The effect of Arak Mighan Plain Salt on groundwater quality by multivariate statistical method

Authors

1 Assoc. Prof., Dept., of Mining Engineering, Arak University of Technology, Arak, Iran

2 M. Sc., student. Dept., of Mining Engineering, Arak University of Technology, Arak, Iran

Abstract

Mighan playa is the most important extraction point of sodium sulfate in Iran. The playa consists of two parts, the island in the center and the lake in the margin. Extraction of sodium sulfate on the island is associated with the formation of artificial ponds. Sodium sulfate company effluent and treated wastewater are the most important sources of surface water in Mighan playa. The effects of salinity over groundwater quality is one of the objectives in this article. The univariate and multivariate statistics such as mean comparison test, factor, cluster and discriminant analysis was used to compare saline playa with groundwater resources. In 22 samples, it was determined variables of electrical conductivity, alkalinity, total soluble solids, pH, calcium, magnesium, potassium, sodium, chlorine, sulfate and bicarbonate. It identified three water groups such as pond brine, lake brine and groundwater by differences in total soluble solids, pH, sulfate and chlorine. Multivariate analysis showed that qualitative variables are of several origins. The salinity of Mighan playa water and groundwater is related to anions and cations that originate from the gypsum and saline layers of the northern part, alkalinity and bicarbonate due to the dissolution of limestone in the southern floors of the Mighan catchment. Recent compounds are the result of groundwater and the entry of treated Arak municipal wastewater into the playa. Evaluation of the sodium to chlorine ratio and Gibbs diagram show the influence of infiltration Mighan playa saline water on the groundwater, especially in the playa margin.

