تعهد نامه
مجله پژوهش در بهداشت محیط

مجله پژوهش در بهداشت محیط

بررسی ارتباط بین غلظت فلوراید در آبهای ‌زیرزمینی و پراکندگی مکانی تشکیلات لسی در دشت گرگان

نوع مقاله : مقالات پژوهشی

نویسندگان
مجتبی قره محمودلو 1
مصطفی رقیمی 2
مریم رمضانی مجاوری 3
1 استادیار گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه گنبدکاووس، ایران
2 استاد دانشکده علوم پایه دانشگاه گلستان، گرگان، ایران
3 کارشناس ارشد مدیریت درمان تامین اجتماعی استان گلستان، ایران
10.22038/jreh.2023.68388.1556
چکیده
زمینه و هدف: فلوراید، یکی از یون‌های مهم در آب شرب است که در غلظت‌های کم و یا زیاد باعث بروز برخی مشکلات در رابطه با سلامت انسان نظیر پوسیدگی دندان، فلوئوروسیس دندانی و یا فلوئوروسیس اسکلتی می‌شود. پژوهش حاضر با هدف بررسی غلظت فلوراید و همچنین عوامل مؤثر در پراکندگی میزان فلوراید در منابع تأمین آب شرب استان گلستان انجام ‌شد.
مواد و روش‌ها: در این مطالعه با توجه به نحوه پراکندگی نهشته‌های لسی، استان گلستان به چهار منطقه تقسیم‌بندی شد. در مرحله بعد نمونه‌های مربوط به آب زیرزمینی از این مناطق جمع‌آوری و پارامترهای شیمیایی نظیر TDS، HCO3-، Cl-، SO42-، NO3-، NO2-، F-، PO42-، Ca2+، Mg2+، Na+، K+ وFe2+ آنالیز شدند. پس از بررسی‌های هیدروژئوشیمیایی و آماری، ارتباط بین فلوراید با نهشته‌های لسی و برخی پارامترهای شیمیایی بررسی‌ شد.
یافته‌ها: نتایج مربوط به مناطق چهارگانه نشان داد، میزان فلوراید ارتباط مستقیم با گسترش نهشته‌های لسی دارد؛ به‌طوری‌که در منطقه 1 شامل شهرهای مراوه‌تپه، کلاله و گنبد با بیشترین پراکندگی نهشته‌های لسی، میزان فلوراید بیش از مناطق دیگر بود. یون فلوئور با برخی یون‌ها نظیر کلسیم، بی‌کربنات، آهن، سدیم و فسفات همبستگی بالایی داشت. همچنین همبستگی بالایی بین هدایت الکتریکی به‌عنوان پارامتر شوری و غلظت فلوراید در آب زیرزمینی و دیگر منابع آبی در استان وجود داشت؛ به‌طوری‌که با افزایش شوری، میزان فلوراید در منابع آبی استان افزایش چشم‌گیری داشت. بر اساس نمودار گیبس، واکنش آب- سنگ‌، عامل اصلی کنترل کننده شیمی آب زیرزمینی و در نتیجه، محتمل‌ترین عامل برای ورود فلوراید به آب زیرزمینی در محدوده مورد مطالعه می‌باشد.
نتیجه‌گیری: سیمان شیمیایی لس‌ها به‌همراه برخی کانی‌های رسی، منشأ اصلی فلوراید در منابع آب زیرزمینی در منطقه 1 با بیشترین پراکندگی نهشته‌های لسی است. آب شور لایه‌های تحتانی و نفوذ آنها به سفره‌های آب شیرین منطقه را می‌توان به‌عنوان منشأ دوم فلوراید در دشت گرگان به‌حساب آورد.
کلیدواژه‌ها
آب آشامیدنی
فلوراید
نهشته‌های لسی
هیدروشیمی
شوری

عنوان مقاله English

Investigating the relationship between the fluoride concentration in groundwater and spatial distribution of loess deposits in the Gorgan Plain

