ارزیابی و تحلیل پارامترهای شیمیایی در شاخص کیفت آب زیرزمینی (WQI) مطالعه موردی: جلگه ساحلی شهرستان نور، استان مازندران

محورهای موضوعی : اقلیم شناسی

رضا اسماعیلی ¹ , محمدمهدی حسین‌زاده ²

1 - دانشیار ژئومورفولوژی،گروه جغرافیا، دانشگاه مازندران،ایران
2 - دانشیار دانشکده علوم زمین(گروه جغرافیای طبیعی)، دانشگاه شهید بهشتی ،تهران

تاریخ دریافت : 1396/07/17 تاریخ پذیرش : 1397/06/26 تاریخ انتشار : 1397/09/30

کلید واژه: GIS, مازندران, شهرستان نور, شاخص کیفیت آب( WQI),

چکیده مقاله :

آب زیرزمینی از مهم‌ترین منابع آبی در بسیاری از کشورهاست. کیفیت آب زیرزمینی یک عامل ضروری برای مطلوبیت آب در مصارف متعدد است. منطقه مورد مطالعه در این تحقیق، قسمت جلگه‌ای شهرستان نور است که در استان مازندران واقع شده است. منطقه عمدتاً تحت کاربری کشاورزی (برنج کاری) قرار دارد. در این تحقیق، از 50 چاه نمونه‌برداری شد. نقشه‌های توزیع فضایی پارامترهای مهم کیفیت آب با استفاده از تکنیک‌های زمین‌ آماری در نرم‌افزار ARC GIS تهیه گردید. شاخص کیفیت آب زیرزمینی (WQI) با توجه به پارامترهای کیفیت آب شامل کل مواد جامد محلول (TDS)، هدایت الکتریکی (EC)، PH، کلسیم، منیزیم، سدیم، پتاسیم، کلر، سولفات، بی‌کربنات، نیترات، نیتریت و آمونیوم برای مصرف شرب مورد بررسی قرارگرفتند. با وزن‌دهی به هریک از پارامترها و محاسبه نسبت هر پارامتر به مقدار استاندارد سازمان بهداشت جهانی(2011)، شاخص کیفیت نمونه‌های آب زیرزمینی بدست آمد. سپس نقشه شاخص کیفیت آب زیرزمینی در نرم افزار ARC GIS تهیه گردید. شاخص کیفیت آب زیرزمینی منطقه در سه گروه بسیار خوب، خوب و ضعیف طبقه‌بندی شدند که 98 درصد نمونه‌ها در گروههای بسیارخوب و خوب قرار گرفتند. تحلیل آماری با استفاده از رگرسیون چندگانه نشان می‌دهد که پارامتر EC، TDS و آمونیوم(NH3) سه پارامتر غالب برای پایش کیفیت آب منطقه هستند. در منطقه مورد مطالعه 16 درصد نمونه‌های آب زیرزمینی مقدار آمونیاک بیش از 5/1 میلی‌گرم در لیتر داشتند که نشان دهنده‌ی آلودگی انسانی است. دیاگرام گیبس، غلبه فرایند هوازدگی سنگ را در کیفیت شیمیایی آب زیرزمینی منطقه نشان می‌دهد. شاخص اشباع کانی‌ها، نشان می‌دهد که همه‌ی نمونه‌ها نسبت به آهک، دولومیت و آراگونیت در حالت اشباع هستند از این رو 98 درصد نمونه‌های آب زیرزمینی منطقه سختی بسیار زیاد دارند.

چکیده انگلیسی:

آب زیرزمینی از مهم‌ترین منابع آبی در بسیاری از کشورهاست. کیفیت آب زیرزمینی یک عامل ضروری برای مطلوبیت آب در مصارف متعدد است. منطقه مورد مطالعه در این تحقیق، قسمت جلگه‌ای شهرستان نور است که در استان مازندران واقع شده است. منطقه عمدتاً تحت کاربری کشاورزی (برنج کاری) قرار دارد. در این تحقیق، از 50 چاه نمونه‌برداری شد. نقشه‌های توزیع فضایی پارامترهای مهم کیفیت آب با استفاده از تکنیک‌های زمین‌ آماری در نرم‌افزار ARC GIS تهیه گردید. شاخص کیفیت آب زیرزمینی (WQI) با توجه به پارامترهای کیفیت آب شامل کل مواد جامد محلول (TDS)، هدایت الکتریکی (EC)، PH، کلسیم، منیزیم، سدیم، پتاسیم، کلر، سولفات، بی‌کربنات، نیترات، نیتریت و آمونیوم برای مصرف شرب مورد بررسی قرارگرفتند. با وزن‌دهی به هریک از پارامترها و محاسبه نسبت هر پارامتر به مقدار استاندارد سازمان بهداشت جهانی(2011)، شاخص کیفیت نمونه‌های آب زیرزمینی بدست آمد. سپس نقشه شاخص کیفیت آب زیرزمینی در نرم افزار ARC GIS تهیه گردید. شاخص کیفیت آب زیرزمینی منطقه در سه گروه بسیار خوب، خوب و ضعیف طبقه‌بندی شدند که 98 درصد نمونه‌ها در گروههای بسیارخوب و خوب قرار گرفتند. تحلیل آماری  با استفاده از رگرسیون چندگانه نشان می‌دهد که پارامتر EC، TDS و آمونیوم(NH3) سه پارامتر غالب برای پایش کیفیت آب منطقه هستند. در منطقه مورد مطالعه 16 درصد نمونه‌های آب زیرزمینی مقدار آمونیاک بیش از 5/1 میلی‌گرم در لیتر داشتند که نشان دهنده‌ی آلودگی انسانی است. دیاگرام گیبس، غلبه فرایند هوازدگی سنگ را در کیفیت شیمیایی آب زیرزمینی منطقه نشان می‌دهد. شاخص اشباع کانی‌ها، نشان می‌دهد که همه‌ی نمونه‌ها نسبت به آهک، دولومیت و آراگونیت در حالت اشباع هستند از این رو 98 درصد نمونه‌های آب زیرزمینی منطقه سختی بسیار زیاد دارند.

