نخستین گام ظرفیت و اشکال شیمیایی آن تعیین گردد. در مسمومیت های حاد به آرسنیک، سیستم اعصاب مرکزی آسیب دیده و باعث حالت اغماء می شود. مصرف 70 تا 180 میلی گرم در لیتر آرسنیک می تواند به مرگ منجر شود(WHO,1974). در مسمومیت های مزمن، ضعف عمومی، کاهش اشتها، تهوع، ضایعات پوستی(آرسنیکوسیز شکل 4-10) و … مشاهده می شود. تظاهرات عصبی و حتی تومورهای بدخیم در اندام مهم حیاتی بدن ناشی از آرسنیک مشاهده شده است. مصرف غلظت های 3 تا 6 میلی گرم در لیتر آرسنیک در دراز مدت به مسمومست آرسنیک منجر می شود.

شکل 4-10- بیماری پوستی ناشی از مصرف بیش از حد آرسنیک در آب شرب

بر اساس استاندارد ملی ایران، حداکثر مقدار مجاز این عنصر در آب آشامیدنی 05/0 میلی گرم در لیتر است بر اساس جدول 4-2، مقدار آرسنیک در چاه های مورد مطالعه دو حالت را نشان می دهد. در دسته ای از چاه ها که اکثر چاه ها را شامل می شوند هیچ مقداری از آرسنیک در هر دو دوره نمونه برداری گزارش نشده است. ولی در دسته ای دیگر از چاه ها در هر دو دوره نمونه برداری مقادیر بسیار بالایی آرسنیک گزارش شده است به طوری که این مقدار در کمترین مورد 100 برابر بیشتر از حداکثر مجاز برای شرب است .
شکل های 4-13 و 4-14 نشان دهنده پراکندگی مقدار آرسنیک در محدوده مورد مطالعه در دو نوبت نمونه برداری است. مقدار چهار چاه مقادیر فوق العاده زیادی از آلودگی به آرسنیک را نشان داده اند. به طوری که این مقدار در یکی از چاه ها حدود 350 برابر بیشتر از حداکثر مجاز برای شرب است. با توجه به مشاهدات صحرایی انجام شده و موارد فوق، موارد را می‌توان به شرح زیر توضیح داد :
در چاه شمارهWA1 با توجه به تمرکز و شدت بالای کشاورزی در آن منطقه و بالاتر بودن نسبی سطح آب زیرزمینی و نحوه آبیاری می توان علت مقادیر زیاد آرسنیک را آلودگی ناشی از مصرف نهاده های کشاورزی دانست. خصوصاً اینکه در این منطقه مقدار نیترات نیز مقادیر نسبتاً زیادی را نشان می دهد. در چاه شماره WA10 نیز مقدار آرسنیک بیش از حد مجاز است، با توجه به اینکه در منطقه هیچ نوع صنعتی که توانایی ایجاد آلودگی آرسنیک را داشته باشد وجود ندارد، مقادیر مشاهده شده آرسنیک را میتوان ناشی از مصرف غیر اصولی نهاده های کشاورزی دانست.
منبع شماره WA11 در روستا واقع در حاشیه قره چای در منتهی الیه خروجی دشت انتخاب شده است. چاه آب مورد نظر در حیاط روستا و در مجاورت طویله بوده و عمق آن نهایتاً 25 است. با توجه به عمق کم و سطح آب، مجاورت با طویله، نزدیکی به چاه های فاضلاب خانگی (حمام و توالت) و از همه مهمتر دهانه گشاد بودن چاه آلوده بودن این چاه زیاد تعجب برانگیز نیست(شکل 4-11).گوسفندان این روستا به نوعی بیماری پوستی دچارند(شکل 4-12) داروها و سمومی که برای مبارزه با این بیماری به کار رفته است می تواند حاوی مقادیری آرسنیک باشد که به علت عدم دقت یا مصرف بی رویه موجبات آلودگی منابع آب زیرزمینی را فراهم کرده است.

