ارزیابی کیفیت منابع آب آثار طبیعی ملی دهلران با استفاده از شاخص کیفیت آب (WQI)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار گروه محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه ملایر

2 دانشجوی کارشناسی ارشد محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه ملایر

3 دانشجوی دکتری آلودگی محیط زیست ، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه ملایر

چکیده

در بحران کنونی آب، استفاده از چشمه‌ها در بسیاری از مناطق به بشر کمک کرده است. کاربرد شاخص‌ها و روش‌های آماری اطلاعات مفیدی در راستای درک کیفیت آب و برنامه‌ریزی برای مدیریت درست آن، ارائه می‌دهد. زمانی که منابع آب علاوه بر استفاده متعارف ویژگی‌های منحصر به فردی دارند؛ از جمله رودخانه، چشمه‌های آبگرم و چشمه قیر دهلران، این موضوع اهمیت بیشتری می‌یابد. در این مطالعه، 28 نمونه از آب چشمه‌های آبگرم، 4 نمونه از آب رودخانه و 4 نمونه از آب چشمه قیر برداشت شدند. پارامترهای مورد اندازه‌گیری دما، pH، EC، سدیم، پتاسیم و نیترات بودند. آزمون‌های آماری آنالیز واریانس یک‌طرفه و تی تک نمونه‌ای به ترتیب برای مقایسه سه منطقه با هم و مقایسه با استاندارد WHO و استاندارد ملی ایران بکار گرفته شدند. همچنین برای طبقه‌بندی کیفیت آب از شاخص‌های ویلکاکس، WQI و INWQS استفاده شد. بر اساس نتایج به دست آمده، آب چشمه قیر از نظر تمام پارامترها با دو منطقه دیگر دارای تفاوت معنی‌دار آماری بود و همه پارامترها در سه منطقه دارای اختلاف معنی‌داری آماری با استاندارد WHO و استاندارد ملی ایران و کمتر از آن بودند. بر اساس شاخص ویلکاکس همه نمونه‌ها نامناسب برای آبیاری؛ بر اساس شاخص WQI دارای کیفیت عالی و بر اساس INWQS از نظر pH برای آبزی پروری گونه‌های حساس تصفیه نیاز ندارند و از نظر نیترات تنها برای آبیاری مناسب هستند. با توجه به مدیریت و حفاظت منطقه به عنوان آثار طبیعی ملی، به نظر می‌رسد که نقش عوامل طبیعی از جمله زمین شناسی و وقوع سیلاب در ترکیب شیمیایی منابع آب بسیار مهم‌تر باشد و در مجموع بر اساس نتایج روش‌های به کار رفته بجز ویلکاکس، کیفیت آب مناسب ارزیابی شد. با این وجود با توجه به استفاده بهداشتی درمانی از چشمه‌های آبگرم و احتمال احداث امکانات رفاهی برای گردشگران نباید از نقش عوامل انسانی بر کیفیت منابع آب منطقه غافل شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Assessing the quality of water resources of Dehloran National Natural Monuments using Water Quality Index (WQI)

نویسندگان [English]

  • Eisa Solgi 1
  • Mohammad Malk-Mohammadi 2
  • Fouzieh Beigmohammadi 3
1 Associate Professor, Department of Environment, Faculty of Natural Resources and Environment, Malayer University
2 MSc of Environment, Faculty of Natural Resources and Environment, Malayer University
3 Ph. D student ‎of Environmental Pollution, Faculty of Natural Resources and Environment, Malayer University
چکیده [English]

