نشریه آبیاری و زهکشی ایران

نشریه آبیاری و زهکشی ایران

بررسی رفتار آلاینده‌های رودخانه کیچیک‌چای اهر با پایش چند پارامتری و ماهواره‌ای کیفیت محلی آب

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه علوم ومهندسی محیط زیست گرایش آلودگی‌های محیط زیست، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی تبریز، تبریز
2 گروه مهندسی محیط زیست دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز، ایران- مرکز تحقیقات مدیریت توسعه پایدار حوضه آبریز دریاچه ارومیه و رودخانه
چکیده
انواع آلودگی‌های محیط‌زیست که از منابع مختلف ایجاد می‌گردد، باعث کاهش کیفیت خاک، گسترش در منابع آب و بروز سایر مشکلات زیست‌محیطی می‌گردد. تحقیق پیشروی، مطالعه و ارزیابی منابع بالفعل و بالقوه آلاینده‌های حوضه آبریز رودخانه کیچیک‌چای با تأکید بر پایش فلزات سنگین و کیفیت آب سطحی در طول سال‌های ۱۳۹۸ تا ۱۴۰۲ بوده و باهدف بررسی میزان آلاینده‌ها در رودخانه مذکور است که با استفاده از آنالیز داده‌ها در آزمایشگاه و تفسیر تصاویر ماهواره‌ای در محیط نرم‌افزار ENVI و شبیه‌سازی با استفاده از مدل Qual2kw جهت تعیین میزان تطابق با استانداردها، تحلیل روند میزان تغییرات پارامترهای کیفی آب رودخانه کیچیک‌چای انجام گردیده است. نتیجه بررسی‌ها نشان می‌دهد پروژه مس انجرد (شامل سه فعالیت عمده اکتشاف و استخراج معدن، تولید کنسانتره و سد باطله فراوری کنسانتره) در کنار فعالیت زراعی، باغات و دامداری و مراکز سکونتی، همراه با ژئومورفولوژی منطقه موجب تغییراتی در کیفیت آب رودخانه کیچیک‌چای شده است. در طول این مدت مطالعه، میزان کدورت، 54/3 NTU کاهش؛ میزان BOD، 3 mg/lit کاهش؛ میزان PH8 واحد افزایش؛ میزان TSS، 86/4 mg/lit افزایش و میزان TDS، به مقدار 9/4 mg/lit افزایش‌یافته است. در پایش تغییرات کمی فلزات سنگین با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای لندست ۸، بیشترین و کمترین خطای مربع مربوط به ایستگاه‌های ۴ و ۲ در سال ۱۴۰۲ و ۱، ۴ و ۲ در سال ۱۳۹۸ است؛ بنابراین برای بهسازی کیفی رودخانه توصیه می‌شود قوانین مصوب و بالادست در اجرای قوانین مدیریت پسماندها، افزایش درخت‌کاری در حاشیه رودخانه و راهکارهای تقلیل اثر بر منابع آب‌های سطحی همچون استفاده از تثبیت‌کننده خاک شورابه پتاس و غیره، موردتوجه و الویت مدیریت بخش کشاورزی و صنعتی حاشیه رودخانه کیچیک چای اهر قرار گیرد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Investigating the behavior of Kichik Chai Ahar river pollutants with multi-parameter and satellite monitoring of local water quality

نویسندگان English

Abolfazl Jamali 1
Mohammad Ebrahim Ramazani 2
Arezoo Nejaei 2
Omid Rafieyan 2
1 Department of Environmental Sciences and Engineering, Department of Environmental Pollution, Tabriz Branch, Islamic Azad University of Tabriz, Tabriz
2 Department of Environmental Engineering, Islamic Azad University, Tabriz Branch, Iran- Research Center for Sustainable Development Management of Urmia Lake and Aras River Basin, Tabriz Branch, Islamic Azad University, Tabriz, Iran
چکیده English

The types of environmental pollution that are created from different sources cause the reduction of soil quality, the expansion of water resources and the emergence of other environmental problems. Advance research, study and evaluation of the actual and potential sources of pollutants in the river catchment with an emphasis on monitoring heavy metals and surface water quality during the years 1398 to 1402 and aims to investigate the amount of pollutants in the said river using data analysis in the laboratory and Interpretation of satellite images in the ENVI software and simulation using the Qual2kw model to determine the degree of conformity with the standards, the analysis of the changes in the quality parameters of the river has been done. The results of the investigations show that the copper project (including three major activities of exploration and mining, concentrate production and concentrate processing tailings dam) along with agricultural activities, gardens and animal husbandry and residential centers, along with the geomorphology of the region, has caused changes in the water quality of River.During this study period, the amount of turbidity decreased by 3.54 NTU; BOD level, 3 mg/lit decrease; PH level, 8 units increase; The amount of TSS increased by 4.86 mg/lit and the amount of TDS increased by 4.9 mg/lit. In monitoring the quantitative changes of heavy metals using Landsat 8 satellite images, the highest and lowest square error is related to stations 4 and 2 in 1402 and 1, 4 and 2 in 2018;In order to improve the quality of the river, it is recommended to implement the approved and upstream laws in the implementation of the waste management laws, increasing tree planting along the riverbanks and ways to reduce the impact on surface water sources such as the use of potash soil stabilizers, etc. to be placed.

