تعیین سن منابع آب زیرزمینی دشت کاشان با استفاده از رادیوایزوتوپ‏ های 3H و 14C

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموختۀ دکتری علوم و مهندسی آبخیزداری، دانشکدۀ منابع طبیعی و علوم زمین دانشگاه کاشان

2 دانشیار دانشکدۀ منابع طبیعی و علوم زمین دانشگاه کاشان

3 دانشیار دانشکدۀ علوم و فنون نوین دانشگاه تهران

4 استادیار دانشکدۀ علوم زمین دانشگاه صنعتی شاهرود

چکیده

رادیوایزوتوپ‏ها به عنوان یک دستاورد جدید در علوم محیطی، توسعۀ چشمگیری در زمینۀ مدیریت منابع آب به‌ویژه در سن‏سنجی، مدیریت تغذیۀ آبخوان و تفکیک نقش آلاینده‏ها در منابع آب پیدا کرده‏اند. با توجه به وضعیت بحرانی کمی و کیفی منابع آب زیرزمینی در دشت کاشان، داشتن داده‏های دقیق ایزوتوپی از منابع آب می‏تواند در مدیریت درست منابع آب تأثیرگذار باشد. در ‌مقالۀ حاضر ضمن بررسی چگونگی نمونه‌برداری از منابع آب‏ زیرزمینی و چگونگی آماده‌سازی و آنالیز نمونه‏ها برای اندازه‏گیری ایزوتوپ‏های رادیواکتیو 3H و 14C، سن منابع آب زیرزمینی دشت کاشان بررسی شده است. برای این منظور، 11 نمونه آب زیرزمینی برای آنالیز تریتیوم به روش غنی‏سازی و 3 نمونه به منظور آنالیز کربن-14 ‌بررسی شد. نتایج نشان داد مقدار تریتیوم در منابع آب زیرزمینی دشت کاشان کمتر از TU 08/0 است که ‌قدیمی بودن سن منابع آب بررسی‌شده را نشان می‌دهد‌. همچنین، نتایج سن‌سنجی با استفاده از کربن-14 نشان می‏دهد سن منابع آب زیرزمینی در دشت کاشان بین 10‌ تا 21‌ هزار سال متغیر است. نتایج نشان داد با حرکت به شمال شرق آبخوان (خروجی آبخوان)، سن منابع آب کاهش می‏یابد که بیان‌کنندۀ اختلاط آب‏های قدیمی در کف آبخوان با آب‏های شیرین بالایی با سن کمتر است. به طور کلی، با حرکت از جنوب غرب و غرب آبخوان به شمال شرق آبخوان، سن آب‏های زیرزمینی کاهش می‏یابد.

کلیدواژه‌ها


[1]. Clark ID, Fritz P. Environmental Isotopes in Hydrogeology. 1st ed. CRC Press, 1997.
[2]. Clark ID, Fritz P. Age Dating Young Groundwater Tritium. 2006.
[3]. Clark ID. Groundwater Geochemistry and Isotopes. 1st ed. Taylor & Francis Group, 2015.
[4]. Mirzavand M. Determine the Origin and Mechanism of Groundwater Salination in Kashan Plain using Isotopic and Hydro-geochemical Methods, Ph.D. Thesis. University of Kashan, 2018. [Persian]
[5]. El Samad O, Baydoun R, Aoun M, Slim K. “Investigation of seawater intrusion using stable and radioisotopes at coastal area south of Beirut, the Capital of Lebanon,” Environ. Earth Sci. 2017; 76 (4): 1–6.
[6]. Bouchaou L. Michelot JL, Qurtobi M, Zine N, Gaye CB, Aggarwal PK, Marah H, Zerouali A, Taleb H, Vengoshg A. “Origin and residence time of groundwater in the Tadla basin (Morocco) using multiple isotopic and geochemical tools,” Journal of hydrology. 2009; 379 (3–4): 323–338.
[7]. IAEA. Isotope methods for dating old groundwater. 2013. International Atomic Energy Agency. 2013.
[8]. Stewart MK. A 40-year record of carbon-14 and tritium in the Christchurch groundwater system, New Zealand: Dating of young samples with carbon-14. Journal of Hydrology. 2012; 430–431; 50–68.
[9]. Mirzavand M, Ghazavi R. A Stochastic Modelling Technique for Groundwater Level Forecasting in an Arid Environment Using Time Series Methods. Water Resources Management. 2015; 29 ( 4): 1315–1328.
[10]. Marchetti A, Gu F, Robl R, Straume T. Determination of total iodine and sample preparation for AMS measurement of 129I in environmental matrices. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 1997; 123: 352–355.
[11]. James AL, Roulet NT. Investigating the applicability of end-member mixing analysis (EMMA) across scale: A study of eight small, nested catchments in a temperate forested watershed. Water Resources Research.2006; 42 (8): 1–17.
[12]. Liu TK. Estimating flow and recharge rates of groundwater in western Taiwan using radiocarbon and tritium. Radiocarbon. 1995; 37 (2): 531–542.
[13]. Bouchaou L, Michelot JL, Vengosh A, Hsissou Y, Qurtobi M, Gaye CB, Bullen TD, Zuppi GM. Application of multiple isotopic and geochemical tracers for investigation of recharge, salinization, and residence time of water in the Souss-Massa aquifer, southwest of Morocco,” Journal of Hydrology. 2008; 352 (3–4): 267–287.
[14]. Vengosh A, Gill J, Davisson M. L, Hudson GB. A multi-isotope (B, Sr, O, H, and C) and age dating (3H – 3He and C) study of groundwater from Salinas Valley, California: Hydrochemistry, dynamics, and contamination processes. Water Resources Research. 2002; 38 (1). 1-17.
[15]. Bhandary H, Al-Senafy M, Marzouk F. Usage of Carbon Isotopes in Characterizing Groundwater Age, Flow Direction, Flow Velocity and Recharge Area. Procedia Environ. Sci. 2015; 25: 28–35.
[16]. Lai Y, Song S, Lo C, Lin T, Chu M, Chung S. Age, geochemical and isotopic variations in volcanic rocks from the Coastal Range of Taiwan: Implications for magma generation in the Northern Luzon Arc. Lithos. 2017; (272–273): 92–115.
دوره 6، شماره 4
دی 1398
صفحه 1099-1108
  • تاریخ دریافت: 01 مهر 1398
  • تاریخ بازنگری: 24 آذر 1398
  • تاریخ پذیرش: 24 آذر 1398
  • تاریخ اولین انتشار: 01 دی 1398
  • تاریخ انتشار: 01 دی 1398