In the current water crisis, the use of springs has helped to mankind in many areas. The application of indexes and statistical methods provide useful information for understanding water quality and planning for its proper management. When water resources have unique characteristics in addition to conventional use; this issue becomes more important, including the river, hot springs and Dehloran bitumen springs. In this study, 28 samples of hot spring water, 4 samples of river water and 4 samples of bitumen spring water were collected. The temperature, pH, EC, sodium, potassium and nitrate parameters were measured. One-way analysis of variance and one-sample T-test were used to compare the three regions and compare with WHO standard and Iranian national standard, respectively. Wilcox, WQI and INWQS indices were also used to classify water quality. Based on the results, bitumen spring water had a statistically significant difference with the other two regions in terms of all parameters and all parameters in the three regions had a statistically significant difference with WHO standards and Iran's national standard and lower than these standards. According to the Wilcox index, all specimens were unsuitable for irrigation; based on the data of the WQI index calculation, water quality can be classified as excellent quality and according to INWQS in terms of pH for aquaculture of sensitive species do not need treatment and in terms of nitrate are only suitable for irrigation. Considering the management and protection of the region as a national natural monument, it seems that the role of natural factors such as geology and the occurrence of floods in the chemical composition of water resources is much more important and based on the results of used methods with the exception of Wilcox index, the water quality was assessed as suitable. However, considering the health use of hot springs and the possibility of constructing welfare facilities for tourists, the role of human factors on the water quality of resources in the region should not be overlooked.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bitumen spring
  • Dehloran National natural monuments
  • Water quality indexes
  • Nitrate
توکلی، م. 1397. مقایسه دو روش تصمیم­گیری فرایند تحلیل شبکه­ای و تحلیل سلسله مراتبی فازی به منظور ارزیابی توان اکولوژیک کاربری اکوتوریسم (مطالعه موردی: آثار طبیعی ملّی دهلران). جغرافیا و پایداری محیط. (8): 63-51.
خلجی، م.، ابراهیمی، ع.، هاشمی نژاد، ه.، متقی، ا. و اسداله، س. 1395. ارزیابی کیفیت آب دریاچه سد زاینده رود با استفاده از شاخص WQI. مجله علمی شیلات ایران. 25(5): 64-51.
رقیمی، م. و یخکشی، م. ا. 1381. بررسی منشا چشمه آبگرم زیارت گرگان از طریق مطالعات هیدروشیمی و ایزوتوپی. مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی. 9(3): 40-29.
رهنما، س. و سیاری، ن. 1398. بررسی روند تغییرات پارامترهای شیمیایی کیفیت آب رودخانه تجن با استفاده از تحلیل مؤلفه ‌اصلی و   نرم­افزار Aqua Chem. انسان و محیط زیست. 17(1): 25-13.
سهرابی زاده، ز.، شریفی مقدم، ا. و حکیم زاده، م. ع. 1397. تحلیل روند تغییرات کیفیت آب حوزه آبخیز رودخانه تالار با استفاده از روش ناپارامتری من- کندال. فصلنامه اکوسیستم­های طبیعی ایران. 8(3): 20-1.
منصوریان، ح.، رجبی زاده، ا.، جعفری مدرک، م.، دولتشاهی، ش. و حاتمی، ب. 1392. ارزیابی شاخص­های بهداشتی کیفیت آب استخرهای شنای شهر کرمان در سال ۱۳۹۰. مجله بهداشت و توسعه. 2(۲) :137-128.
موثق، ل.، زرینی، غ. ر. و قیامی راد، م. 1397. بررسی کیفیت فیزیکی، شیمیایی و میکروبی حوضچه­های شنای چشمه­های آبگرم مشکین شهر. هیدروژئولوژی. 3(1): 68-60.
نعمتی مقدم، ع.، غفوریان، ح. و امینی رنجبر، غ. ر. 1391. مطالعه بعضی خواص فیزیکی و شیمیایی و اندازه­گیری فلزات سنگین سرب و کادمیوم در سه چشمه آبگرم لاویج چمستان. مجله پژوهش­های علوم و فنون دریایی. 7(2): 10-1.
Alley, W.M. 1993. Regional ground-water quality. New York. Van Nostrand Reinhold. P.634.
Ansari, M.A., Deodhar, A., Kumar, U.S. and Khatti, V.S. 2015. Water quality of few springs in
