نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه زمین شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

چکیده

سابقه و هدف:
مسئله های محیط زیستی از دیرباز کم و بیش وجود داشته ولی در حال حاضر بدلیل رشد بی رویه جمعیت جهان و برداشت بی رویه ازمنبع های زمینی،افزایش یافته و مشکل های زیادی را بوجود آورده است. دشت میداوود در شرق استان خوزستان قرار دارد و بسیار حاصلخیز بوده و دارای منابع غنی آب می باشد. این دشت با خطرهای محیط زیستی مواجه می باشد اما بیشتر مطالعات انجام شده در این دشت، در زمینه زمین شناسی و آبشناسی بوده و مطالعات محیط زیستی انجام نشده است.
مواد و روش ها:
در این پژوهش از مطالعات دفتری، صحرایی و آزمایشگاهی برای بررسی خطرهای محیط زیستی دشت میداووداستفاده شده است. در مطالعات صحراییفروچاله های زیادی در اطراف دشت میداوود شناسایی و ابعاد آنها اندازه گیری شد. برای انجام آزمایش های لازم از سنگ های منطقه و منبع های آب، نمونه برداری انجام شد. آزمایش انحلال پذیری به روش سیرکولاسیون روی سنگ های گچی سازند گچساران صورت گرفت. با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی، نقشه هم پتانسیل یون استفاده شد.با استفاده از سیستم ICP-OES سولفات و یون کلسیم برای دشت میداوود تهیه و برای تعیین میزان عنصرهای سنگین در آب های این دشت از نتایج آنالیزاطلاعات جغرافیایی نقشه همپتانسیل عنصرهای سنگین برای دشت میداوود تهیه شد
.نتایج و بحث:
براساس مطالعات دفتری، اطراف دشت میداوود را سازند آسماری و سازند گچساران در بر گرفته و سنگ کف این دشت، سازند گچساران می باشد که ازسنگ های گچی و مارنی تشکیل شده است. همه فروچاله های شناسایی شده در منطقه، در نزدیکی سازند گچساران تشکیل شدهاند. نتایج آزمایش انحلال پذیری نشان دادکه سنگ های گچی دارای قابلیت انحلال بالایی هستند. بر اساس نقشه هم پتانسیل یون سولفات و یون کلسیم، میزان این املاح در اطراف روستاهای سرله و دوگچه بیشاز دیگر نقاط دشت است که بدلیل انحلال سنگ های گچی سازند گچساران می باشد. بر اساس مطالعات آبشناسی در طول 15 سال اخیر، سطح آب زیرزمینی دشتمیداوود حدود 5 متر افت پیدا کرده است. بالابودن قابلیت انحلال سنگهای گچی سازند گچساران در کف دشت و همچنین افت سطح آب زیرزمینی دشت سبب شد کهدر سال های اخیر فروچاله هایی بصورت ناگهانی در دشت و بویژه در حوالی روستاهای سرله و دوگچه تشکیل شوند که از نوع فروریزشی می باشند.آنالیزهای هیدروشیمیایی آبهای دشت نشان داد که حدود 81 درصد چاههای عمیق منطقه دارای آرسنیک بالاتر از حد مجاز آب شرب می باشند.از نمونه های برداشت شده حدود 31 درصد دارای مقدار آهن بالاتر از حد مجاز و حدود 44 درصد دارای منگنز بالاتر از حد مجاز هستند. همه نمونه ها دارای نیکل بالاتر از حد مجاز وانادیوم کمتر از حد مجاز آب شرب می باشند. بر اساس نقشه های هم پتانسیل، میزان فلزهای سنگین در محل روستاهای میداوود پایین (سفلی) و میداوود وسطی، بالاتر از دیگر نقاط دشت می باشد. منشاء فلزهای سنگین در دشت میداوود، مواد نفتی هستند که از سازند گچساران بصورت چشمه نفتی خارج می شوند.
نتیجه گیری:
با کنترل برداشت بیرویه از آبهای زیرزمینی توسط چاه های بهره برداری و همچنین استفاده از تغذیه مصنوعی میتوان از افت سطح آب زیرزمینی و تشکیلفروچاله های جدید در دشت جلوگیری کرد، در غیر اینصورت ممکن است فروچاله های جدید تشکیل شده و سبب خسارتهای مالی و جانی شود. غلظت بالای فلزهایسنگین در آبهای زیرزمینی می تواند برای سلامتی اهالی منطقه خطرهایی را بوجود آورد. برای حل این مشکل در صورت امکان می توان آب شرب ساکنین این دشت را از حوزه­های آبریز مجاور باکیفیت قابل قبول از نظر استاندارد­های جهانی (WHO) تأمین نمود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Environmental impacts of Gachsaran formation in Maydavood plain, East of Khuzestan province

نویسندگان [English]

  • Mohammad Mohammadian
  • Gholam Reza Lashkaripour
  • Naser Hafezi Moghadas Hafezi Moghadas
  • Mohammad Ghafoori

Department of Geology, Faculty of Science, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran

چکیده [English]

