بخشی از مقاله
خلاصه
رودخانهها علیرغم داشتن اهمیت اکولوژیک بسیار زیاد، در معرض مقادیر مختلف منابع آلاینده قرار دارند، به همین علت داشتن آگاهی از تغییرات کیفی آب رودخانهها الزامی است. یکی از روش های تحلیل و تفسیر مشخصههای کیفی آب، استفاده از شاخصهای کیفیت آب می باشد. در این روش پس از اندازه گیری غلظت پارامترهای اصلی مؤثر در کیفیت آب، زیر شاخص هر یک از آن ها بوسیله منحنی های PI تبدیل به ارزشهای کیفی می شود.
شاخص کل از حاصل جمع زیر شاخصهای وزندار شده بدست می آید و طبقه بندی آب بر اساس آن صورت میگیرد. در این تحقیق منحنیهای PI بر اساس بررسی متون درخصوص محدوده مجاز غلظت آلایندهها - استاندارد 1053 و استاندارد کیفیت آب ایران - ، غلظت شناخته شده از عناصر و یا بازه مجاز تعریف شده توسط استاندارهای نهادها و کشورهای مختلف تولید شده و با منحنیهای PI کشورهای دارای شاخص کیفیت آب مقایسه می شود.
کلمات کلیدی: کیفیت آب، منحنی های PI، ارزش کیفی، غلظت آلاینده ها، طبقه بندی آب
مقدمه
عدم کنترل کیفیت آب رودخانه ها و منابع آلاینده ورودی به آنها می تواند موجب بروز فجایع زیست محیطی، بهداشتی و انسانی از طریق ورود آب آلوده به سیستم های انتقال آب شود. یکی از روش های تحلیل و تفسیر مشخصههای کیفی آب، استفاده از شاخص های کیفیت آب میباشد. تقریبا تمام شاخصهای کیفیت آب با توجه به غلظت نمونه های طبیعی متغیرها در مقابل غلظت مجاز آن ها، اقدام به تفسیر "خوب" یا "بد" بودن آن ها می کنند. سپس متغیرها با توجه به اهمیتشان در کیفیت کلی آب وزندهی شده و با محاسبه متوسط وزنی آنها شاخص کلی کیفیت آب بدست میآید.
یکی از کلیدیترین قسمت های شاخص های کیفیت آب، انتخاب تعداد و نوع متغیرهای آن می باشد. در این تحقیق با بررسی متون در خصوص منابع اصلی آلوده کننده آبهای ایران و نیز با نیم نگاهی به شاخص کیفیت آب ایران، NSFWQI و دیگر شاخصهای برتر موجود در زمینه کیفیت آب، 13 پارامتر شامل: PH، کلیفرم مدفوعی، جامدات کل، نیترات، فسفات کل، تغییرات دما، اکسیژن محلول، اکسیژن خواهی بیولوژیکی، اکسیژن خواهی شیمیایی، هدایت الکتریکی، آمونیوم، سختی و کدورت بعنوان متغیرهای اصلی انتخاب شدند.
برای تولید منحنیهای PI به تعیین شرایط مرزی برای هر یک از متغیرها نیاز است. شرایط مرزی هر متغیر باتوجه به حد مطلوب و مقدار غلظت مجاز ذکر شده در استانداردها، آیین نامه ها و شاخص های ذیل بدست آمده است:استاندارد ملی 1053 مؤسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران، ویرایش پنجم استاندارد کیفیت آب های ایران تهیه شده توسط سازمان حفاظت محیط زیست استاندارد کیفیت آب آشامیدنی سازمان جهانی بهداشت استاندارد کیفیت آب سازمان حفاظت محیطزیست آمریکا شاخص کیفیت آبهای سطحی ایران شاخص کیفیت آب بنیاد ملی بهداشت آمریکا استاندارد تخلیه فاضلاب استاندارد کیفیت آب کشورهایی که برای پارامترهای ذکر شده به توصیه حدود پرداخته اند.
کیفیت آب نمونه برداری شده با توجه به عدد شاخص نهایی به ترتیب در پنج رده خیلی بد - شاخص نهایی بین 1 تا - 25، بد - شاخص نهایی بین 25 تا - 50، متوسط - شاخص نهایی بین 50 تا - 75، خوب - شاخص نهایی بین 75 تا - 90 و عالی - شاخص نهایی بین 90 تا - 100 طبقه بندی میشود. باتوجه به این طبقه بندی، نقاط ابتدایی هر یک از بازههای خیلی بد تا عالی به عنوان نقاط کلیدی در منحنی هر یک از پارامترها میباشد. در رسم منحنیها نیز غلظت متناظر با ارزشهای کیفی 1 - شروع رده خیلی بد - ، 25 - شروع رده بد - ، 50 - شروع رده متوسط - ، 75 - شروع رده خوب - ، 90 - شروع رده عالی - و 100 - بالاترین ارزش کیفی ممکن - ؛ با توجه به غلظت مجاز و مطلوب توصیه شده توسط آیین نامه ها و استانداردهای مذکور تعیین شده است.
در مواردی که برای هر یک از این ارزشهای کیفی حد مجاز یا مطلوبی در آیین نامهها ذکر نشده است، با توجه به متون موجود در زمینه کیفیت آب و نیز قضاوت مهندسی نویسندگان این مقاله غلظتی پیشنهادی ارائه شده است. در نهایت باتوجه به شرایط مرزی تعیین شده، منحنی برازش یافته برای هر پارامتر بعنوان منحنی PI پیشنهادی آن ارائه شده است.
