بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
بررسی کیفی رودخانه پلرود با استفاده از شاخصهای عمومی کیفیت آب و مقایسه شاخصها برای انتخاب بهترین شاخص
چکیده
پلرود یکی از رودخانه های مهم شرق گیلان به شمار می آید که مصارف شرب، کشاورزی و صـنعت دارد . مصرف متعدد آب این رودخانه همراه با مراکز متعدد آلایندگی از جمله کشاورزی غرقاب و کارگاههـای برداشت شن و ماسه، اهمیت بررسی کیفیت این رودخانه را نشان میدهد. از آنجا که کمیت و کیفیت منابع آب نقش مهمی در مدیریت منابع آب دارند، هدف تحقیـق حاضـر ارزیـابی کیفـی رودخانـه پلـرود بـا اسـتفاده از شاخصهای مینیمم کیفیت آب، دما، :4,، 2:4,، NSFWQI درنظرگرفتهشـد. درایـن مطالعـه از10 ایسـتگاه درطول رودخانه نمونهبرداری شده و پارامترهای کیفی شامل اکسـیژن محلـول، اکسـیژن موردنیـاز، اسـیدیته، فسفات کل، موادمعلق، درجه حرارت، نیترات اندازهگیری شدند. در این ارزیـابی آب رودخانـه پلـرود در حـد مطلوب بدست آمد و همچنین از روش مقایسهای جیل جانویک برای مقایسه شاخصهای مورد نظر استفاده شد و نتایج این مقایسه نشان داد که شاخص OWQI تغییرات کیفی آب را بهتر از دیگر شاخصهای دیگر بیـان مـی-کند.
کلید واژهها: استان گیلان، رودخانه پلرود، شاخص کیفی آب، جیل جانویک، مدیریت کیفی منابع آب
-1 مقدمه
رودخانهها و آبهای جاری از دیرباز موردنیاز و توجه جوامع بشری بـودهانـد و بـرای بهـرهگیـری ازمنـابع آب، شهرها، مراکز صنعتی و کشاورزی معمولا در نزدیکی رودخانهها برپا شدهاند. با گذشت زمان و گسترش ایـن جوامـع و بـه تبع آن افزایش استفاده ازمنابع آبی، دخل و تصرف غیرطبیعی و تغییـر شـرایط کیفـی آب رودخانـههـا افـزایش پیـداکرده-است(.(1رشدجمعیت، تخلیه فاضلابهای شهری، صنعتی و کشاورزی باعث آلودگی و محدودشدن منابع آب شده است. انجمن محیط زیست ایالات متحده امریکا براساس برآوردهای انجام شده عنوان کرده است که تقریبا یک سوم جریان آب جهان آلوده است و اصل حفظ کیفیت آب به هم زده شده است(.(2
یکی ازروشهای ساده و دور ازپیچیدگی ریاضی و آماری که با بیان ساده، شرایط کیفی آب را بـازگو مـیکنـد، شاخصهای کیفی آب میباشند. با استفاده ازشاخصهای کیفی آب هم میتوان تغییرات کیفـی آب رادر طـول زمـان یـک ایستگاه مورد پایش قرارداد و هم میتوان از این شاخصها برای نشان دادن تغییرات کیفی آب درطول رودخانهها یامقایسه منابع آبی در نقاط مختلف یک کشور و یا جهان استفاده نمود، ضمن اینکه سهم عوامل آلاینده در تغییرات کیفیت آب نیز
مشخص خواهد شد .(3) هوشمند و همکاران (1386) کیفیت آب رودخانه کارون (بازه ملاثانی- اهـواز) را بـا اسـتفاده از شاخصهای کیفیت آب ( (WQI , OWQI , CWQI مورد بررسی قرار دادند و مقدار هر شاخص را در دوره آمـاری 5 ساله (1380-85 ) به صورت فصلی محاسبه کردند. نتایج تغییرات کم شاخص کیفیت آب را در بین ایستگاهها و همچنـین دوره آماری نشان داد. همچنین در بین شاخصهای مورد بررسی شاخص WQI بهترین نتیجه را در این بازه داد(.(4
حیدرینیا و همکاران (1388) کیفیت آب رودخانهی کارون (بازه ملاثانی تا کوت امیر) را با استفاده از شاخص کیفیت آب (NSFWQI) مورد بررسی قرار دادند و مقدار هر شـاخص را بـرای ماههـای مختلـف در سـالهـای 86 و 87 محاسبه کردند. نتایج حاصله نشان داد که کیفیت آب کارون در این بازه، در رده بد میباشد و کـارون در ایـن بـازه مـورد تهدید جدی است(.(5
پلرود یکی از رودخانه های مهم شرق گیلان است که آب آن مصارف شرب، کشاورزی و صـنعت دارد. وجـود مراکز متعدد آلایندگی از جمله کشاورزی غرقاب در حریم رودخانه و کارگاههای برداشت شـن و ماسـه، اهمیـت بررسـی کیفیت این رودخانه را نشان میدهد. محصولات غالب در منطقه مطالعاتی برنج، چای و مرکبـات مـیباشـد کـه بـه منظـور افزایش باروری خاک و بهبود محصول از کود و سموم شیمیایی اسـتفاده مـیشـود. وجـود آلاینـدههـای متنـوع در مجـاور رودخانـه پلـرود و مصــارف متعـدد از آن منجــر بـه هـدفگــذاری ایـن تحقیــق جهـت بررسـی کیفیــت آب آن بـر اســاس شاخصهای متداول منابع آب سطحی شد.