نویسندگان English

Mojtaba G.Mahmoodlu 1
Mostafa Raghimi 2
Maryam Ramezani Mojaveri 3
1 Asisitant Professor of Range and Watershed Management, Department of Agriculture and Natural Resources,University of Gonbad Kavoos, Iran
2 Professor at Faculty of Basic Sciences, Golestan University, Gorgan, Iran
3 Expert in Therapy Management of Social Security, Golestan Province, Iran
چکیده English

Background and purpose: Fluoride is one of the important ions in drinking water, which in low or high concentrations causes some problems related to human health, such as tooth decay, dental fluorosis, or skeletal fluorosis. Present study was carried out to investigate the fluoride concentration as well as the effective factors in the fluoride distribution in drinking water supply sources of Golestan province.
Materials and Methods: For this purpose, Golestan province was divided into four regions according to the distribution of loess. Next, groundwater samples from these areas were collected and chemical parameters of TDS, HCO3-, Cl-, SO42-, NO3-, NO2-, F-, PO42-, Ca2+, Mg2+, Na+, K+ and Fe2+analyzed. After hydrogeochemical and statistical assessment, the relationship between fluoride and loess deposits and some physicochemical parameters were investigated.
Results: Results of four regions showed that the fluoride amount is directly related to the loess deposits spread, so that in region 1 including Maraveh Tappeh, Kalaleh, and Gonbad there is the most spread of loess deposits, the fluoride amount is more than other areas. Results revealed that high correlation of fluoride with some ions such as calcium, bicarbonate, iron, sodium, and phosphate. Also, there is a high correlation between electrical conductivity as a salinity parameter and fluoride concentration in groundwater. So, an increase in salinity, the fluoride amount in the province's water resources has increased significantly. Water-rock reaction is the main factor controlling the groundwater chemistry and as a result, most possible factor for the fluoride leaching into groundwater.
Conclusion: Chemical cement of loess along with some clay minerals is the main source of fluoride in groundwater sources in region 1 with the most spread of loess deposits. Saline water of the lower layers and their intrusion into the fresh water aquifer can be considered as the fluoride second source in Gorgan Plain.

کلیدواژه‌ها English

Drinking water
Fluoride
Loess deposits
Hydrochemistry
Salinity
  1. Aghniaei F, Zarei M, Asadi S. Investigation of the origin of fluoride in groundwater resources in southern Iran, Larestan, Sahara-i-Bagh. Advanced Applied Geology 2017; 7(2): 38-48 https://dx.doi.org/10.22055/aag.2017.13228 .(In Persian)
  2. WHO (World Health Organization).“World Water Day 2001: Oral Health.” Geneva: WHO. 2001. https://web.archive.org/web/20081007142428/https://www.who.int/water_sanitation_health/en/oralhealth.htm.
  3. Aggeborn L, Öhman, M. The effects of fluoride in drinking water. Journal of Political Economy 2021; 129(2):465-491.
  4. Valdez-Alegría CJ, Fuentes-Rivas RM, García-Rivas JL, Fonseca-Montes de Oca RMG, García-Gaitán B. Presence and distribution of fluoride ions in groundwater for human in a semiconfined­volcanic­aquifer. Resources­2019; 8(2):116.
  5. Arnesen AKM, Krogstad T. Sorption and desorption of fluoride in soil polluted from the aluminium smelter at Ardal in western Norway. Water, Air, & Soil Pollution 1998; 103: 357-373.
  6. Brindha K, Elango L. Fluoride in groundwater: causes, implications and mitigation measures. Fluoride properties, applications and environmental management, Nova. 1st ed, 2011; pp:111-136.

7.Chavoshi E, Afyuni M, Hajabbasi M A. Fluoride uptake by Spinach and Alfalfa in a calcareous soil,­Journal of Water and Soil­Science-2015;19(72):­139-148. (In Persian). http://dx.doi.org/10.18869/acadpub.jstnar.19.72.13.

  1. Kabata A. Trace Elements in Soils and Plants, 3rd ed, CRC Press., New York. 2000. doi: 10.1007/978-94-011-7336-0_12
  2. De la Cruz Cardoso D. Chaires IC. Mejía MA. Sandoval AC. Bolaños PP. Analysis of the concentration of fluoride in bottled water in different Mexican states. Revista de la Asociación Dental Mexicana. 2013;70(2): 81-90.