Keywords

References

ابراهیمی­محمدی، ش (1396) تعیین خصوصیات هیدروژئوشیمیایی و کیفیت آب چشمه­ها و چاها در منطقه دریاچه زریوار، نشریه اکوهیدرولوژی، دوره 4، شماره 4، ص 1049-1060.
اصغری­مقدم، ا.، محمدی، ع (1382) علل شوری سفره­های آب زیرزمینی دشت شبستر، نشریه دانش کشاورزی، دوره 13، شماره 3، ص 69-78.
اله­دادی، م.، قدیمی، ف (1392) بررسی اثرات محیط زیستی معدن سولفات سدیم بر تالاب میقان، سی و دومین گردهمایی و نخستین کنگره بین­المللی تخصصی علوم زمین.
بهرامی­نسب، رویا.، پیرخراطی، ح.، عباس­فام، ع. ر.، شیخی­ آلمان­آباد، ز (1399) ارزیابی کیفیت منابع آب زیرزمینی دشت کهریز و مقایسه روند تغییرات آن در طی سال­های اخیر، نشریه یافته­های نوین زمین­شناسی کاربردی، دوره 14، شماره 28، ص 17-1.
جعفری، ر.، بخشنده مهر، ل (1391) بررسی تغییرات مکانی شوری و قلیائیت آب­های زیرزمینی استان اصفهان با استفاده از زمین آمار، مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، علوم آب و خاک، شماره 68، ص 46-57.
حسنی­پاک، ع، ا (1362) اصول اکتشافات ژئوشیمیایی، مرکز نشر دانشگاهی، 601 ص.
حق­پرست، م.، پیرخراطی، ح.، محمدی، ع (1393) بررسی منشاء شوری آب­های زیرزمینی دشت رشکان، دومین همایش ملی و تخصصی پژوهش­های محیط زیست ایران.
خدابـخش، س.، رفیعی، ب.، افـشارنیا، م.، کبـیری، ش.، اخلاص­مند، ر (1395) شناسایی خاستگاه مواد محلول آب رودخانه خررود قزوین با روش آماری، فصلنامه کواترنری، دوره 2، شماره 4، ص 367-378.
رزرخ، ج.، اصـغری­مـقدم، آ.، نادری، آ. آ (1396) بررسـی ویژگی­های هیدروژئوشیمی و تقسیم­بندی کیفی منابع آب زیرزمینی دشت هارزندات برای اهداف مختلف با استفاده از روش­های هیدروژئوشیمیایی، فصلنامه تکنولوژی محیط زیست، دوره 19، شماره 5، ص 92-97. 
روحانی قدیکلایی، ک.، فروغی­فرد، ه.، عبدولیان، ا.، زاهدی، م. ر (1396) نکات کیفی آب، قلیائیت و سختی، مجله آبزیان زینتی، شماره 3، ص 23-29.
سولگی، ا.، خدادادی، ت.، استرش، آ (2018) بررسی وضعیت  هیدروژئوشیمیایی آب آشامیدنی شهر دره­شهر و تعیین کیفیت کاربری­های مختلف، مجله تحقیقات سلامت، شماره 3، ص 214-232.
شیخ فخرالدینی، س.، عباس­نژاد، ا (1394) بررسی تأثیر هوازدگی بر هیدروژئوشیمی رودخانه­های زهکش کننده سنگ­های آتشفشانی (رودخانه بیدخوان بردسیر کرمان)، نشریه جغرافیا و برنامه­ریزی، شماره 53، ص 203-226.
شهبازی، ر.، فیض­نیا، س (1390) تاثیر سازندهای زمین­شناسی بر کاهش کیفیت آب­های سطحی و زیرزمینی در حوزه کویر مرکزی، نشریه پژوهش­های فرسایش محیطی، شماره1، ص 93-104.
صادقی، م.، باباعلی، ح. ر (1399) تحلیل مکانی و زمانی پارامترهای کیفی منابع آب زیرزمینی و سطحی دشت الشتر با روشANOVA  و مدل­های زمـین­آمـاری، نشـریه یافته­های نوین زمین­شناسی کاربردی، دوره 14، شماره 27، ص 84-72.
عبدی، ل.، رحیم­پوربناب، ح (1391) هیدرولوژی و هیدروشیمی پلایای میقان در ارتباط به سازندهای زمین­شناسی منطقه،  شانزدهمین همایش انجمن زمین­شناسی ایران.
عزیزی، ف.، اصغری­مقدم، ا.، نظامی، ا. ح (1396) ارزیابی شوری آب زیرزمینی و تبیین منشاء یون­ها در آبخوان ساحلی دشت ملکان با استفاده از نسبت­های یونی، مجله محیط شناسی، دوره 43، شماره 3، ص 437-454.
قدیمی، ف.، قمی، م (1395) تجزیه و تحلیل آماری داده­های اکتشافی ژئوشیمیایی )با کارکرد در محیط(Statistica ، دانشگاه صنعتی اراک،  333 ص.
مهاجرانی، ش.،  امینی، ع (1379) رسوب­شناسی کویر میقان با نگرشی ویژه و نحوه گسترش نهشته­های تبخیری، چهارمین همایش انجمن زمین­شناسی ایران.
مظفری­زاده، ج.، سجادی، ز (1392) بررسی علل شوری و نفوذ آب شور رودهای دالکی و حله به آبخوان برازجان، مجله مهندسی منابع آب، دوره 6، شماره 16، ص 69-78. 
نخعی، م.، ودیعتی، م.، صابری نصر، ا (1390) ارزیابی تحولات هیدروژئوشیمیایی دشت تربت حیدریه، پانزدهمین همایش انجمن زمین­شناسی ایران.
نوین­پور، ع.، عارف، س (1399) ارزیابی کیفیت آب زیرزمینی دشت ارومیه جهت اهداف آب شرب با استفاده از روش GQI  در محیط نرم‌افزارArcGIS، نشریه یافته­های نوین زمین­شناسی کاربردی، دوره 14، شماره 27، ص 26-16.
Abdalla, F., Khalil, R (2018) Potential effects of groundwater and surface water contamination in an urban area, Qus City, Upper Egypt, Journal of African Earth Sciences, 141: 164-178.