-2 مواد و روشها
منطقه مورد مطالعه در شرق استان گیلان بین عرض جغرافیاییَ30ْ36 تاَ15ْ32 شمالی و طـول جغرافیـاییَ 45 ْ49 تاَ45ْ50 شرقی واقع شدهاست. در این مطالعه از پارامترهای کیفی در 10 ایستگاه انتخابی بـرروی رودخانـه پلـرود در 12 ماه استفاده شدهاست. نمونهبرداری به صورت ماهیانه صورت گرفتهاست. برای تجزیه و تحلیل مکانی و زمانی داده های کیفی آب از شاخص های مینیمم کیفیت آب، دما، :4,، 2:4,، NSFWQI استفاده شد که در ادامه جزئیات هر یک از شاخصها ارائه میشود.
-1-2 شاخص WQI
این شاخص ابزاری مناسب جهت بیان سادهتر وضعیت آب به منظور آگاهی عمومی و اهداف مدیریتی و خلاصه نمودن دادههای کیفیت آب و در یک لغت خوب یا بـد بـودن کیفیـت آب اسـت .(6) پارامترهـای مـورد اسـتفاده در ایـن شاخص اکسیژن محلول (DO)، اکسیژن مورد نیاز بیولوژیکی (BOD)، اسیدیته (PH)، فسفات کل، موادمعلـق (TSS)، تغییرات درجه حرارت و نیترات میباشند.
شاخص WQI از رابطه شماره یک بدست میآید که در این رابطه Pi، وزن یا درجه الویت عامل (که از صفر تا یک تغییر میکند) و Ci، عیار یا کیفیت پارامتر (که تغییرات آن از صفر تا صد است) هستند.
(1)
-2-2 شاخص NSFWQI
این شاخص توسط براون و همکاران (1970) براساس پرسشنامهای که توسط 142 نفر از افـراد مجـرب در ایـن زمینه تکمیل نموده بودند، طراحی شد. به دلیل حمایت این شاخص توسط سازمان بهداشت ملی آمریکا (NSFWQI) بعدا این شاخص به نام NSFWQI شهرت یافت .(7) ارزش این شاخص بین 0 تا 100 طبقهبندی شده است. جهت تعیـین ایـن
شاخص، 9 پارامتر اکسیژن محلول (DO)، اکسیژن مـورد نیـاز بیولـوژیکی (BOD)، کلیفـرم مـدفوعی، نیتـرات، فسـفات، اسیدیته، کل جامدات محلول ،کدورت و دما مورد نیاز میباشـد. شـاخص NSFWQI بـه صـورت میـانگینهـای وزنـی و هندسی (معادلات2 و (3 قابل محاسبه است. ضریب وزنی W براساس اهمیـت پـارامتر کیفـی در منطقـه و منبـع آب مـورد بررسی، تعیین و در محاسبه شاخص بکار گرفته میشود. جدول 1 مقادیر ضریب وزنی متداول را نشان میدهد. درجهبندی شاخص NSFWQI و تفسیر کیفیت آب در جدول 2 آمدهاست.
(2)
(3)
Ii و Wi به ترتیب زیرشاخص و ضریب وزنی مربوط به پارامتر i میباشند.
جدول -1 فاکتورهای وزنی بکار رفته در شاخص NSFWQI
پارامتر واحد وزن
اکسیژن محلول درصداشباع 0/17
اکسیژن موردنیاز mg/l 0/11
اسیدیته 0/11
فسفات کل mg/l 0/1
موادمعلق mg/l 0/07
درجه حرارت c 0/1
نیترات mg/l 0/1
کلیفرم مدفوعی 0/16
کدورت 0/08
جدول -2 تفسیر آلودگی NSFWQI
محدوده شاخص بیان وضعیت
0-25 خیلی بد
26-50 بد
51-70 متوسط
71-90 خوب
91-100 خیلی خوب
-3-2 شاخص OWQI
از این شاخص برای تعیین کیفیت آب در مصارف تفریحات عمومی مثل ماهیگیری ، شنا و غیره استفاده میشود. پارامترهای مورد استفاده در این شاخص فسفات ، نیتـرات ، آمونیـاک ، موادمعلـق ، اکسـیژن موردنیـاز (BOD) ، اکسـیژن محلول (DO) ، تغییرات دما ، کلیفرم میباشند(.(8 ایـن شـاخص از رابطـه 5 محاسـبه مـیشـود و تفسـیر کیفیـت آب ایـن شاخص مانند NSFWQI (جدول (2 میباشد.
(5)
SI، مقدار زیر شاخص هر پارامتر و n، تعداد زیر شاخص استفاده شده میباشند.