منابع و مأخذ:

1- شمسایی، ابوالفضل، صادق اورعی زارع و امین سارنگ، 1384، بررسی تطبیقی شاخص‌های کیفی و پهنه بندی کیفی رودخانه کارون و دز، مجله آب و فاضلاب، شماره 55، صص 39-48.

2- عابسی، عزیر و محسن سعیدی، 1390، توسعه شاخص کیفی آب‌های زیرزمینی در سطح استان قزوین، فصلنامه علوم محیطی، شماره 31، صص 117-128.

3- مؤسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران، 1388،  آب آشامیدنی- ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی، استاندارد ملی ایران، 1053، تجدید نظر پنجم.

4- میرزایی، محمد، علی‌رضا نظری و علی یاری، 1384، پهنه بندی کیفی رودخانه جاجرود، محیط شناسی، شماره 37، صص 17-26.

5. Babiker, I. S., Mohamed, M. M. A., & Hiyama, T., 2007, Assessing groundwater quality using GIS. Water ResourcesManagement, 21, 699–715.

6. Backman, B., Bodiš, D., Lahermo, P., Rapant, S., & Tarvainen, T., 1998, Application of a groundwater contamination index in Finland and Slovakia. EnvironmentalGeology, 36(1–2), 55–64.

7. Machiwal, D., Jha, M.K. & Mal, B. C., 2011, GIS-based assessment and characterization of  groundwater quality in a hard-rock hilly terrain of Western India, Environ Monit Assess ,174:645–663 DOI 10.1007/s10661-010-1485-5

8. Pius, A., Jerome, C. & Sharma, N., 2011, Evaluation of groundwater quality in and around Peenya industrial area of Bangalore, South India using GIS techniques, Environ Monit Assess, DOI 10.1007/s10661-011-2244-y.

9. Kumar, S.K., Logeshkumaran, A., Magesh, N.S., Godson, P.S. and Chandrasekar, N., 2014, Hydro- geochemistry and application of water quality index (WQI) for groundwater quality assessment, Anna Nagar, part of Chennai City, Tamil Nadu, India, Appl Water Sci, DOI 10.1007/s13201-014-0196-4

10. Prasanna MV, Chidambaram S, Senthil Kumar G, Ramanathan AL, Nainwal HC (2010) Hydrogeochemical assessment of groundwater in Neyveli Basin, Cuddalore District, South India. Arab J Geosci. doi:10.1007/s12517-010-0191-5

11. Ramesh, S., Sukumaran, N., Murugesan, A. G., & Rajan, M. P. (2010).An innovative approach of Drinking Water Quality Index—A case study from Southern Tamil Nadu, India. Ecological Indicators, 10, 857–868.

12. Selvam, S., Manimaran, G., Sivasubramanian, P., Balasubramanian, N., and Seshunarayana, T., 2013, GIS-based Evaluation of Water Quality Index of groundwater resources around Tuticorin coastal city, south India, Environ Earth Sci, DOI 10.1007/s12665-013-2662-y

13. Skidmore, A. K., Bijer, W., Schmidt, K., & Kumar, L., 1997, Use of remote sensing and GIS for sustainable land management. ITC Journal, 3(4), 302–315.

14. Stigter, T. Y., Ribeiro, L., & Carvalho Dill, A. M. M., 2006, Application of a groundwater quality index as an assessment and communication tool in agroenvironmental policies: Two Portuguese case studies. Journal of Hydrology, 327, 578–591.

15. Varol, V., and Davraz, A., 2014, Evaluation of the groundwater quality with WQI (Water Quality Index) and multivariate analysis: a case study of the Tefenni plain (Burdur/Turkey), Environ Earth Sci, DOI 10.1007/s12665-014-3531-z.

16. Vasanthavigar M, Srinivasamoorthy K, Vijayaragavan K, Rajiv Ganthi R, Chidambaram S, Anandhan P, Manivannan R, Vasudevan S (2010) Application of water quality for groundwater quality assessment: Thirumanimuttar Sub basin, Tamil Nadu, India. Environ Monit Assess 171(1–4):595–609.

17.Vignolo, A., Pochettino, A., & Cicerone, D., 2006, Water quality assessment using remote sensing techniques: Medrano Creek, Argentina. Journal of Environmental Management, 81, 429–433.

18. WHO (2011) WHO Guidelines for Drinking-water Quality, fourth ed. World Health Organization.