شبیه‌سازی اثرات بلندمدت استفاده از پساب بر سلامت بهره‌برداران با رویکرد پویایی سیستم (مطالعه موردی: دشت ورامین)

آب و خاک

مقاله 8، دوره 31، شماره 1 - شماره پیاپی 51، اردیبهشت 1396، صفحه 127-143   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v31i1.51069

نویسندگان

حمزه علی علیزاده^{* 1}؛ عبدالمجید لیاقت²؛ تیمور سهرابی²

¹دانشگاه ایلام

²دانشگاه تهران

چکیده

رشد فزاینده جمعیت و صنعت در کلانشهر تهران باعث شده آب سدهای لتیان و ماملو به شرب تهران اختصاص یابد. بر اساس سیاست‌گذاری‌های کلان کشوری مقرر گردیده است با تخصیص آب سدهای لتیان و ماملو به شرب تهران، پساب تصفیه‌خانه جنوب تهران به کشاورزی دشت ورامین اختصاص یابد. بدیهی است که انتقال حجم عظیم پساب جنوب تهران به دشت ورامین دارای اثرات اقتصادی، اجتماعی و زیست‌محیطی زیادی می‌باشد. هدف از این مطالعه مدلسازی اثرات بلندمدت استفاده از فاضلاب بر سلامت کشاورزان دشت ورامین با استفاده از روش پویایی سیستم می‌باشد. سناریوهای عرضه آب تصفیه خانه جنوب عبارت بود از سناریو یک: حفظ شرایط موجود، سناریو دو: تخصیص کامل سد لتیان به شرب تهران، اختصاص 200 میلیون مترمکعب فاضلاب تصفیه شده در فصل زراعی به کشاورزی منطقه و 40 میلیون مترمکعب به تغذیه مصنوعی در فصل غیرزراعی از سال 1395 به بعد، سناریوی سه: سناریو دو منهای تغذیه مصنوعی و سناریو چهار: سناریو دو + تخصیص 50 میلیون مترمکعب از سال 1410. نتایج نشان داد در صورت استفاده از فاضلاب خام تا سال 1420 غلظت عناصر مس و کادمیوم از حد مجاز عبور نموده و استفاده از فاضلاب اثرات بهداشتی زیانباری به همراه خواهد داشت. اما استفاده از پساب (فاضلاب تصفیه‌شده) تا حدود 150 سال دیگر ایمن بوده و مشکلات بهداشتی ناشی از فلزات سنگین به بار نخواهد آورد. نتایج شبیه‌سازی غلظت نیترات در آب‌های زیرزمینی نشان داد در همه سناریوها تا سال1420 غلظت نیترات از حد مجاز جهت شرب عبور خواهد کرد. اعمال سناریوی چهار منجر به ایجاد کمترین غلظت نیترات و سناریو سه منجر به بیشترین غلظت نیترات در منابع آب زیرزمینی می‌شود.

کلیدواژه‌ها

ساختار حالت – جریان؛ حلقه علی معلولی؛ تغذیه مصنوعی؛ متغیر کلیدی

مراجع

1- Absaran Consulting Engineers. 2010. Detailed study report of Charbagh irrigation and drainage network located in Varamin plain. Ministry of Agriculture, Iran. (In Farsi).

2- Adeniran A.E., and Bamiro A.O., 2010. A System Dynamic Strategic Planning Model for a Municipal Water Supply Scheme, the International Conference of the System Dynamics Society.

3- Akbari G.H. Hariri A., Aghaei N., and Berrada B., 2010. The effect of heavy metals on lettuce irrigated with wastewater in south of Tehran. 1st Conference on Sustainable Agriculture and Cleaner Product. Isfahan, Iran.

4- Alizadeh H.A., Liaghat A., Sohrabi molayousef T., 2014. Assessing pressurized irrigation systems development scenarios on groundwater resources using system dynamics modeling. Iranian Journal of Water and Soil Resources Conservation. 3(4): 1-15.

5- Ayars J.E., Corwin D.L., and Hoffman G.J., 2012. Leaching and root zone salinity control.. ASCE Manual and Report Engineering Practice No 71 Agricultural Salinity Assessment and Management (2nd Edition), ASCE Riston.Chapter 12: 371-403.

6- Bedbabisa S., Rouina B.B., and Boukhrisa M., 2010. The effect of waste water irrigation on the extra virgin olive oil quality from the Tunisian cultivar Chemlali.

7- Bhatkoti R., and Triantis P.K.,2011. Quantitative Evaluation of the Performance of Water Management System in the Washington Metropolitan Area, The 29th International Conference of the System Dynamics Society

8- Carr G., Potter R.B., and Nortcliff S. 2011. Water reuse for irrigation in Jordan: Perceptions of water quality among farmers. Agricultural water management. 98(5): 847-854.

9- Feigin A., Ravina I., andvShalhevet J., 1991. Irrigation with Treated Sewage Effluent Management for Environmental Protection. Springer-Verlag Berlin-Heidelberg-New York-London-Paris-Tokyo-Hong Kong,; 224 S., 46 Abb., 66 Tab., DM 228,

10- Fodor L., and Szabo L., 2004. Study of heavy metal leaching in the soil. ISCO.