کلیدواژه‌ها English

Heavy metals
surface water quality
Kichikchai Ahar
Qual2kw
استاندارد کیفیت آب های ایران، سازمان حفاظت محیط زیست. 1400. معاونت محیط زیست انسانی. دفتر آب و خاک.
اسماعیلی ساری، ع.، مرتضوی، ث. و ریاحی بختیاری، ع. 1381. سنجش میزان سرب، روی، کادمیوم و کروم در صدف خوراکی صخره ای در سواحل استان هرمزگان، مجله علوم دریایی ایران. 21(1): 67-76.
لجمیراورک،ن.، رنگ زن،م.، نادیان قمشه، س. و خلیلی مقدم، ح . 1397. ارزیابی خطر فلزات سنگین در خاک‌های اطراف شرکت صنایع فولاد خوزستان، مجله الکترونیک مدیریت خاک و تولید پایدار.  8 (4): 61-78.
مرادی، ی.، نصراله زاده ساروی، ح.، سیف زاده، م.، رضائی، م.، دریانبرد، غ. و فیروزکندیان، ش. 1402. ارزیابی خطر سلامت و سطوح فلزات سمی در ماهی سفید دریای خزر. مجله علمی شیلات ایران. 32(6): 51-61.
Adjovu, G.E., Stephen, H. and  Ahmad, S. 2023. Spatial and Temporal Dynamics of Key Water Quality Parameters in a Thermal Stratified Lake Ecosystem: The Case Study of Lake Mead. Earth journal. 4(3): 461-502; https://doi.org/10.3390/earth4030025.
Al-Afify, A.D. and Abdel-Satar, A.M. 2022. Heavy metal contamination of the river nile environment, Rosetta branch, Egypt. Wat. Air and Soil Poll. 233(8): 302.
Almodaresi, S.A., Mohammad Rezaei, M., Dolatabadi M. and Nateghi, M. 2019. Qualitative Analysis of Groundwater Quality Indicators Based on Schuler and Wilcox Diagrams: IDW and Kriging Models. Journal of Environmental Health and Sustainable Development (JEHSD) Sustainable Development. 4(4): 903-12.
Chapra, S., Pelletier, G. and Tao, H.2006. a modeling framework for simulating river and stream water quality, version 2.04: documentation and user’s manual. Civil and environmental engineering Dept., Tufts University, Medford, MA.
Du, Y., Song, Q., Li, S., Wen, Zhidan., Liu, G., Tao, H., Sang, Y., Hou, J., Lyu, L. and Zhang, B. 2022. Total spend ended solids characterization and management implications for lakes in East China, science of total environment. 806(4): 151374.
Imessaoudene, A., Cheikh, S., Bollinger, J. C., Belkhiri, L., Tiri, A., Bouzaza, A., El Jery, A., Assadi, A., Amrane, A. and Mouni, L. 2022. Zeolite Waste Characterization and Use as Low-Cost, Ecofriendly, and Sustainable Material for Malachite Green and Methylene Blue Dyes Removal: Box–Behnken Design, Kinetics, and Thermodynamics. Applied Sciences. Journal. 12(15): 7587; https://doi.org/10.3390/app12157587.
Islam, M.A.S, Hossain, M.E., Nahar, K. and Majed, N. 2023. Assessment of Environmental Hazard and Heavy Metal Contamination in Dhaleshwari River Sediment: A Toxicity based Study on Pollution. Pollution Journal. 9 (1): 67-83; http//doi.org/10.22059/poll.2022.342243.1455.
Jadaa, W. and Mohammed, H K. 2023. Heavy Metals – Definition, Natural and Anthropogenic Sources of Releasing into Ecosystems, Toxicity, and Removal Methods – An Overview Study. Journal of Ecological Engineering. 24(6):249-271; https://doi. org/10.12911/22998993/162955.
Kannel, P.R., Lee, S., Kanel, S.R. and et al. 2007. Application of QUAL2Kw for water quality modeling and dissolved oxygen control in the river Bagmati. Environ Monit Assess Journal. 125:201–217. https://doi.org/10.1007/s10661-006-9255-0.
Kormokar, T., Idris, A.M., Khan, M.M., Tusher, T.R., Proshad, R., Islam, M.S., Khadka, S., Rahman, S., Kabir, M.H. and Kundu, S.2022. Spatial distribution, multivariate statistical analysis, and health risk assessment of some parameters controlling drinking water quality at selected primary schools located in the southwestern coastal region of Bangladesh. Toxin Rev Journal. 41(1):247–260.  https://doi.org/10.1080/15569543.2020.1866012.
Mammeri, A., Tiri, A., Belkhiri, L., Salhi, H. and Brella, D., Lakouas, E., Tahraoui, H., Amrane, A and Mouni, L. 2023. Assessment of Surface Water Quality Using Water Quality Index and Discriminant Analysis Method. Water Journal. 15: 680. https://doi.org/10.3390/w15040680.
