ارزیابی کیفیت آب رودخانۀ چالوس با استفاده از تجزیه ‌و تحلیل آماری و شاخص کیفیت آب (WQI)

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد/ گروه مهندسی عمران، دانشکدۀ فنی و مهندسی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران

2 استادیار/ گروه مهندسی عمران، دانشکدۀ فنی و مهندسی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران

3 دانشجوی کارشناسی ارشد/ گروه مهندسی عمران، دانشکدۀ فنی و مهندسی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران

چکیده

آلودگی رودخانه‌ها یکی از خطرات جدی برای محیط‌ زیست، سیستم‌های آبی و سلامت انسان است. در این مطالعه اثر فعالیت‌های انسانی بر کیفیت آب در رودخانۀ چالوس مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین‌منظور، نمونه‌برداری در دو دوره (مهر 1398 تا شهریور 1399) انجام شد. در هر دوره از هر ایستگاه سه نمونه از آب‌های سطحی جمع‌آوری و مورد تجزیه‌ و تحلیل قرار گرفت. در این پژوهش پارامترهای کیفیت آب (دما، pH، هدایت الکتریکی، مواد جامد محلول، جامدات معلق، کدورت، شوری، کاهش پتانسیل اکسیداسیون، قلیایی، سختی کل)، اکسیژن‌رسانی (اکسیژن محلول، اشباع اکسیژن، نیاز اکسیژن بیولوژیکی)، مواد مغذی ( ، ، ، کل فسفات، کل فسفر)، عناصر کمیاب، آلودگی غیرآلی و محتوای کلروفیل معلق از جمله پارامترهای بیولوژیکی بررسی شدند. روش‌های آماری متعددی برای نتایج تجزیه‌ و تحلیل پارامترها از جمله روش آماری مؤلفه‌های اصلی (PCA)، شاخص همبستگی پیرسون (PCI) و تجزیه‌ و تحلیل خوشه‌ای (CA) مورد استفاده قرار گرفت و هم‌چنین از شاخص کیفیت آب (WQI) برای تعیین کیفیت جریان آب و ضریب خطر (HQ) و شاخص خطر (HI) جهت بررسی ارزیابی ریسک از نظر بهداشت عمومی برای عناصر کمیاب استفاده شد. نتایج نشان داد که کیفیت آب رودخانة چالوس از ایستگاه S1 به‌سمت پایین‌دست به‌دلیل افزایش فعالیت‌های انسانی، جاده‌سازی در حاشیۀ بستر رودخانه، ورود پساب از زمین­های کشاورزی و فاضلاب خانگی و تخلیه فاضلاب مزارع پرورش دام در رودخانه کاهش ‌یافته است و هم‌چنین بررسی کیفیت آب رودخانه از نظر خطرات بهداشت عمومی نشان ‌داد که می­توان از آب ایستگاه S1 به‌عنوان آب آشامیدنی استفاده کرد و خطری بالقوه برای سلامت بزرگسالان و کودکان ندارد، اما از آب ایستگاه S2 و به‌ویژه ایستگاه S3 نمی‌توان برای آشامیدن استفاده کرد و باعث ایجاد خطرات بالقوه برای سلامت بزرگسالان و کودکان می‌شود.

کلیدواژه‌ها


خلیلی، ر.، زالی، ا.، و متقی، ح. (1400). ارزیابی فلزات سنگین در آب و رسوبات رودخانۀ هراز، با استفاده از شاخص بار آلودگی (PLI) و شاخص تجمع جغرافیایی (Igeo). تحقیقات آب و خاک ایران. 52(4)،. 933-943.
 