11- Friedel J. K., Langer T., Siebe C., and Stahr K., 2000. Effects of long-term waste water irrigation on soil organic matter, soil microbial biomass and its activities in central Mexico. Biol Fertil Soils. 31:414–421.

12- Hanjra M.A., Blackwell J., Carr G., Zhang F and Jackson T.M., 2012. Wastewater irrigation and environmental health: Implications for water governance and public policy. International Journal of Hygiene and Environmental Health. 215: 255–269.

13- Hjorth P., Bagheri A., 2006. Navigating Towards Sustainable Development: A System Dynamics Approach. Futures. 38 (1): 74-92.

14- Jimenez B., 2006. Irrigation in developing countries using wastewater. Journal of International Review for Environmental Strategies. 6(2): 229 – 250.

15- Jung K., Jang T., Jeong H., and Park, S., 2014. Assessment of growth and yield components of rice irrigated with reclaimed wastewater. Agricultural Water Management, 138, 17-25.

16- Kanyoka P., and Eshtawi T., 2012. Analyzing the trade-offs of wastewater re use in agriculture: An Analytical framework.

17- Li Y.P., Huang G.H and Chen, X., 2009. Multistage scenario-based intervalstochastic programming for planning water resources allocation. Stoch Environ Res Risk Assess 23:781–792

18- Masike S., 2011. Application of system dynamic approach for water planning and decision making under water scarcity at Jwaneng diamond mine. Journal of Geography and Regional Planning. 4(5): 251-260.

19- Mekala G. D., 2009. A Framework for Determining and Establishing the Factors that affect Wastewater Treatment and Recycling. PhD thesis, University of Melbourne.

20- Mojid M.A., Wyseure G. C. L., Biswas S. K., and Hossain, A. B. M. Z., 2010. Farmers’ perceptions and knowledge in using wastewater for irrigation at twelve peri-urban areas and two sugar mill areas in Bangladesh. Agricultural water management. 98(1):79-86.

21- Nasiri F., Savage T., Wang R., Barawid N., and Zimmerman, J. B., 2013. A system dynamics approach for urban water reuse planning: a case study from the Great Lakes region. Journal of Stoch Environ Res Risk Assess. 27:675–691

22- Pierce F.J., Shaffer M.J., Halvorson A.D., 1991. Screening procedure for estimating potentially leachable nitrate-N below the root zone. In: Follet, R.F., Keeney, D.R., Cruse, R.M. (Eds.), Managing N for Groundwater Quality and Farm Profitability. Soil Science Society of America, Madison, Wisconsin, pp. 259–283.

23- Ryden J.C., and Pratt P.F., 1980. Phosphorus removal from wastewater applied to land. Hilgardia. 48: 1-36.

24- Saysel A., and Barlas Y., 2006. Model simplification and validation with indirect structure validity tests. System Dynamics Review 22(3): 241–262.

25- Scott C. A., Faruqui N. I., and Raschid-Sally L. 2004. Wastewater Use in Irrigated Agriculture: Management Challenges in Developing Countries.

26- Scott C. A., Raschid-Sally, L., Redwood M., and Bahri, A., 2010. Wastewater irrigation and health: assessing and mitigating risk in low-income countries. IWMI Books.

27- Seilsepour M., 2007. The study of fe and zn effects on quantitative and qualitative parameters of winter wheat and determination of critical levels of theseelements in Varamin plain soils. Pajouhesh and Sazandegi Journal. 76: 123-133.

28- Shaffer M.J., Halvorson A.D., and Pierce F. J., 1991., Nitrate leaching and economic analysis package (NLEAP): model description and application. Managing nitrogen for groundwater quality and farm profitability, (managingnitroge), 285-322.

29- Sohrabi molayousef T., Liaghat A., Alizadeh, H.A., and Nazari B., 2014. Modeling and Simulation of Long-term Effects of Irrigation with Tehran Treated Wastewater on Water and Soil Resources using Dynamic Systems Modeling. Iranian Journal of Soil and Water Research, 45(3): 267-281.

30- Solis, C., Isaac-Olive, K., Mireles, A., and Vidal-Hernandez, M. 2009. Determination of trace metals in cow's milk from waste water irrigated areas in Central Mexico by chemical treatment coupled to PIXE. Microchemical Journal. 91(1): 9-12.

31- Tabari, M., and Salehi, A. 2009. Long-term impact of municipal sewage irrigation on treated soil and black locust trees in a semi-arid suburban area of Iran. Journal of Environmental Sciences. 21(10): 1438-1445.

32- Torabian, A., Mahjouri, M. 2002. Heavy metals uptake by vegetable crops irrigated with wastewater in south Tehran. Journal of Environmental Study. 16(2):188-196.

33- Water Resources Research Center of Iran. 2010. Water comprehensive plan in Daryache Namak watershed. Ministry of Energy, Iran.

34- Zarghami, M, and Akbariyeh, S. 2012. System Dynamics Modeling for Complex Urban Water Systems: Application to the City of Tabriz, Iran. Resources, Conservation and Recycling, 60: 99-106.