اکسیژن خواهی بیولوژیکی BOD5
مطابق استاندارد کیفیت آبهای ایران حداکثر مقدار مجاز آن برای آبی که پس از تصفیه فیزیکی و گندزدایی ساده قابل شرب باشد - گروه - 1 برابر 3 میلی گرم بر لیتر، برای آبی که پس از تصفیه فیزیکی معمول، تصفیه شیمیایی و گندزدایی قابل شرب باشد - گروه - 2 برابر 5 میلی گرم بر لیتر و برای آبی که پس از تصفیه فیزیکی و شیمیایی پیشرفته و گندزدایی گسترده قابل شرب باشد - گروه - 3 برابر 7 میلی گرم بر لیتر است؛ برای اکوسیستمهای مناسب برای ماهیان سردآبی 3 میلی گرم بر لیتر و برای اکوسیستمهای مناسب برای ماهیان گرم آبی 6 میلی گرم بر لیتر است.
استاندارد تخلیه فاضلاب مقدار مجاز این پارامتر برای فاضلابهای تخلیه شونده به آب های سطحی و چاه های جذبی را 30 میلی گرم بر لیتر و به آبهای کشاورزی و آبیاری را 100 میلی گرم بر لیتر اعلام کرده است. در شاخص نیز همانطور که گفته شد طیف فرکانسی آب های ایران رسم شده است و در آن بدترین حالت موجود در آب های ایران برای غلظت 50 میلی گرم بر لیتر بوده است. شاخص کیفیت آب آمریکا نیز غلظت 30 میلی گرم بر لیتر را بعنوان بدترین غلظت منحنی خود تعیین نموده است.
کلیفرم مدفوعی Fecal Coliform
سازمان جهانی بهداشت، USEPA و دستور العمل مجامع اروپایی مقدار مجاز آنرا صفر واحد در صد میلی لیتر ذکر کرده اند. استاندارد کیفیت آب مالزی مقدار مجاز آنرا بین 10 تا 100 واحد در صد میلی لیتر و استاندارد کانادا مقدار مجاز آنرا 100 واحد در صد میلی لیتر دانسته است .مطابق استاندارد کیفیت آبهای ایران حداکثر مقدار مجاز آن برای آب های گروه 1 برابر 20 واحد در صد میلی لیتر، برای آب های گروه2 برابر 2000 واحد در صد میلی لیتر، برای آبهای گروه 3 برابر 20/000 واحد در صد میلی لیتر و برای آب با کاربری تفرج 2000 واحد در صد میلیلیتر است.
مطابق شاخص IRWQI بدترین حالت موجود در آب های ایران برای کلیفرم مدفوعی تعداد 1/000/000 واحد در صد میلی لیتر بوده است و شاخص کیفیت آب آمریکا نیز به تعداد 100/000 واحد در 100 میلی لیتر ارزش کیفی 1 را داده است که از آن نیز می توان بهره برد.
قلیاییت pH
استاندارد هند، و انجمن مرکزی کنترل آلودگی حداکثر مقدار مجاز آنرا برابر با 6/5 تا 8/5 واحد اعلام کرده اند. در عین حال بنیاد مطالعات پزشکی هند حداکثر مقدار مجاز آنرا 6/5 تا 9/2 واحد اعلام کرده است. سازمان جهانی بهداشت نیز حداکثر مقدار مجاز آنرا برابر با 6/5 تا 8 واحد اعلام کرده است. استاندارد ملی 1053 نیز حداکثر مقدار مجاز آنرا برابر با 6/5 تا 9 واحد و حد مطلوب آنرا 6/5 تا 8/5 واحد اعلام کرده است.
مطابق استاندارد کیفیت آبهای ایران حداکثر مقدار مجاز آن برای آب های گروه 1 برابر 6/5 تا 8/5 واحد، برای آبهای گروه 2 و 3 برابر 5/5 تا 9 واحد، برای آب با کاربری کشاورزی 6/5 تا 8/4 واحد، برای آب با کاربری صنعتی 6 تا 9 واحد، برای حفاظت از اکوسیستم های مناسب برای ماهیان سردآبی و گرم آبی 6 تا 9 واحد و برای آب با کاربری تفرج 6/5 تا 9/5 واحد است. برای تعیین واحدهای رده بد و خیلی بد ارزش کیفی از قضاوت مهندسی و واحدهای ارائه شده در شاخصهای کیفیت آب ایران و آمریکا استفاده شد.
نیترات NO3-
سازمان جهانی بهداشت، USEPA ، استاندارد 1053 ایران، هند و استاندارد کیفیت آبهای ایران حداکثر مقدار مجاز آنرا برابر با 50 میلیگرم در لیتر اعلام کرده است. استاندارد تخلیه فاضلاب سازمان حفاظت محیط زیست نیز حداکثر مقدار مجاز نیترات موجود در فاضلاب برای تخلیه به آب های سطحی را 50 و به چاههای جذبی را 10 میلی گرم بر لیتر اعلام کرده است. مطابق شاخص IRWQI بدترین حالت موجود در آب های ایران برای NO3 غلظت 30 میلی گرم بر لیتر بوده است. برای 100 میلی گرم بر لیتر در شاخص کیفیت آب آمریکا ارزش کیفی 1 در نظر گرفته شده است.
