بررسی کیفیت آب رودخانه بهشت‌آباد با استفاده از شاخص آلودگی Liou و تحلیل مؤلفه اصلی

آب و خاک

مقاله 3، دوره 33، شماره 3 - شماره پیاپی 65، شهریور 1398، صفحه 405-417   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v0i0.79102

نویسندگان

رسول زمانی احمدمحمودی^{* 1}؛ احسان فتحی²؛ سمیرا بیاتی¹؛ پونه قربانی دشتکی³

¹دانشگاه شهرکرد

²شهرکرد

³دانشگاه اردکان

چکیده

رودخانه یک اکوسیستم پویا است که علاوه بر اهمیتی که در صنعت، کشاورزی و شرب دارد، تحت تأثیر فعالیت‌های مختلف قرار می‌گیرد. هدف از این مطالعه ارزیابی کیفیت آب رودخانه بهشت‌آباد واقع در استان چهارمحال و بختیاری با استفاده از شاخص آلودگی Liou و انتخاب مهم‌ترین پارامترها بر اساس تجزیه و تحلیل مؤلفه اصلی می‌باشد. در این مطالعه 7 پارامتر کیفی آب شامل دما، اکسیژن محلول، اکسیژن­خواهی بیولوژیکی، نیتروژن آمونیاکی، هدایت الکتریکی، کل مواد جامد معلق و پتانسیل هیدروژن در طول رودخانه در 7 ایستگاه انتخابی به مدت شش ماه از فروردین‌ تا شهریور سال 1395 با استفاده از روش­های استاندارد سنجش آب و فاضلاب مورد اندازه‌گیری قرار گرفتند. یافته­های حاصل از مطالعه حاضر نشان داد که کیفیت آب طی مدت پژوهش در ایستگاه‌های نمونه‌برداری و در تمامی ماه‌ها طبق شاخص آلودگی Liou در طبقه کیفیت خوب بوده ‌است. همچنین طبق تکنیک آماری تحلیل مؤلفه اصلی دو مؤلفه به‌عنوان مؤلفه اصلی معرفی شدند. نتایج تحقیق نشان داد که پارامترهای اکسیژن­خواهی بیولوژیکی، هدایت الکتریکی، کل مواد جامد معلق در بعضی از ایستگاه‌ها در محدوده استاندارد و در برخی دیگر بیش از حد استاندارد بودند. علاوه بر این نتایج مطالعه نشان داد که کیفیت آب رودخانه بهشت‌آباد در طی ماه‌های مختلف تغییرات چندانی نداشت و کیفیت آب خوب بود. این پژوهش، سودمندی و کارایی تکنیک آماری چند متغیره تحلیل مؤلفه اصلی و استفاده از شاخص­ها را به منظور مدیریت مؤثر کیفیت آب سطحی نشان می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

استان چهارمحال و بختیاری؛ پارامترهای فیزیکوشیمیایی آب؛ شاخص آلودگی رودخانه؛ منابع آب

مراجع

1- Aminpour Shiani S., Mohammadi M., Khaledian M.R., and Mirroshandel A. 2016. Water quality evaluation of Gazroudbar river using NSFWQI and Liou indices. Journal of Wetland Ecobiology 8(1): 63-74. (In Persian)

2- APHA. 1992. Standard methods for the examination of water and wastewater. 18th ed. American Public Health Association, Washington, DC.

3- Bahar M.M., Ohmori H., and Yamamuro M. 2008. Relationship between river water quality and land use in a small river basin running through the urbanizing area of Central Japan. Limnology 9(1): 19-26.

4- Bouza-Deano R., Ternero-Rodriguez M., and Fernandez-Espinosa A.J. 2008. Trend study and assessment of surface water quality in the Ebro River (Spain). Journal of Hydrology 361(3): 227-239.

5- Boyd C.E., and Gautier D. 2000. Effluent composition and water quality standards. Advocate 3: 61-66.

6- Camdevyren H., Demyr N., Kanik A., and Keskyn S. 2005. Use of principal component scores in multiple linear regression models for prediction of Chlorophyll-a in reservoirs. Ecological Modelling 181: 581-589.

7- Effendi H. 2015. River water quality preliminary rapid assessment using pollution index. Procedia Environmental Sciences 33: 562-567.

8- Effendi H., and Wardiatno R.Y. 2015. Water Quality Status of Ciambulawung River, Banten Province,Based on Pollution Index and NSF-WQI. Procedia Environmental Sciences 24: 228-237.

9- Environmental Protection Agency (EPA). 1996. Quality Criteria for Waters, Washington, DC.

10- Fan X., Cui B., Zhao H., Zhang Z., and Zhang H. 2010. Assessment of river water quality in Pearl River Delta using multivariate statistical techniques. Procedia Environmental Sciences 2: 1220-1234.

11- Fathi E., Zamani-ahmadmahmoodi R., and Zare Bidaki R. 2018. Water quality assessment of Beheshtabad River at the intersection of Shalamzar Spring with Koohrang River. Journal of Environment and Water Engineering 4(2): 178-183. (In Persian with English abstract)

12- Gayoor H., and Montazarei M. 2005. Classification of temperature regime of Iran using PCA and CA. Geography and Development Iranian Journal 2(4): 21-34. (In Persian)

13- Hoseinzadeh E., Khorsandi H., Rahimi N., Hoseinzadeh S., and Alipour M. 2013. Evaluation of Aydughmush water quality by national sanitation foundation oundation water quality (NSFWQI) and Liou pollution indices. URMIA Medical Journal 24(2): 156-162. (In Persian with English abstract)

14- Jang C.S. 2016. Using probability-based spatial estimation of the river pollution index to assess urban water recreational quality in the Tamsui River watershed. Environmental Monitoring and Assessment 188(1): 36.

