نوع مقاله : Original Articles

نویسندگان

1 گروه برنامه ریزی، مدیریت و آموزش محیط زیست، دانشکده محیط زیست، دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 گروه آلاینده‌های محیط زیست، پژوهشکده علوم محیطی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

3 گروه محیط زیست، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

4 گروه منابع طبیعی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

چکیده

سابقه و هدف:
در سال‌های گذشته توسعه شهری، افزایش جمعیت و همچنین افزایش فعالیت‌های انسانی منجر به ایجاد مسائل و مشکلاتی در منابع آبی شهرها شده است. با توجه به افزایش نیاز به آب شرب در کلان شهرها، آگاهی از کیفیت آب مورد استفاده ضروری است.  
مواد و روش‌ها:
بدین منظور با هدف بررسی کیفیت آب زیرزمینی منطقه 10 تهران، در سال­ های 1393 و 1395، در دو فصل تابستان و زمستان، تعداد 9 چاه انتخاب شد و نمونه‌برداری از آنها انجام گرفت. متغیرهای مورد بررسی در این پژوهش شامل متغیرهای فیزیکوشیمیایی و میکروبی و هم چنین فلزات سنگین بود. متغیرهای فیزیکی مورد بررسی شامل دما، رنگ، کدورت، شوری و متغیرهای شیمیایی شامل pH، EC، TSS، TDS، نیتریت، نیترات، آمونیوم، فسفر کل، نیتروژن کل، سدیم، کلسیم، منیزیم، مس، آهن، سرب، کبالت، روی، دترجنت و متغیرهای میکروبی شامل کلیفرم گوارشی و کلیفرم کل است.
نتایج و بحث:
نتایج نشان داد که بدلیل وجود باکتری‌های کلیفرم و همچنین میزان بالای نیترات، آب منطقه با فاضلاب انسانی یا حیوانی در تماس است ولی مشکل جدی وجود ندارد و با فرآیندی مانند ضد عفونی با کلر امکان بهبود کیفیت آب وجود دارد. از متغیرهای فیزیکی تنها کدورت آب از میزان استاندارد فراتر رفته و در برخی چاه‌ها تا 2 برابر میزان استاندارد گزارش شده است. نتایج مربوط به فلزهای سنگین نشان داد که غلظت فلزهای سرب، روی، آهن و مس در آب منطقه بشدت بالاست و چندین برابر میزان استاندارد گزارش شده که در صورت مصرف توسط شهروندان، اثرهای‌زیان باری بر سلامت آنها خواهند داشت. تغییرپذیری­ های فسفر کل نیز بسیار بالاست و تا 0.21 میلی‌گرم نیز گزارش شده است. میزان کلیفرم کل و کلیفرم گوارشی اگرچه پایین است ولی از استاندارد EPA برای آب آشامیدنی تخطی داشته که وجود این دو متغیر در آب زیرزمینی نشان دهنده ورود فاضلاب انسانی یا حیوانی به آب زیرزمینی منطقه بوده که در صورت مصرف سبب آسیب­ های جدی بر سلامت کودکان و افراد حساس خواهد شد. سختی کل نیز تغییرات زیادی ندارد ولی غلظت 300 میلی‌گرم این متغیر مطلوب و 600 میلی‌گرم نیز بیشترین سختی کل یک آب برای آشامیدن است که با توجه به میزان بیشینه این متغیر که 390 میلی‌گرم گزارش شده، آب منطقه از نظر سختی نسبتا مطلوب بنظر می‌رسد. نقشه‌های پهنه‌بندی شده شاخص کیفیت آب زیرزمینی (شکل‌های 2 تا 5) نشان می‌دهد که در تابستان سال 93 بیشتر نواحی منطقه از نظر آلاینده‌های متداول در شرایط بد و متوسط قرار دارد ولی در زمستان همین سال شرایط به سمت متوسط و کمابیش خوب تغییر کرده است. در سال 95 در تابستان بیشتر منطقه در شرایط متوسط و به نسبت خوب قرار دارد و در زمستان همین سال شرایط بهتر شده و بیشتر منطقه در طبقه کمابیش خوب قرار گرفته است. شاخص کیفی آب برای آلاینده‌های سمی در هر دو فصل و هر دو سال، در طبقه خوب و بسیار خوب قرار دارد.
نتیجه‌گیری:
داده‌های گزارش شده برای متغیرهای فیزیکوشیمیایی و میکروبی نشان داد که آب زیرزمینی منطقه از این نظر مشکل جدی ندارد و تنها کدورت آب از میزان استاندارد  فراتر رفته است. بنظر می‌رسد که انجام فرآیند ضد عفونی با کلر برای از بین بردن باکتری‌های کلیفرم و عمل ترسیب برای کاهش کدورت آب، می‌تواند کیفت آب را بهبود بخشد. شاخص‌های محاسبه شده آب زیرزمینی برای آب منطقه نشان می‌دهد که بیشتر منطقه، از نظر آلاینده‌های متداول، در سال 93 در رده بد تا متوسط قرار داشته در حالیکه در سال 95 رده کیفیت به متوسط تا به نسبت خوب تغییر کرده است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Comparing the groundwater quality of region 10 of Tehran to the Iranian and EPA drinking water standards

نویسندگان [English]

  • Fatemeh Effati 1
  • Javad Bayat 2
  • Maryam Rouhi Kerigh 3
  • Masoume Mollaei 4

1 Department of Environmental Planning, Management and Education, Faculty of Environment, University of Tehran, Tehran, Iran

2 Department of Environmental Pollutants Research, Environmental Sciences Research Institute, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran

3 Department of Environment, Natural Resources Faculty, Isfahan University of Technology, Isfahan , Iran

4 Department of Natural Resources and Environment, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran

چکیده [English]

