Evaluation of As, Zn, Cr and Mn concentrations in groundwater resources of Razan plain and preparation of zoning map using GIS

Subject Areas : environmental management

Soheil Sobhanardakani ¹ , Maryam Jamali ² , Mohammad Maànijou ³

1 - Department of the Environment, Faculty of Basic Sciences, Hamedan Branch, Islamic Azad University, Hamedan, Iran
2 - Department of Geology, Faculty of Science, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran
3 - Department of Geology, Faculty of Science, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran

Received: 2013-12-23 Accepted : 2014-05-25 Published : 2014-07-23

Keywords: Heavy Metals, Groundwater Resources, Zoning Map, Razan Plain,

Abstract :

Iran is located in the dry and semi dry zone of the world and almost 90% of its drinking waterrequirement is supplied from groundwater resources. Considering the increase of pollution and declineof groundwater resources quality due to agricultural and industrial activities and urban development,this study was conducted to evaluate As, Zn, Cr and Mn concentrations in groundwater resources ofRazan plain and to prepare the zoning map during spring and summer in 2012. For this purpose,samples were randomly collected from 20 wells across the plain, and pH and temperature parameterswere measured in situ. Concentration of heavy metals in groundwater samples was cited by AtomicEmission device after laboratory preparations. The results showed that the mean concentrations of As,Zn, Cr and Mn in the samples were respectively 5.86±0.69, 30.28±3.42, 0.044±0.005, and 3.69±0.40ppb in spring and respectively 6.83±0.68, 34.50±3.11, 0.046±0.006 and 4.50±0.51 ppb in summer.Moreover, comparison of heavy metals mean concentrations with WHO permissible limits showedthat they were lower than standard levels. The results from comparison of variations in heavy metalsmean concentration in two seasons revealed the lack of meaningful difference (p<0.05). Thedetermined correlation between pH, water temperature and heavy metals mean concentrationaccumulated in the samples indicated no correlation between parameters and heavy metalsaccumulated concentration.Although the groundwater resources in Razan plain are not currently over polluted with heavy metals,long-term and excessive use of agricultural inputs as well as construction of polluting industries canthreaten the groundwater resources of this area in addition to bearing some irretrievable consequences.

References:

1. Alloway, B.J. (1990). Heavy metals in soils. Lead, Blackie and Son Ltd., Glasgow and London, 339 p.

1. ابراهیم پور، ص، محمدزاده، ح، ناصری، ن، .(1389). "آلودگی آرسنیک در آب های زیرزمینی و اثرات آن بر سلامتی انسان"، نخستین کنفرانس ملی پژوهش های کاربردی منابع آب ایران، کرمانشاه-ایران.


2. اکبرپور، افشین، نصری، فریبرز (1386). فلزات سنگین و محیط­زیست. پایان نامه کارشناسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد سنندج، 176 صفحه.


3. قاسم رجایی، علیرضا پورخباز، سمانه حصاری مطلق، (1391). "ارزیابی ریسک سلامت فلزات سنگین منابع آب زیرزمینی دشت علی آباد کتول"، مجله دانشگاه علوم پزشکی خراسان شمالی، شماره 4، صفحات 162-155.


4. رضا حسن زاده، محمد علی حمزه، احمد عباس نژاد، (1389). "ارزیابی آلودگی آب های زیرزمینی محدودة شهر کرمان"، مجله محیط شناسی، دوره 36، شمارة ۵۶ ، صفحات 110-101.


5. مهدی کرباسی، الهام کرباسی، علی صارمی، حسین قربانی زاده خرازی، (1389). "بررسی میزان غلظت عناصر سنگین در منابع    تامین کننده آب شرب شهرستان الشتر در سال 1388"، فصلنامه علمی پژوهشی دانشگاه علوم پزشکی لرستان، دوره 12، شماره 1، صفحات 65-70.


6. سازمان آب منطقه ای استان همدان، 1390. اطلاعات منابع آب شهرستان رزن، 10 صفحه.


7. مژگان دهقانی، احمد عباس نژاد، (1389)." آلودگی سفرة آب زیرزمینی دشت انار به نیترات، سرب، آرسنیک و کادمیوم"، محیط شناسی، دوره 36، شمارة ۵۶ ، صفحات 87-100.


8. حسنی پاک، علی اصغر، (1387). اصول اکتشافات ژئوشیمیایی، انتشارات دانشگاه تهران،  صفحات 144 تا 149.


