, the probability and uncertainty map was prepared according to the EPA drinking water standard and the points where the concentration of heavy metals was within the allowable drinking water limit or above the threshold were determined. The validation results were finally compared with the simulation results and the original values. The results of the studies showed that the highest risk of contamination of heavy metals iron, copper, arsenic and chromium, according to the EPA drinking water standard, is related to Gol Gohar iron ore mineral areas and long wells in Kefahnamak, Khairabad and Qatarbaneh area. Also, the results of studies on the element antimony showed that most of the groundwater resources in the study area are contaminated with this element and are not drinkable according to the EPA limit. Groundwater at points KH1, KH2, KH3 and CHD20 had the highest concentration of cadmium, and probability maps of each element were prepared.