outer Himalayas–A study on the groundwater–bedrock interactions and hydrochemical evolution. Groundwater Sus. Develop. 1, 59-67.
Avsar, O., Avşar, U., Arslan, Ş., Kurtuluş, B., Niedermann, S. and Güleç, N. 2017. Subaqueous hot springs in Köyceğiz Lake. Dalyan Channel and Fethiye-Göcek Bay (SW Turkey): Locations. chemistry and origins. Journal of Volcanology and Geothermal Research. 345, 81-97.
Boyer, G.M., Schubotz, F., Summons, R.E., Woods, J. and Shock, E.L. 2020. Carbon oxidation state in microbial polar lipids suggests adaptation to hot spring temperature and redox gradients. Frontiers in microbiology. 11, p229.
Carbajal-Hernández, J.J., Sánchez-Fernández, L.P., Villa-Vargas, L.A., Carrasco-Ochoa, J.A. and Martínez-Trinidad, J.F. 2013. Water quality assessment in shrimp culture using an analytical hierarchical process. Ecological indicators. 29,148-58.
Dash, A., Palita, S. K. and Patra, H. K. 2013. Physico-chemical analysis of thermal spring of Atri in the district of Khurda, Odisha, India. International Journal of Chemical Sciences and Applications. 4, 97–104.
German, C. R. and VonDamm, K. L. 2003. Hydrothermal processes. In: Holland, H.D., Turekian, K. K. (Eds.). Treatise on Geochemistry. Elsevier. 181–221.
Ghilamicael, A.M., Boga, H.I., Anami, S.E., Mehari, T. and Budambula, N. 2017. Physical and chemical characteristics of five hot springs in Eritrea. Journal of Natural Sciences Research. 7, 88-94.
Haki, G.D. and Gezmu, T.B. 2012. Physico-chemical properties of waters from some Ethiopian hot springs and the risk to the health of the community. Greener Journal of Physical Sciences. 2,138-40.
Hamzah, Z., Rani, N.A., Saat, A. and Wood, A.K. 2013. Determination of hot springs physico-chemical water quality potentially use for balneotherapy. Malaysian Journal of Analytical Sciences. 17,436-444.
Haque, S., Kannaujiya, S., Taloor, A.K., Keshri, D., Bhunia, R.K., Ray, P.K.C. and Chauhan, P. 2020. Identification of groundwater resource zone in the active tectonic region of Himalaya through earth observatory techniques. Groundwater Sustain. Develop.10p.100337.doi.org/10.1016/j.gsd.2020. 100337.
Harvey, K. 2007. Healing Touch. Sawubona. January 2007. 75-76.
He, W., Bai, Z.L., Liu, W.X., Kong, X. Z., Yang, B., Yang, C., Jrgensen, S.E. and Xu, F.L. 2016. Occurrence, spatial distribution, sources, and risks of polychlorinated biphenyls and heavy metals in surface sediments from a large eutrophic Chinese lake (Lake Chaohu). Environmental Science and Pollution Research. 23, 10335-10348.
Hussein, E.I., Jacob, J.H., Shakhatreh, M.A.K., Abd Al‐razaq, M.A., Juhmani, A.S.F. and Cornelison, C.T. 2017. Exploring the microbial diversity in Jordanian hot springs by comparative metagenomic analysis. MicrobiologyOpen. 6, 1-8.
Javed, A., Iqbal, J., Asghar, U., Khan, F.A., Munshi, A.B. and Sddiqui, I. 2009. A study to evaluate therapeutic  properties of minerals of Manghopir Hot Sping, Karachi. Chemical Society of Pakistan. 31, 396-401.
Lakshmi, P., Reddy, M., Reddy, C. and Rao, A. 2016. Studies of physico-chemical parameters to evaluate quality of water at different zones of Nalagonda District of Telangana, India. Journal of Earth Science and Climatic change. 7, 374. doi:10.4172/2157-7617.1000347.
Lamoreaux, P.E. and Tanner, J.T (eds). 2001. Springs and Bottled Waters of the World. Ancient History, Source, Occurrence. Quality and Use. Springer Verlag. Berlin.
Manikannan, R., Asokan, S. and Samsoor-Ali, A.M. 2011. Seasonal variations of physic-chemical properties of the great Vedaranyam swamp, point Calimere wildlife sanctuary, South-east coast of India. African Journal of Environmental Science and Technology. 5,673-681.
Matz, H., Orion, E. and Wolf, R. 2003. Balneotherapy in dermatology. Dermatologic Therapy.16, 132-140.
Nongmaithem, N. and Basudha, C. 2017. Physico-chemical properties of different water bodies of manipur. Journal of Scientific Research & Reports. 16,1-6.