شکل 4-11 چاه شماره WA11 در مجاورت طویله

شکل 4-12- بیماری پوستی در گوسفندان در طویله مجاور چاه

چاه شماره WA6 در مرکز روستا واقع شده است. غلظت آرسنیک در آب چاه این روستا در دو نوبت نمونه برداری به ترتیب 37/9 و 5 میلی گرم در لیتر بوده است. با توجه به اینکه این چاه از اطراف توسط منازل مسکونی احاطه شده است(فاصله ای در حدود 20 متر از چاه) فاضلاب منازل مسکونی که در چاه های جذبی دفع می شود و همچنین فعالیت های دامپروری ساکنین روستا می تواند عامل اصلی ایجاد آلودگی آرسنیک در آب زیرزمینی و رسیدن آن به چاه آب شرب باشد. با توجه به نوع مصرف وجود آلودگی در این چاه بسیار خطرناک است. بر اساس اظهارات مردم محلی ساکنین این روستا از انواع بیماری‌ها به خصوص سرطان رنج می برند. این بیماری ها باعث مرگ عده ای از ساکنین شده است لذا رسیدگی هرچه سریعتر به وضعیت بهداشت آب شرب مردم یک امر ضروری می باشد .

شکل 4-13 نقشه پراکندگی آرسنیک دشت کمیجان در ماه آبی آبان 89

شکل 4-14 نقشه پراکندگی آرسنیک دشت کمیجان دشت کمیجان در ماه آبی خرداد 90

4-2-3-3- نیکل
نیکل به طور گسترده ای در محیط زیست پراکنده است. مهمترین منابع تولید کننده آلودگی نیکل سوختهای فسیلی و پالایشگاه ها، ذوب فلزات، آبکاری، جوشکاری، تولید باطری های نیکل– کادمیوم و بطری های شیشه ای است.
استاندارد ملی ایران توصیه ای برای حداکثر مقدار مجاز این عنصر در آب آشامیدنی ارائه نکرده است. توصیه سازمان بهداشت جهانی در این مورد حداکثر 07/0 میلی گرم در لیتر است. نیکل عمدتاً در تولید استیل و آلیاژهای فلزی مورد استفاده قرار می گیرد. معمولاً آب آشامیدنی نقش چندانی در میزان نیکل روزانه ورودی به بدن انسان ندارد و غذا نقش بیشتری در مورد این مساله ایفا می نماید.

شکل 4-15- نقشه پراکندگی نیکل دشت کمیجان در ماه آبی آبان 89

شکل 4-16- نقشه پراکندگی نیکل دشت کمیجان در ماه آبی خرداد 90

نیکل عمده ترین آلودگی از نوع فلزات سنگین در منطقه است. اکثر قریب به اتفاق منابع آبی که مورد نمونه برداری و آزمایش قرار گرفته اند مقادیر نیکل بیشتر از حد استاندارد شرب نشان داده اند(جدول 4-1). حداکثر مقدار نیکل مشاهده شده 25/2 میلی گرم در لیتر یعنی در حدود 32 برابر استاندارد می باشد. با توجه به عدم وجود هر گونه منبع آلاینده نیکل در منطقه، مشاهده مقادیر زیاد و فراگیر نیکل را تنها می توان به راه یابی این فلز از تاسیسات داخل چاه نظیر پمپ، لوله ها، اتصالات و شیرها به آب خارج شده از چاه نسبت داد. در ترکیب آلیاژهایی که در ساخت این تاسیسات به کار رفته اند از نیکل استفاده شده است، به مرور زمان و همگام با مستهلک شدن این تاسیسات نیکل می تواند آزاد شده و وارد آب شود. یکی از دلایلی که سبب می شود بتوان مقادیر نیکل مشاهده شده را به نیکل آزاد شده از ترکیبات فلزی استخراج آب از چاه نسبت داد، پراکندگی این پارامتر در منطقه است(شکل های 4-15 و 4-16 ) از سوی دیگر به دلیل خورنده بودن آب این فلز می تواند آسانتر آزاد شده و وارد آب استحصالی از چاه شود.
4-2-3-4 ترکیبات فنل¬دار
شکل های 4-17 و 4-18 نشان دهنده مقادیر و پراکندگی فنل در منطقه مورد مطالعه است. در استاندارد ملی ایران برای حداکثر مقدار مجاز فنل در آب آشامیدنی توصیه ای وجود ندارد ولی بر اساس استاندارد سازمان بهداشت جهانی، حداکثر مقدار مجاز این ماده و ترکیبات آن در آب شرب می بایست کمتر از 002/0 میلی گرم در لیتر باشد. همانگونه که مشاهده می شود، اکثر چاه های منطقه در هر دو نوبت نمونه برداری آلودگی به ترکیبات فنل را نشان داده اند در واقع آلودگی به فنل فراگیرترین نوع آلودگی در میان پارامترهای اندازه گیری شده در آب چاه های پایش منطقه است. مقدار این ماده در بیشترین مقدار 9/2 میلی گرم در لیتر یعنی 1450 برابرحداکثر مجاز برای شرب است. نکته قابل توجه در خصوص مقادیر مشاهده شده فنل، اختلاف قابل توجه مقادیر غلظت این ماده در دو نوبت نمونه برداری در یک چاه است. این مساله در مورد سایر پارامترها دیده نمی شود. با توجه به اینکه منبع خاصی برای ورود آلودگی ترکیبات فنلی در منطقه و در اطراف چاه های نمونه برداری شده دیده نمی شود، مشاهده مقادیر زیاد فنل را می توان به عدم استفاده صحیح از روغن و ترکیبات نفتی در تاسیسات چاه و نشت این مواد ازتاسیساتی نظیر پمپ و شفت و غلاف به آب استحصالی از چاه نسبت داد. در واقع آب زیرزمینی فاقد ترکیبات فنلی است و این مواد آلودگی ثانویه آب محسوب می شوند. اختلاف زیاد مقادیر مشاهده شده در یک چاه در دو نوبت نمونه برداری نیز می تواند تایید کننده این مطلب باشد.