Mingtao, X., Yan, L., Jiayu, Y., Kaige, L. and et al. 2021. Heavy metal contamination risk assessment and correlation analysis of heavy metal contents in soil and crops, environmental pollution Journal. 278(1): 116911.
Miranda, D.S., Santamaria, F., Trujillo, C.L. and Rojas, H.E. 2024. Factors influencing electricity consumption in Rural households. Energies. 17:1392. https://doi.org/10.3390/en17061392
Osama S., Majeed, I. and Aqeel, K.I. 2024. Using Heavy Metals Pollution Indices for Assessment of Tigris River Water within Al-Tarmiya City, Northern Baghdad, Iraq, Ecological Engineering & Environmental Technology Journal. 25(3): 113–123. https://doi.org/10.12912/27197050/178457.
Ovidiu, M., Radulescu, C., Dulama, I.D., Muratoreanu, G., Pehoiu, G., Stirbescu, R. M., Bucurica, I. A., Stanescu, S. G., Ionescu, C. A. and Banica, A. L.2022. Comprehensive Assessment of Tailing Dumps’ Impact on Water Quality of Rivers, Lakes, and Wells from Mining Areas. Int. J. Environ. Res. Public Health. 19: 14866. https://doi.org/10.3390/ ijerph192214866.
Pelletier, G. and Chapra, S.2006. QUAL2Kw — A Framework for Modeling Water Quality in Streams and Rivers Using a Genetic Algorithm for Calibration. Environmental Modelling & Software Journal. 21(3): 419-425.
Pesce, S.F. and Wunderlin, D.A.2000. Use of Water Quality Indices to Verify the Impact of Córdoba City (Argentina) on Suquía River. Water Resource Journal.34: 2915–2926.
Rao, N., Vidyasagar, G., Rao, P. and Bhanumurthy, P. 2014. Assessment of Hydrogeochemical Processes in a Coastal Region: Application of Multivariate Statistical Model. J. Geol. Soc. India Journal. 84:494–500.
Sajil Kumar, P.J.2013. Interpretation of groundwater chemistry using piperand chadha´s diagrams: a comparative study from perambalur taluk. Elixir Geoscience Journal. 54: 12208-12211.
Sankhla, M.S., Kumari, M., Nandan, M., Kumar, R. and Agrawal, P. 2016. Heavy metals contamination in water and their hazardous effect on human health-a review. International Journal of current Microbiology and Applied Science. 5(10): 759-766.
Silvie, N.M.E., Ekoa, A., Mbomo, A. and Akono, J.V. 2024. Evaluation of surface water contamination and its impacts on health in the mining districts of Kambélé and Bétaré-Oya (Eastern-Cameroon). Heliyon. 10(1): e29189, https://doi.org/10.1016/j.heliyon. 2024.e29189
Smith, V.H. 2016. Effects of Eutrophication on Maximum Algal Biomass in Lake and River Ecosystems. Inland Waters. 6:147–154.
Statonova, H. 2016. Analysis of visual interpretation of satellite data. The international archives of the photogrammetry, remote sensingand spatial information science, XLI-B2, Prague, Czech Republic. https://doi.org/10.5194/isprs-archives-XLI-B2-675-2016.
 Sunjida, S.B., Yesmine, S., Rahman, I. and Islam, R. 2016. Assessing the quality of household and drinking water in Tongi industrial zone of Bangladesh and its toxicological impact on healthy Sprague Dawley rats. Journal of Applied Pharmaceutical. 8(3):2. https://doi.org/ 10.21065/1920-4159.1000224.
Xiano, S., Hu, S., Zhang, Y., Zhao, X. and Pan., W. 2018. Influence of sewage treatment plant effluent discharge into multipurpose river on its water quality: A quantitative health risk assessment of Cryptosporidium and Giardia. Environmental Pollution Journal. 233:797-805.
Zehra, R., Singh, S.P. and Verma, J. et al. 2023. Spatio-temporal investigation of physico-chemical water quality parameters based on comparative assessment of QUAL 2Kw and WASP model for the upper reaches of Yamuna River stretching from Paonta Sahib, Sirmaur district to Cullackpur, North Delhi districts of North India. Environ Monit Assess Journal.195: 480. https://doi.org/10.1007/s10661-023-11072-5