Ocampo-Duque, W., Schuhmacher, M. and Domingo, J.L. 2007. A neural-fuzzy approach to classify the ecological status in surface waters. Environmental Pollution. 148, 634- 41.
Olivier, J., Van Niekerk, H.J. and Van der Walt, I.J. 2008. Physical and chemical characteristics of thermal springs in the Waterberg area in Limpopo Province. South Africa. Water SA. 34,163-174.
Pang, Z., Yuan, L., Huang, T., Kong, Y., Liu, J. and Li, Y. 2013. Impacts of human activities on the occurrence of groundwater nitrate in an alluvial plain: a multiple isotopic tracers approach. International Journal of Earth Sciences.24, 111-124.
Petraccia, L., Liberati, G. and Masciullo, S.G. 2005. Water, mineral waters and health. Clinical Nutrition. 25, 377-385.
Rahaman, Z.A., Cherus, S.F., Omar, M.A. and Ismail, W.R. 2016. Rivers and Lakes as Natural Heritage: Water Quality Status in the Northern States of Peninsular Malaysia. The Asian Journal of Humanities. 23, 109-128.
Rajapaksha, B.M.M., Maithreepala, R.A. and Asanthi, H. B. 2014. Water quality and biology of hot springs waters of Mahapelessa, Sri Lanka. Scientific Research Journal. 2, 1–6.
Ramirez, N.F. and Solano, F. 2004.Physicochemical water quality indices-A comparative Review. Revista Bifua. 27, 437-441.
Reyes, J.N., Jaramillo, M.E., Soriano, A.O. and Romero, I.V. 2015. Physical-chemical and therapeutic properties of hot springs and hydrothermal waters. International Journal of Research and Innovations in Earth Science. 2, 1375-2394.
Rosca, M. 2003. Geothermal energy and therapy uses in Romanian spas. IGC2003 - short course, Geothermal Training Programme. 99-117.
Shi, Z., Liao, F., Wang, G., Xu, Q., Mu, W. and Sun, X. 2017. Hydrogeochemical characteristics and evolution of hot springs in eastern Tibetan Plateau geothermal belt, western China: Insight from multivariate statistical analysis. Geofluids. 1-11.
Simon, N., Unjah, T., Yusry, M. and Dzulkafli, M.A. 2019. Physico-chemical Characterisation and Potential Health Benefit of the Hulu Langat Hot Spring in Selangor, Malaysia. Sains Malaysiana. 48, 2451-2462.
Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 2017. Ed 23 by Rodger B. Baird , Andrew D. Eaton , Eugene W. Rice .American Public Health Association (APHA). PP 1545.
Subtavewung, P.H., Raksaskulwong, M. and Tulyatid, J. 2005. The characteristic and classifcation of hot springs in Thailand. Proceedings World Geothermal Congress. Antalya. Turkey. 24-29.
Sun, X., Zhang, H., Zhong, M., Wang, Z., Liang, X., Huang, T. and Huang, H. 2019. Analyses on the temporal and spatial characteristics of water quality in a seagoing river using multivariate statistical techniques: A case study in the duliujian river, China. International journal of environmental research and public health. 6, 10-20.
Taloor, A.K., Pir, R.A., Adimalla, N., Ali, S., Manhas, D.S., Roy, S. and Singh, A.K. 2020. Spring water quality and discharge assessment in the Basantar watershed of Jammu Himalaya using geographic information system (GIS) and water quality Index (WQI). Groundwater for Sustainable Development.  https://doi.org/10.1016/j.gsd.2020.100364.
Tyagi, P.K., Shruti, S.V. and Ahuja, A. 2012. Synthesis of metal nanoparticals: A biological prospective for analysis. International Journal of Pharmaceutical Innovations. 4,48-60.
UKHCA. 2016. Controlling Scalding Risks from Bathing and Showering. Sutton: United Kingdom Homecare Association Ltd.
Vardhan, H., Verma, A.k., Allayie, S.A. and Mushtaq, R. 2015. Assessing variations in physico-chemical parameters of Tatapani spring of district Rajouri - Jammu. Indian Journal of Science and Research. 11,133–138.
WHO. 2011. Guidelines for drinking-water quality. World Health Organization. Geneva 2011. 303-304.
Wilcox, L.V. 1984. The quality of water for irrigation use. US Department of Agricultural Technical Bulletin 1962. Washington.
Yazdi, M., Hassanvand, M., Tamasian, O. and Navi, P. 2016. Hydrogeochemical characteristics of Mahallat hot springs, central Iran. Journal of Tethys. 4,169-179