شکل 4-17- نقشه پراکندگی فنل دشت کمیجان در ماه آبی آبان 89

شکل 4-18- نقشه پراکندگی فنل دشت کمیجان در ماه آبی خرداد 90

4-2-3-5-فلوئور
فلوئور در حدود 3/0 گرم بر کیلوگرم در پوسته زمین وجود دارد. فلوئور به طور طبیعی در بسیاری از سنگ¬ها و کانی ها یافت می شود. به طور صنعتی در تولید آلومینیوم و به طور معمول در کودهای فسفاته، آجر، کاشی و سرامیک به کار می‌رود. فلوئور مصرفی توسط آب تقریباً به طور کامل جذب بدن می شود. فلوئور در طیف وسیعی از داروها وجود دارد، قرص های فلوئور سدیم برای جلوگیری از پوسیدگی دندان به کار می روند. فلوئور جذب شده توسط بدن به سرعت در سرتاسر بدن پخش می شود و به طور عمده در اسکلت و به مقدار کم در دندان ذخیره می شود. علی رغم ضروری بودن فلوئور برای بدن، بخصوص جلوگیری از حلالیت مینای دندان در شرایط اسیدی مصرف طولانی مدت آب حاوی فلوئور زیاد باعث ایجاد لکه هایی بر روی دندان می شود(فلوریز دندانی) (شکل 4-19). مصرف آب دارای مقادیر زیاد فلوئور می تواند سبب بروز بیماری به نام فلورسیز استخوانی شود. در این بیماری جذب در بافت استخوانی بدن دچار اختلال می شود، استخوان ها ضخیم می‌شوند و حرکت مفاصل دچار اختلال می شود(شکل 4-20). فلوئور در دوزهای بالا برای بدن سمی است: خونریزی، تورم و التهاب داخلی روده و معده، صدمات وارده بر کبد و عضلات از عوارض مصرف فلوئور در مقادیر زیاد در آب آشامیدنی است.

شکل 4-19- فلئورسیز دندانی

شکل4-20- فلئورسیز استخوانی

شکل های 4-21 و 4-22 نشان دهنده غلظت و پراکندگی مقادیر فلوئور در آب های زیرزمینی منطقه مورد مطالعه در دو نوبت نمونه برداری است. جدول 4-2 نیز نشان دهنده غلظت آن در آب چاه های مورد آزمایش است. توصیه استاندارد ملی ایران برای فلوئور در آب آشامیدنی حداکثر 7/1 میلی گرم در لیتر است. بر اساس این استاندارد درحدود 30 % موارد غلظت یون فلوئور بیشتر از حداکثر توصیه شده برای مصارف شرب است و از جمله این موارد چاه آب شرب روستای فامرین است. توجه به نقشه پراکندگی فلوئور نشان دهنده این مطلب است که مقدار فلوئور در شرق منطقه بیشتر از غرب است. به هر حال با توجه به اینکه منبع آلاینده خارجی برای فلوئور در منطقه مشاهده نشده است. تنها عامل بالا بودن فلوئور در آب های زیرزمینی منطقه مواد سازنده سفره آب زیرزمینی است و مقادیر مشاهده شده فلوئور ناشی از انحلال از مواد سفره می باشد.

