تعیین منشأ دی‌اکسید کربن محلول در آب‌های زیرزمینی با استفاده از هیدروژئوشیمی و مدل‌سازی ایزوتوپی کربن (مطالعه موردی: آبخوان گاریز، جنوب غرب استان یزد)

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری هیدروژئولوژی، گروه زمین‌شناسی معدنی و آب، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی.

2 استاد گروه زمین‌شناسی معدنی و آب، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی.

3 استادیار گروه زمین‌شناسی معدنی و آب، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی.

doi
چکیده

غلظت زیاد دی‌اکسید کربن، در آبخوان گاریز در جنوب غرب استان یزد باعث کاهش کیفیت آب‌های زیرزمینی و ایجاد مخاطرات محیط زیستی شده است. به‌منظور بررسی ماهیت گازهای موجود در آبخوان گاریز طی دو مرحله در تیرماه و مهرماه سال 1398 از چاه‌های گستره مطالعاتی 35 نمونه آب زیرزمینی برداشت‌ شده است. سنجش آزمایشگاهی شامل غلظت یون‌های اصلی و ایزوتوپ‌ پایدار کربن (δ13CTDIC) آب‌های زیرزمینی است. برخی از ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی آب‌های زیرزمینی نیز در هنگام نمونه‌برداری اندازه‌گیری شده است. در این مطالعه مشخص ‌شده است که اکثر نمونه‌ها دارای ترکیب قلیایی‌خاکی-بیکربناته تا قلیایی‌خاکی-کلروسولفاته هستند و مقادیر غلظت بی‌کربنات نمونه‌های آب زیرزمینی به علت وجود کانی‌های کربناته در آبخوان و همچنین تعامل قابل‌توجه آبخوان با سیالات غنی از دی‌اکسید کربن افزایش‌یافته است. نفوذ آب ‌شور و اختلاط آن با آب‌های غنی از CO2 نیز روند تکامل هیدروژئوشیمیایی طبیعی آبخوان را تحت تأثیر قرار داده است. ازاین‌رو به‌منظور بررسی منشأ دی‌اکسید کربن در آبخوان مقادیر δ13  به‌عنوان تابعی از دمای نمونه‌برداری و نسبت مولی کربن برحسب تعادل ایزوتوپی محاسبه‌ شده است، و با استفاده از مدل‌سازی اختلاط گازهای محلول موردبررسی قرارگرفته است. نتایج بیانگر این است که دی‌اکسید کربن موجود در آبخوان گاریز در اثر اختلاط گازهای غیر آلی غنی‌شده نسبت به کربن 13 با منشأ عمیق همراه با انتشار دی‌اکسید کربن تهی شده نسبت به کربن 13 از منشأ آلی در تعامل با آبخوان است. با توجه به برآورد ترکیب ایزوتوپی اولیه کربن با منشأ عمیق (V-PDB ‰ 2-)، عمده سیالات عمیق در تعامل با آب‌های زیرزمینی آبخوان گاریز از گوشته و کربن‌زدایی واحد‌های کالک-سیلیکاته است.