15- Kelly T.R., Herida J., and Mothes J. 1998. Sampling of the Mackinaw River in central Illinois for physicochemical and bacterial indicators of pollution. Trans Ill State AcadSci 91: 145-154.

16- Lausch A., and Herzog F. 2002. Applicability of landscape metrics for the monitoring of landscape change: issues of scale, resolution and interpretability. Ecological Indicators 2(1-2): 3-15.

17- Liou S.M., Lo S.L., and Hu C.Y. 2003. Application of two-stage fuzzy set theory to river quality evaluation in Taiwan. Water Research 37(6): 1406-1416.

18- Mohamed I., Othman F., Ibrahim A.I, AlaaEdin M.E., and Yunus R. 2015. Assessment of water quality parameters using multivariate analysis for Klang River basin, Malaysia. Environmental Monitoring and Assessment 187(1): 1-12.

19- Nazemosadat S.M.J., Baigi B., and Amin S. 2003. Application of the principal component analysis for the regionalization of winter precipitation over Boushehr, Fars and Kohgiloye and Boyerahmad provinces. Journal of Water and Soil Science 7(1): 61-72. (In Persian)

20- Noori R., Abdoli M.A., Jalili Ghazizade M., and Samieifard R. 2009. Comparison of neural network and principal component-regression analysis to predict the solid waste generation in Tehran. Iranian Journal of Public Health 38(1): 74-84.

21- Noori R., Khakpour A., Omidvar B., and Farokhnia A. 2010. Comparison of ANN and principal component analysis-multivariate linear regression models for predicting the river flow based on developed discrepancy ratio statistic. Expert Systems with Applications 37(8): 5856-5862.

22- Nosrati K., Derafshi K.H, Gharechahi S., and Rahimi K.H. 2011. Assessment of surface water quality of Haraz-Gharesou watershed using with multivariate techniques. Journal of Earth Science Researches 2(5): 41-55. (In Persian)

23- Oram B. 2011. Calculating NSF Water Quality Index (WQI). Wilkes University Center for Environmental Quality Geo Environmental Sciences and Engineering Department.

24- Ouyang Y. 2005. Evaluation of river water quality monitoring stations by principal component analysis. Water Research 39(12): 2621-2635.

25- Papatheodorou G., Demopouloua G., and Lambrakis N. 2006. A long-term study of temporal hydro chemical data in a shallow lake using multivariate statistical techniques. Ecological Modeling 193: 759-776.

26- Pasha Zanoosi H. 2014. Practical Statistics for Environmental and Biological Scientists John Townend. Jahad Daneshgahi Publisher, Mazandaran Branch, Iran.

27- Riitters K.H., Oneill R.V., Hunsaker C.T., Wickham J.D., Yankee D.H., Timmins S.P., Jones K.B., and Jackson B.L. 1995. A factor analysis of landscape pattern and structure metrics. Landscape Ecology 10(1): 23-39.

28- Sabahi H., Faizi M., Veisi H., and Asilan K.S. 2010. Study on the influence of agricultural activities on water quality of Sikan. Environmental Sciences 7(4): 23-30. (In Persian with English abstract)

29- Samantray P., Mishra B.K., Panda C.R., and Rout S.P. 2009. Assessment of water quality index in Mahanadiand Atharabanki Rivers and Taldanda Canal in Paradip area, India. Journal of Human Ecology 26(3): 153-161.

30- Sanchez E., Colmenarejo M.F., Vicente J., Rubio A., Garcia M.G., Travieso L., and Borja R. 2007. Use of the water quality index and dissolved oxygen deficit as simple indicators of watersheds pollution. Ecological Indicators 7(2): 315-328.

31- Seifi A., Mirlatifi S.M., and Riahi H. 2011. Developing a combined model of multiple linear regression- principal component and factor analysis (MLR-PCA) for estimation. Journal of Water and Soil 24(6): 1186-1196. (In Persian with English abstract)

32- Shamsaie A., Oreei S., and Sarang A. 2004. The comparison of water indices and zoning quality in Karoon and Dez rivers. Journal of Water and Wastewater 16(3): 39-48. (In Persian)

33- Sheykhestani N. 2001. Explanation of surface water quality indices, and their applications in evaluation of quality vulnerability and interpolation of rivers. MSc Thesis in Environmental engineering. Iran University of Science Technology. (In Persian).

34- Shih C.H., Chu T.J., Kuo Y.Y., Lee Y.C., Tzeng T.D., and Chang W.T. 2010. Environmental pre-evaluation for eco-leisure: A case study of a restored stream system in Hofanchuken creek of Taipei county,Taiwan. Journal Environment Engineering Management 20(2): 99-108.

35- Terrado M., Barcelo D., Tauler R., Borrell E., and Campos S.D. 2010. Surface-water-quality indices for the analysis of data generated by automated sampling networks. TrAC Trends in Analytical Chemistry 29(1): 40-52.

36- Yidana S.M., Ophori D., and Banoeng-Yakubo B. 2008. A multivariate statistical analysis of surface water chemistry data-The Ankobra Basin, Ghana. Journal of Environmental Management 86: 80-87.