Busico, G., Cuoco, E., Kazakis, N., Colombani, N., Mastrocicco, M., Tedesco, D., Voudouris, K (2018) Multivariate statistical analysis to characterize/discriminate between anthropogenic and geogenic trace elements occurrence in the Campania Plain, Southern Italy, Environmental Pollution, 234: 260-269.
Carranza, E. J. M (2011) Analysis and mapping of geochemical anomalies using logratio- transformed stream sediment data with censored values. Journal of geochemical exploration, 110(2): 167-185.
Einsiedl, F (2012) Sea-water/groundwater interactions along a small catchment of the European Atlantic coast, Applied Geochemistry, 27: 73–80.
Ghadimi, F., Ghomi, M (2012) Statistical analysis of the hydrogeochemical evolution of groundwater in alluvial aquifer of Arak Mighan playa, Markazi Province, Iran, Journal of Water Sciences Research-JWSR, 4(1): 31-45.
Ghadimi, F., Ghomi, M )2013( Geochemical evaluation of drinking water in Arak City, Iran, Iranian Journal of Earth Sciences, 5: 54 -65.
Ghadimi, F., Ghomi, M., Azimi, R (2016) Sources of nitrate and bromide contaminants of groundwater in alluvial aquifer of Arak, Iran, Journal of Tethys, 4 (2): 100–115.
Gibbs, R. J (1970) Mechanism controlling world water chemistry, Science, 17: 1088– 1090.
Jalali, M (2009) Geochemistry characterization of groundwater in an agricultural area of Razan, Hamadan, Iran, Environmental Geology, 56: 1479– 1488.
Ju, Y., Massoudieh, A., Green, C. T., Lee, K. K., Kaown, D (2020) Complexity of groundwater age mixing near a seawater intrusion zone based on multiple tracers and Bayesian inference, Science of The Total Environment, 753, 141994. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.1
Han, X., Yin, T., Haiming, L., Lu, Z., Thanh, ND, CHEN, D., Qiuhong, T (2021) Saltwater intrusion into groundwater systems in the Mekong Delta and links to global change, Advances in Climate Changes Research,12: 342-352.
Heagle, D., Hayashi, M., Kamp, G (2013) Surface–subsurface salinity distribution and exchange in a closed-basin prairie wetland, Journal of Hydrology, 478: 1–14.
Kaiser, HF (1958) The varimax criterion for analytic rotation in factor analysis, Psychometrika, 23: 187-200.
Kim, J., Kim, R., Lee, J., Cheong, T., Yum, B., Chang, H (2005) Multivariate statistical analysis to identify the major factors governing groundwater quality in the coastal area of Kimje, South Korea, Hydrological Process, 19: 1261–1276.
Maa, J., He, J., Qi, S., Zhu, G., Zhao, W., Edmunds, M., Zhao, Y (2013) Groundwater recharge and evolution in the Dunhuang Basin, northwestern China, Applied Geochemistry, 28: 19–31.
Manly Bryan, FJ (1994) Multivariate Statistical Methods: A Primer. 2nd Ed. Chapman and Hall; London, England. 215 p.
Reimann, C., Filzmoser, P (2000) Normal and lognormal data distribution in geochemistry: death of a myth. Consequences for the statistical treatment of geochemical and environmental data. Environmental Geology, 39: 1001–1014.
Tang, Q (2020) Global change hydrology: terrestrial water cycle and global change, China Earth Sciences, 63: 459-462.
Vahidipour, M., Raeisi, E., van der Zee, S (2021) Active saltwater intrusion of shrinking Bakhtegan -Thask Lakes in South Iran threatens the freshwater resources of coastal aquifers, Journal of Hydrology: Regional Studies, 34: 100790.
Walther, M., Leonard, S (2020) Post-pumping seawater intrusion at the field scale: Implications for coastal aquifer management, Advances in Water Resources: 103561. https://doi.org/10.1016/j.advwatres.2020.10356
 
 
 
 

Files

History

  • Receive Date: 16 November 2021
  • Revise Date: 10 February 2022
  • Accept Date: 14 February 2022

Share

How to cite

Statistics