9. شرفی، ه، یعقوب پور، ع.م، غفوری، م.ر، (1390)."بررسی آلودگی زیست­محیطی فلزات سنگین سمی در آب­های زیرزمینی دشت زنجان"، پانزدهمین همایش انجمن زمین­شناسی ایران، دانشگاه تربیت معلم تهران-ایران.


10. الهه موسوی، لقمان خداکرمی، علیرضا سفیانیان، نورالله میرغفاری، (1390). "بررسی توزیع مکانی برخی فلزات سنگین در خاک های استان همدان"، مجله پژوهش های خاک (علوم خاک و آب)، جلد 25، شماره4، صفحات324-336.

4. خواجه پور، س، حسن زاده، ر، عباس نژاد، ا، (1387). "مطالعه میزان آلودگی آب های زیرزمینی جنوب دشت رفسنجان به فلزات سنگین کروم و نیکل"، دومین همایش تخصصی مهندسی محیط زیست،دانشگاه تهران-ایران.


5. عفت فرخی، سید علی اصغرمشتاقی، محسن آنی، کیهان  قطره سامانی، (1382). "بررسی اثر منگنز بر غلظت لیپوپروتئین های پلاسما و کبد و فعالیت لیپوپروتئین لیپاز در رات"، دانشگاه علوم پزشکی شهرکرد، دوره 5، شماره ٢، صفحات 41-35.

7. پیری، ح، (1390). "اندازه گیری غلظت عناصر سنگین در منابع آب شرب شهر زابل و مقایسه آن با استانداردهای ملی و بین المللی"، یازدهمین سمینار سراسری آبیاری و کاهش تبخیر، دانشگاه شهید باهنر کرمان-ایران.

10. 10. Sanders, A.P., Messier, K. P., Shehee, M., Rudo, K., Serre, M.L., Fry, R.C., (2012). “Arsenic in North Carolina (Public Health Implications)”, Environment International, (38): 10-16


11. 11. Assubaie, F.N., (2011). “Assessment of the levels of some heavy metals in water in Alahsa Oasis farms (Saudi Arabia), with analysis by atomic absorption spectrophotometry”, Arabian Journal of Chemistry.


12. 12. Homonick, S.C., MacDonald, A.M., Heal, K.V., Dochartaigh, B.E.O., Ngwenya, B.T., (2010). “Manganese concentrations in Scottish groundwater”, Science of the Total Environment, (408): 2467-2473.

14. سازمان مدیریت و برنامه­ریزی جمهوری اسلامی ایران، 1383. دستور العمل نمونه­برداری آب، نشریه شماره 274، 16 صفحه.


15. رهنما، ص، خالدیان، م.ر، شاهنظری، ع، فرقانی، ا، رضایی، م، (١٣٩0). "پهنه­بندی آلودگی فلزات سنگین آب های زیرزمینی گیلان مرکزی"، کنفرانس ملی پژوهش های کاربردی منابع آب ایران، زنجان-ایران.


16. لیما طیبی، سهیل سبحان اردکانی، (1391). "سنجش پارامترهای کیفی آب رودخانه گاماسیاب و عوامل مؤثر بر آن، علوم و تکنولوژی محیط زیست"، دوره 14، شماره 2، صفحات 49-37.  

18. کاشفی قاسم آبادی، ع. ر، دهقانی، م،  فهیمی، ف. غ. ر، (1390). "اندازه گیری میزان فلزات سنگین در آب های زیرزمینی منطقه چادر ملو و ارائه برنامه مدیریت زیست محیطی"، پنجمین همایش تخصصی مهندسی محیط زیست، دانشگاه تهران-ایران. 


19. 19. Guler, C., Ali Kurt, M., Alpaslan, M., Akbulut, C., (2012). “Assessment of the impact of anthropogenic activities on the groundwater hydrology and chemistry in Tarsus coastal plain (Mersin, SE Turkey) using fuzzy clustering”, multivariate statistics and GIS techniques, (24): 435-451.


20. سالک، س، آتشی، ح، اکبری اسپیلی، ف، (1385). "تعیین غلظت آرسنیک، آنتیموان و کادمیوم در آب های زیرزمینی شهر زاهدان و تعیین کانون ها و علل آلودگی"، یازدهمین کنگره ملی مهندسی شیمی ایران، دانشگاه تربیت مدرس تهران-ایران.