Introduction:
At present, the increase in the Earth's population has led to an increase in consumption, and an abnormal harvest of water and soil resources.MaydavoodPlain is a very fertile plain with rich water resources in the east of Khuzestan Province.In recent years, water contamination and sinkholehazards have happened in this plain.To date, very few environmental studies have been carried out on this plain. 
Material and methods:
In this study, field and laboratory studies have been used to study the environmental hazards of the Maydavood Plain. During field studies, many sinkholes around the Maydavood Plain were identified and their dimensions were measured. Samples were collectedfrom the rocks and water resources of the region. The solubility test was carried outon gypsum samplesof Gachsaran Formationusing the circulation method. By using the Geographic Information System (GIS), isopotential map of sulfate and calcium ions was prepared for the plain. The ICP-OES analysis was used to determine the amount of heavy metals in water.GISwas also used toprepare theisopotential map ofheavy metals in the Maydavood Plain.
 Results and discussion:
According to the office studies, the MaydavoodPlain is surrounded by Asmariand Gachsaran Formation and the bedrock of this plain is Gachsaran Formation that consists of gypsum and marlstones.All of thesinkholes are formed near the Gachsaran Formation. Results of the solubility test showed that gypsums had high solubility. Base on the isopotential map of sulfate and calcium ions, the amount of these ions were more concentrated around Sarelah and Dogacheh villages than other parts of the plain due to the dissolution of Gachsaran Formation gypsum. Hydrological studies showed that during the last 15 years, the groundwater level of the Maydavood Plain has decreasedabout 5 meters. In recent years, a few sudden sinkholes were formed, especially around Sarelah and Dogacheh villages due to the high solubility of Gachsaran Formation gypsum and a decrease in groundwater level. The type of these sinkholes a is cover collapse. Hydrochemical analysis of groundwater showed that 81, 31, 44, and 100 % of deep wellshad concentrations greater than permissible valuesof arsenic, iron, manganese,and nickel, respectively.Also, concentrations of vanadium in all of the deep wells were lower than the permissible value. Base on heavy metals isopotential map, the amount of heavy metals around of South MaydavoodPlain (Sufla) and MaydavoodVasati villages were higher than other parts of the plain. The source of heavy metals in the plain was the petroleum material pollution from oil spring existing. 
Conclusion:
By controlling the excessive pumping of groundwater and using artificial nourishment, it is possible to prevent the decrease of groundwater quality and the formation of new sinkholes in the plain. Otherwise, the new sinkhole may be formed and cause damage. High concentrations of heavy metals in groundwater can be hazardous for the health of people living in this region. To avoid this hazard, it is suggestedto providethe drinking water for the MaydavoodPlain’s populationfrom another area with a permissible value ofheavy metals.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sinkhole
  • Gypsum solution
  • Water level decline
  • Heavy Metals
  • Petroleum materials

Anonymous., 2007. Water Quality Products, National Drinking Water Standards 2.htm. Available online at: http://www.healthgoods.com.

Ardakani, S.S., Jamali, M. and Moanijoo, M., 2014. Assessment of the levels of some heavy metals in ground water in Razan plain. Environment Science and Technology Journal. 16, 25-38. (In Persian with English abstract).

DorraniNejad, M.S., 2009. Hydro chemical Assessment of Ground waters in Maydavood Area. M.Sc. Thesis. Shahid Chamran University, Ahvaz, Iran. (In Persian).

Ghavidel, A. and Moatar, F., 2014. Assessment of the levels of some heavy metals in Goharrod river. Environment Science and Technology Journal. 16, 25-38. (In Persian with English abstract).

Heidari, M., Khanlari, G.R., Beydokhti, A.R. and Momeni, A.A., 2011. The formation of cover collapse sinkholes in North of Hamedan, Iran. Geomorphology Journal. 132, 76-86.

Irne, O., Anderson, T., Verionis, H. and Lovely, D., 2004. Vanadium respiration Geobactermetallireducens: Novel strategy for in situ remediation of vanadium from groundwater. Applid and environmental microbiology Journal. 70, 52-64.

Karimi, H., Grayi, P. and Tavakoli, M., 2012. Mapping of collapse sinkholes in Jaber plain, Ilam province. Shahid Chamran Geology Journal. 6,53-62. (In Persian with English abstract).

Milanovich, P.T., 1981. Karst hydrogeology. Water Resources Publications, Littleton, Colorado, United States of America.Mohammadian, M., 2012. The study of the geological engineering properties of the Gachsaran Formation with emphasis on solubility and swelling in Ramhormoz Area. M.Sc. Thesis. Bu Ali SinaUniversity, Hamadan, Iran. (In Persian with English abstract).

Mohammadian, M., Ghobadi, M.H., Mohseni, H. and Karami. R., 2014.Study of geological engineering properties of Gachsaran formation in Ramhormoz Area, Khuzestan. Shahid Chamran Geology Journal. 7,1-12. (In Persian with English abstract).

Mohammadian, M., Lashkaripour, G.R., Ghafoori, M. and Ghobadi, M.H., 2015. A Study of the Gypsum Solubility of Gachsaran Formation in East of Khuzestan province and its Environmental Impacts. Environmental Sciences Journal. 13, 11-24. (In Persian with English abstract).

Papadopoulou, K., George D. and Hariklia D., 2013. Karst collapse susceptibility mapping considering peak ground acceleration in a rapidly growing area. Engineering Geology Journal. 158, 77-88.

Tony, W., Fred, B. and Martin, C., 2005. Sinkholes and Subsidence. Springer publication, New York,

United States of America.

WHO, 2004. Guidelines for drinking-water quality. Fourth edition, WHO publication, Geneva, Switzerland.

Yilmaz, I., 2001, Gypsum/anhydrite: Some

engineering problems. Bulletin of Engineering

Geology and the Environment, 59, 227-230.