روش رادیوایزوتوپی اندازه گیری سن آب زیرزمینی با استفاده از غنی سازی تریتیوم

فصلنامه آب و توسعه پایدار

مقاله 13، دوره 4، شماره 1 - شماره پیاپی 8، شهریور 1396، صفحه 99-106   

نوع مقاله: مقاله علمی- ترویجی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jwsd.v4i1.55254

نویسندگان

ایمان کریمی راد^{* 1}؛ موسی حسام²؛ علی بهرامی سامانی³؛ عبدالمجید ایزدپناه⁴؛ نفیسه مقدسی²

¹دانشگاه تهران

²علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

³سازمان انرژی اتمی ایران

⁴گلستان

چکیده

برداشت بی ‏رویه از سفره ‏های آب زیرزمینی می ‏تواند سبب مشکلاتی از قبیل پیشروی آب شور و نشست زمین شود. این شرایط لزوم مدیریت بهینه برداشت از سفره‌ها را ایجاب می‏ کند که نیازمند شناخت هیدرودینامیک آبخوان بوده و در این زمینه سن‌سنجی رادیوایزوتوپی یکی از روش ‏های مفید است. این مقاله روشی کاربردی جهت تعیین سن آب زیرزمینی با استفاده از رادیوایزوتوپ تریتیوم ارائه می ‏دهد. سن‌سنجی تریتیوم در آب زیرزمینی شامل نمونه برداری، تقطیر اولیه، غنی‏سازی، تقطیر ثانویه، سنجش پرتوزایی ناشی از تریتیوم، محاسبه پارامترهای دستگاهی و سن نمونه ‏ها است. روش غنی‏سازی الکترولیتی و سنجش پرتوزایی توسط LSC که در این مقاله معرفی شده، اندازه‏ گیری مقادیر تریتیوم زیر TU 1 را ممکن می‌سازد که به معنای سنجش سن آب تا 50 سال است و می‏تواند مشکل افت غلظت تریتیوم در اتمسفر را تا حدودی رفع نماید. نتایج مطالعه‌ای که با این روش در بهار سال 1390 و با امکانات داخل کشور انجام گرفت، نشان داد که سن نمونه‏ ها در دو گروه بین 5 تا 10 سال و نیز مخلوطی از تغذیه جدید و تغذیه قبل از سال 1952 قرار می‌گیرد. بر این اساس بخش‌های جوان آبخوان سریع‌تر تحت تأثیر تغییرات کمی و کیفی اقلیمی و انسانی قرار می‌گیرد. در مقابل محدوده‌هایی که ذخائر آب قدیمی دارد، کمتر از این تغییرات اثر پذیرفته و از درجه اطمینان بالاتری برخوردار است و در بهره‏ برداری از آن باید حجم تجدیدشونده در نظر گرفته شود که برای دستیابی به این هدف اعمال سیاست‏ های محدودکننده برداشت در برنامه‌های مدیریت آبخوان ضروری به نظر می‏ رسد.

کلیدواژه‌ها

استان گلستان؛ سفره تحت‏ فشار؛ غنی ‏سازی الکترولیتی؛ مدیریت آبخوان؛ LSC

مراجع

خلج امیرحسینی، ی. و نبی‏پور، م. 1385. کاربرد ردیاب ‏ها در مطالعات منابع آب. موسسه تحقیقات آب.

علیزاده، ا. 1380. اصول هیدرولوژی کاربردی. دانشگاه امام رضا (ع)، مشهد.

قنادی مراغه، م. 1384. مبانی رادیوشیمی. موسسه فرهنگی انتشاراتی آیه. ص 335، 336، 348، 385 و 386.

کریمی‏ راد، ا.، حسام، م.، بهرامی سامانی، ع. و ایزدپناه، ع. 1392. تعیین سن آب زیرزمینی در سفره تحت فشار استان گلستان از طریق اندازه‌گیری تریتیوم.‎ پژوهش‎های حفاظت آب و خاک، 20(6): 183- 199.

وزارت نیرو، 1390. دستورالعمل کاربرد روش ‏های ردیابی در مطالعات آبخوان‏ های آبرفتی. دفتر مهندسی و معیارهای فنی آب و آبفا، شماره 552: 78.

Cartwright I. and Morgenstern U. 2012. Constraining groundwater recharge and the rate of geochemical processes using tritium and major ion geochemistry: Ovens catchment, southeast Australia. Journal of Hydrology, 475: 137-149.

Darling W. G., Gooddy D. C., MacDonald A. M. and Morris B. L. 2012. The practicalities of using CFCs and SF 6 for groundwater dating and tracing. Applied Geochemistry, 27(9): 1688-1697.

Dunkle S. A., Plummer L. N., Busenberg E., Phillips P. J., Denver J. M., Hamilton P. A., Michel R. L. and Coplen T. B. 1993. Chlorofluorocarbons (CCl3F and CCl2F2) as dating tools and hydrologic tracers in shallow groundwater of the Delmarva Peninsula, Atlantic Coastal Plain, United States. Water Resources Research, 29(12): 3837-3860.

Edmunds W.M. 2009. Geochemistry’s vital contribution to solving water resource problems. Journal of Applied Geochemistry, 1058-1073.

Han D. M., Song X. F., Currell M. J. and Tsujimura M. 2012. Using chlorofluorocarbons (CFCs) and tritium to improve conceptual model of groundwater flow in the South Coast Aquifers of Laizhou Bay, China. Hydrological Processes, 26(23): 3614-3629.

IAEA. 2000. Generic Procedures for Monitoring in a Nuclear or Radiological Emergency, IAEA-TEC DOC-1092, Vienna, p. 48.

Kazemi G.A., Lehr J.H. and Perrochet P. 2006. Groundwater Age. John Wiley & Sons, 90:1-164.

Liu J., Chen Z., Wei W., Zhang Y., Li Z., Liu F.and Guo H. 2014. Using chlorofluorocarbons (CFCs) and tritium (3H) to estimate groundwater age and flow velocity in Hohhot Basin, China. Hydrological Processes, 28(3): 1372-1382.

Mazor E. 2004. Chemical and Isotopic Groundwater Hydrology Third Edition. Marcel Dekker, Inc, 97-113, 181-270.

Morgenstern U., Daughney C. J., Leonard G., Gordon D., Donath F. M. and Reeves R. 2014. Using groundwater age to understand sources and dynamics of nutrient contamination through the catchment into Lake Rotorua, New Zealand. Hydrology and Earth System Sciences Discussions, 11(8): 9907-9960.

Sood D.D., Manohar S.B. and Reddy A.V.R. 1994. Experimentals in Radiochemistry. Eds, IANCAS Publication, Mumbai.

Tait D.R., Erler D.V., Santos I.R., Cyronak T. J., Morgenstern U. and Eyre B.D. 2014. The influence of groundwater inputs and age on nutrient dynamics in a coral reef lagoon. Marine Chemistry, 166: 36-47.

WHO. 1989. Guidelines for Iodine Prophylaxis Following Nuclear Accidents, WHO Regional Officer for Europe, Environmental Health Series, 35 (1989): 37.