10- Mohseni Sajadi M. Afyuni M. Khademi H. Mohseni Movahed SA. Ayubi Sh. Spatial variability of fluoride in groundwater and soils in some. Areas of Arak Plain, The Journal of Water and Soil 2011; 25(5): 1033-104. https://dx.doi.org/10.22067/jsw.v0i--.11215.

  1. Nick Ghojogh, Y. Report on the investigation of the Golestan province aquifers, Golestan Regional Water Co. 2016. (In Persian)
  2. Golestan Regional Water Co. The comprehensive project for drinking water supply of the Golestan province cities, 3rd ed, Groundwater report. 2009; 2050-688650. )in Persian(

13-Ravikumar P, Somashekar RK. Principal component analysis and hydrochemical facies characterization to evaluate groundwater quality in Varahi river basin, Karnataka state, India. Applied Water Science 2017; 7: 745-755. DOI 10.1007/s13201-015-0287-x.

  1. BIS. Drinking water specifications (revised 2003). Bureau of Indian Standards.2003; IS:10500.
  2. Mahmoodlu MG, Jandaghi N, Sayadi M. Hydrochemical evaluation and qualitative death assessment of Gorganrud River. Iranian Geological Quarterly2020;55(14):129-145. https://dorl.net/dor/20.1001.1.17357128.1399.14.55. 1.2. (In Persian)

16- Todd D, Mays L. Ground water hydrology. Wiley, USA. ISBN-13:978-0471059370. 2005; pp: 652.

17- Gibbs RJ. Mechanisms controlling world water chemistry, Journal of Science 1970; 17, 1088-1090. https://doi. org/10.1126/science.170.3962.1088

  1. Hounslow A. Water Quality Data: Analysis and Interpretation. CRC press; 1995; pp: 416
  2. Kim Y, Lee K, Koh DC, Lee DH, Lee S, Park W, et al. Hydrogeochemical and isotopic evidence of groundwater salinization in a coastal aquifer: a case study in Jeju volcanic island, Korea. JournalofHydrology2003;270:282-294.
  3. Mazor E. Applied chemical and isotopic groundwater hydrology. John Wiley & Sons, New York; 1991; 470.
  4. Liu RP, Zhu H, Liu F, Dong Y, El-Wardany, RM. Current situation and human health risk assessment of fluoride enrichment in groundwater in the Loess Plateau: A case study of Dali County,­Shaanxi­Province,China. ChinaGeology2021; 4(3):487-497. https://doi.org/10.31035/cg2021051
  5. Ghezelsofloo E, Raghimi M, Mahmoodlu MG, Rahimi-Chakdel A, Khademi SMS. Saltwater intrusion in drinking water wells of Kordkuy, Iran: an integrated quantitative and graphical study. Environmental Earth Sciences 2021; 80(16):1-15.
  6. Pakdel M. Extraction Effect of Deep and Semi-Deep Wells on Water Table Decline and Groundwater Qaulity in Gorgan Plain [Master Thesis]. Iran. Gonbad Kavus University. 2021.(Persian)
  7. Chen J, Huang Q, Lin Y, Fang Y, Qian H, Liu R, Ma H. Hydrogeochemical characteristics and quality assessment of groundwater in an irrigated region, Northwest China. Water 2019;11(1): 96. http://dx.doi. org/10.3390/w11010096
  8. Chen J, Qian H, Wu H, Gao, Y, Li X. Assessment of arsenic and fluoride pollution in groundwater in Dawukou area, Northwest China, and the associated health risk for inhabitants. Environmental­ Earth Sciences 2017; 76: 314. https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs12665-017-6629-2

26.Wu J, Li P, Qian H. Hydrochemical characterization of drinking groundwater with special reference to fluoride in an arid area of China and the control of aquifer leakage on its concentrations. Environmental Earth Sciences 2015; 73: 8575-8588.