Ashar, Y.K., Susilawati, S., & Agustina, D. (2020). Analisis Kualitas (BOD, COD, DO) Air Sungai Pesanggrahan Desa Rawadenok Kelurahan Rangkepan Jaya Baru Kecamatan Mas Kota Depok. Fakultas Kesehatan Masyarakat UINSU Medan, 24 pages.
Bhatta, B., Shrestha, S., Shrestha, P.K., & Talchabhadel, R. (2019). Evaluation and application of a SWAT model to assess the climate change impact on the hydrology of the Himalayan River Basin. Catena, 181, 104082.
Chabuk, A., Al-Madhlom, Q., Al-Maliki, A., Al-Ansari, N., Hussain, H.M., & Laue, J. (2020). Water quality assessment along Tigris River (Iraq) using water quality index (WQI) and GIS software. Arabian Journal of Geosciences, 13(14), 1–23.
Elkiran, G., Nourani, V., & Abba, S.I. (2019). Multi-step ahead modelling of river water quality parameters using ensemble artificial intelligence-based approach. Journal of Hydrology, 577, 123962.
Ewaid, S.H., & Abed, S.A. (2017). Water quality index for Al-Gharraf river, southern Iraq. The Egyptian Journal of Aquatic Research, 43(2), 117–122.
Ewaid, S.H., Abed, S.A., & Kadhum, S.A. (2018). Predicting the Tigris River water quality within Baghdad, Iraq by using water quality index and regression analysis. Environmental Technology & Innovation, 11, 390–398.
Garg, V., Aggarwal, S.P., & Chauhan, P. (2020). Changes in turbidity along Ganga River using Sentinel-2 satellite data during lockdown associated with COVID-19. Geomatics, Natural Hazards and Risk, 11(1), 1175–1195.
Irham, M., Abrar, F., & Kurnianda, V. (2017). Analisis BOD dan COD di perairan estuaria Krueng Cut, Banda Aceh. DEPIK Jurnal Ilmu-Ilmu Perairan, Pesisir Dan Perikanan, 6(3), 199–204.
Jaiswal, M., Hussain, J., Gupta, S.K., Nasr, M., & Nema, A.K. (2019). Comprehensive evaluation of water quality status for entire stretch of Yamuna River, India. Environmental Monitoring and Assessment, 191(4), 208.
Jin, X., Bai, Z., Oenema, O., Winiwarter, W., Velthof, G., Chen, X., & Ma, L. (2020). Spatial planning needed to drastically reduce nitrogen and phosphorus surpluses in China’s Agriculture. Environmental Science & Technology, 54(19), 11894–11904.
Kang, D., So, Y.H., Park, K., Kim, I., & Kim, B.W. (2019). Analyses of TOC efficiency and correlation between DO, BOD, COD and influence factors using long-term observation data in the main stream of Nakdong River. Journal of Environmental Science International, 28(5), 465–474.
Khalili, R., Parvinnia, M., & Motaghi, H. (2020). Evaluation of Bashar River water quality using CCME water quality index. Journal of Environmental Science Studies, 5(3), 2807–2814.
Khalili, R., Parvinnia, M., & Motaghi, H. (2021). The effects of forecasted precipitation amount on probable maximum precipitation and probable maximum flood parameters. Journal of Environmental Science Studies, 5(4), 2982–2989.
Khalili, R., Ghaedi, M., Parvinnia, M., & Sabzehmeidani, M.M. (2021). Simultaneous removal of binary mixture dyes using Mn - Fe layered double hydroxide coated chitosan fibers prepared by wet spinning. Surfaces and Interfaces, 23, 100976.
Khalili, R., Parvinnia, M., & Zali, A. (2020). Water quality assessment of Garmarood River using the national sanitation foundation water quality index (NSFWQI), river pollution index (RPI) and weighted arithmetic water quality index (WAWQI). Environment and Water Engineering, 6(3), 274–284.
Khalili, R., Zali, A., & Motaghi, H. (2021). Evaluating the heavy metals in the water and sediments of Haraz River, using pollution load index (PLI) and geo accumulation index (Igeo). Iranian Journal of Soil and Water Research, 52(4), 933-942 (in Persian).
Khan, R., Saxena, A., & Shukla, S. (2020). Evaluation of heavy metal pollution for River Gomti, in parts of Ganga Alluvial Plain, India. SN Applied Sciences, 2(8), 1–12.
Melesse, A.M., Khosravi, K., Tiefenbacher, J.P., Heddam, S., Kim, S., Mosavi, A., & Pham, B.T. (2020). River water salinity prediction using hybrid machine learning models. Water, 12(10), 2951.
Mukherjee, I., Singh, U.K., Singh, R.P., Kumari, D., Jha, P.K., & Mehta, P. (2020). Characterization of heavy metal pollution in an anthropogenically and geologically influenced semi-arid region of east India and assessment of ecological and human health risks. Science of The Total Environment, 705, 135801.
Nath, S.D., Choudhury, T.R., & Sinha, R.C. (2017). An investigation of pH, TDS and trace elements of water in Buriganga river, Bangladesh. International Journal of Sciences & Applied Research, 4(11), 24-33.