شکل 4-21- نقشه پراکندگی فلوئور دشت کمیجان در ماه آبی آبان 89

شکل 4-22- نقشه پراکندگی فلوئور دشت کمیجان در ماه آبی خرداد 90

4- 3 ضریب همبستگی پیرسون
در این مطالعه جهت تعیین رابطه میان دو متغیر و میزان وابستگی آنها از ماتریس همبستگی استفاده شده است.
جدول 4-4 ضریب همبستگی پیرسون فلزات دشت کمیجان
Ec As فنل PO4 NH4 NH3 Ni Mn Cr F Fe Al NO3- NO2- TDS PH
1 PH
1 -0.228 TDS
1 0.162 -0.449 NO2-
1 -0.257 -0.250 0.568 NO3-
1 0.712 -0.147 -0.207 0.193 Al
1 -0.207 -0. 106 0.417 0.308 -0.413 Fe
1 0.104 0.091 -0.096 0.170 -0.223 -0.343 F
1 0.576 0.149 0.277 -0.006 0.248 -0.028 -0.250 Cr
1 0.372 0.167 0.055 0.021 -0. 179 0.556 0.514 -0.281 Mn
1 0.468 0.154 -0.094 -0.309 -0.184 -0.333 -0.002 0.483 -0.348 Ni
1 0.734 0.092 -0.024 0.009 -0.237 -0.131 -0.433 0.071 0.157 -0.632 NH3
1 1.000 0.732 0.094 0.027 0.005 -0.231 -0.129 -0.435 0.073 0.162 -0.633 NH4
1 0.672 0.679 0.489 0.011 -0.038 0.030 -0.184 -0.154 -0.115 0.042 0.262 -0.362 PO4
1 0.007 -0.133 -0.135 -0.051 0.363 0.244 0.396 0.357 -0.092 -0.257 -0.016 0.419 -0.310 فنل
1 -0.104 0.081 -0.261 -0.263 -0.092 -0.143 0.031 -0.036 0.270 0.179 0.628 -0.202 0.159 0.409 As
1 0.391 000 -0.143 0.146 0.365 0.560 0.566 0.070 0.728 0.212 -0.146 -0.300 0.126 0.999 -0.438 Ec

با بررسی رابطه همبستگی آرسنیک و پارامترهای TDS, pH, EC همبستگی بالایی بین As و pH دیده می-شود. اکسیداسیون اورپیمنت و رها سازی آرسنیک در فاز محلول با دما و pH رابطه مستقیم دارد (Lengke and Templ, 2002). بنابراین با افزایش pH مقدار آرسنیک در منابع آب افزایش می¬یابد.
4-4-نتایج آنالیز آماری
بمنظور ارائه طبقه بندی مناسب، نیاز بود که داده ها از طریق نتایج آماری چند متغیره، شامل طبقه بندی خوشه ای، آنالیز تمایز و آنالیز فاکتوری ارزیابی گردند. از نظر آماری اگر جنس کمیت ارائه شده توسط داده ها متفاوت نباشند، میتوان از آنها بطور ساده و بدون هیچگونه تغییری در تجزیه و تحلیل آماری استفاده کرد اما در این سری داده ها درجه حرارت، هدایت الکتریکی و pH در کنار پارامترهای که واحد آنها جرم است، شامل کلسیم، منیزیم، سدیم، پتاسیم، کلر، سولفات، بیکربنات، سختی و مواد جامد محلول قرار گرفته اند. لذا حتما باید آنها در ابتدا استاندارد سازی شده و سپس برای هر نوع تجزیه و تحلیلی استفاده شوند.
4-4-1-روش آنالیز خوشه ای
در آنالیز خوشه ای میتوان کل یا بخشی از متغیرها را که همان پارامترهای