Ou, Y., Xue, Z.G., Li, C., Xu, K., White, J.R., Bentley, S.J., & Zang, Z. (2020). A numerical investigation of salinity variations in the Barataria Estuary, Louisiana in connection with the Mississippi River and restoration activities. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 245, 107021.
Prasad, S., Saluja, R., Joshi, V., & Garg, J.K. (2020). Heavy metal pollution in surface water of the Upper Ganga River, India: human health risk assessment. Environmental Monitoring and Assessment, 192(11), 1–15.
Santoso, A.D. (2018). Keragaan Nilai DO, BOD dan COD di Danau Bekas Tambang Batubara Studi Kasus pada Danau Sangatta North PT. KPC di Kalimatan Timur. Jurnal Teknologi Lingkungan, 19(1), 89–96.
Şener, Ş., Şener, E., & Davraz, A. (2017). Evaluation of water quality using water quality index (WQI) method and GIS in Aksu River (SW-Turkey). Science of the Total Environment, 584, 131–144.
Suryawan, I. W.K., Prajati, G., Afifah, A.S., & Apritama, M.R. (2020). NH3-N and COD reduction in Endek (Balinese textile) wastewater by activated sludge under different DO condition with ozone pretreatment. Walailak Journal of Science and Technology (WJST), 18(6), 9127.
Swain, S.S., Mishra, A., Sahoo, B., & Chatterjee, C. (2020). Water scarcity-risk assessment in data-scarce river basins under decadal climate change using a hydrological modelling approach. Journal of Hydrology, 590, 125260.
Tokatli, C. (2021). Health risk assessment of toxic metals in surface and groundwater resources of a significant agriculture and industry zone in Turkey. Environmental Earth Sciences, 80(4), 1–14.
Ustaoğlu, F., Tepe, Y., & Taş, B. (2020). Assessment of stream quality and health risk in a subtropical Turkey river system: A combined approach using statistical analysis and water quality index. Ecological Indicators, 113, 105815.
Verbrugge, L.N.H., Schipper, A.M., Huijbregts, M.A.J., Van der Velde, G., & Leuven, R.S.E.W. (2012). Sensitivity of native and non-native mollusc species to changing river water temperature and salinity. Biological Invasions, 14(6), 1187–1199.
Wang, Y., Xie, Z., Liu, S., Wang, L., Li, R., Chen, S., Jia, B., Qin, P., & Xie, J. (2020). Effects of anthropogenic disturbances and climate change on riverine dissolved inorganic nitrogen transport. Journal of Advances in Modeling Earth Systems, 12(10), e2020MS002234.
Worrall, F., Kerns, B., Howden, N.J.K., Burt, T.P., & Jarvie, H.P. (2020). The probability of breaching water quality standards–a probabilistic model of river water nitrate concentrations. Journal of Hydrology, 583, 124562.
Wu, H., Yang, W., Yao, R., Zhao, Y., Zhao, Y., Zhang, Y., Yuan, Q., & Lin, A. (2020). Evaluating surface water quality using water quality index in Beiyun River, China. Environmental Science and Pollution Research, 27(28), 35449–35458.
Wu, H., Yang, F., Li, H., Li, Q., Zhang, F., Ba, Y., Cui, L., Sun, L., Lv, T., & Wang, N. (2020). Heavy metal pollution and health risk assessment of agricultural soil near a smelter in an industrial city in China. International Journal of Environmental Health Research, 30(2), 174–186.
Wu, Z., Wang, X., Chen, Y., Cai, Y., & Deng, J. (2018). Assessing river water quality using water quality index in Lake Taihu Basin, China. Science of the Total Environment, 612, 914–922.
Xiao, H., Shahab, A., Xi, B., Chang, Q., You, S., Li, J., Sun, X., Huang, H., Li, X., & Saddique, J. (2020). Heavy metal pollution, ecological risk, spatial distribution, and source identification in sediments of the Lijiang River, China. Environmental Pollution, 269, 116189.
Xu, G., Li, P., Lu, K., Tantai, Z., Zhang, J., Ren, Z., Wang, X., Yu, K., Shi, P., & Cheng, Y. (2019). Seasonal changes in water quality and its main influencing factors in the Dan River basin. Catena, 173, 131–140.
Xu, J., Zheng, L., Xu, L., Liu, B., Liu, J., & Wang, X. (2020). Identification of dissolved metal contamination of major rivers in the southeastern hilly area, China: distribution, source apportionment, and health risk assessment. Environmental Science and Pollution Research, 27(4), 3908-3922.
Zounemat‐Kermani, M., Alizamir, M., Fadaee, M., Sankaran Namboothiri, A., & Shiri, J. (2020). Online sequential extreme learning machine in river water quality (turbidity) prediction: a comparative study on different data mining approaches. Water and Environment Journal, 35, 335-348.