Introduction:
In recent years, urban development, population growth, and increasing human activities created many problems in the aquatic resources in urban areas. Awareness of the quality of water has great importance due to the increasing need for drinking water in the metropolitan cities. In this study water quality variables were examined to determine the quality of grounwater and the risk of toxic and conventional pollutants in terms of human consumption.
Material and methods:
For this purpose, a number of nine wells were selected to investigate the groundwater quality in ward 10 of the municipality of Tehran in the years 2014 and 2016, in the summer and winter. The physical variables including temperature, color, turbidity, and salinity and chemical variables including dissolved oxygen (DO), pH, electrical conductivity (EC), total suspended solids (TSS), total dissolved solids (TDS), nitrite (NO2-), nitrate (NO3-), ammonium (NH4+), total phosphorus (TP), total nitrogen (TN), sodium (Na), calcium (Ca), magnesium (Mg), copper (Cu), iron (Fe), lead (Pb), cobalt (Co), zinc (Zn), and detergent as well as microbial variables were measured.
Results and discussion:
The results showed that due to the presence of coliform bacteria and high levels of NO3-, the groundwater was polluted by human or animal wastewaters, but there was no serious problem, and it was possible to improve the water quality by processes such as chlorine disinfection. Among the physical variables, only the turbidity was almost twice the standard level in some wells. The Analyses of heavy metals showed that the concentrations of Pb, Zn, Fe, and Cu in the groundwater were extremely high, being several times higher than the reported standard level. Changes in TP were very high and reported up to 0.21 mg. Although total coliform and fecal coliform were low, they violated the EPA standard for drinking water. The presence of these two variables in the groundwater is an indication of the penetration of human or animal wastes into the groundwater and, if used, it will cause harmful effects on the health of at-risk people. The total hardness also did not have many fluctuations with a maximum value of 390 mg, which seems fairly favorable, since a concentration of 300 mg is optimal for this variable, and 600 mg is the maximum total hardness of drinking water. The interpolation maps of the groundwater quality index indicated that in the summer of 2014, most of the districts were considered to be in bad and medium conditions, but in the winter of the same year, the conditions changed to medium and relatively good. The water quality index for toxic pollutants in the mentioned seasons and years was in good and very good levels, indicating the groundwater was not polluted by the toxic variables used to determine the index.
Conclusion:
The reported data for physiochemical and microbial variables showed that the groundwater in the study area had not serious problems, and only the water turbidity exceeded the standard level. Using chlorine disinfection processes to eliminate coliform bacteria and treatments to reduce water turbidity seem to improve water quality. The calculated groundwater indices for the district water indicated that most of the ward, in terms of conventional pollutants, was in the bad-to-medium category in 2014, while in 2016, the quality category changed to medium to fairly good.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ground water
  • 10th rigion of Tehran
  • Water Pollution
  • Water quality index

Abdo, M.H. and El-Nasharty, S.M., 2010. Physico-Chemical Evaluations and Trace Metals Distribution in Water-Surficial Sediment of Ismailia Canal, Egypt. Nature and Scienve. 8(5).

Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 1999. 19th edn. American Public Health Association, Water Environment Federation, Washington DC, USA.

Arabi N.E., 1999. Problems of groundwater quality related to the urban environment in Greater Cairo urban environment in Greater Cairo, Proceedings of Proceedings of IUGG -99 Symposium HS5, Birmingham, July. IAHS Publ. No. 259.

Geen, V., Zheng, Y. and Versteeg, R., 2003. Spatial variability of arsenic in 6000 tube wells in a 25 km2 area in Bangeladesh. Water Resources Research Journal. Vol. 39(5), 1140-1156.

Hosseinzadeh, B. and Abasnejad, A. 2007. Investigation of Pb and Cd pollution in underground water of Kerman city. First Environmental Expert Conference. Tehran, Iran.

Imanzadeh, H., khodaii, B., Nakhaii, M. and Yousefnejad, V., 2011. Investigation of the most important hydrochemical parameters of underground water of Kabodar Ahang. Researches of 30th Earth Science Forum, Tehran, Iran.

Kayhomayoun, Z., Naseri, H. and Najmii, M., 2011. Nitrate transfer controller variables in Lenjanat Aquifer. 30th Earth Science Forum, Geology and Mineral Exploration Organization, Tehran, Iran.

Kumar, A.Y. and Reddy, M.Y., 2009. Coliform MPN counts of municipal raw sewage and sewage treatment plant in relation to the water of Buckingham Canal at Kalpakkam (Tamil Nadu, India). Journal of Environ Sci Eng. Jan. 50(1), 51-4.

Liou, S.M., Lo, S.L. and Hu, C.Y. 2003. Application of twostage fuzzy set theory to river quality evaluation in Taiwan, Water Research. 37, 1406-1416.

Mohamadian, M., Noori, J., Afshari, N., Nasiri, J. and Noorani, M., 2008. The survey of heavy metals concentration in water wells in neighbor of Zanjan plump and zinc factory. Journal of Health and Environment. Vol. 1(1), p. 51- 56.

Nasrabadi, T. and Abasimaedeh, P., 2014. Evaluation of Tehran city groundwater quality by WHO water quality index. Journal of Human and Environment.Volume 11(26), 1-12.

Priscilla, A. 2008. Evaluation of ground water quality of Mubi town in Adamawa State, Nigeria. African Journal of Biotechnology. 7 (11), 1712-1715.

R Core Team, 2011. R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. ISBN 3-900051-07-0, URL http://www.R-project.org/

Ramakrishnaiah, C.R., Sadashivaiah, C. and Ranganna, G., 2009. Assessment of Water Quality Index for Groundwater in Tumkur Taluk, Karnataka State, India. E-Journal of Chemistry. 6(2), 523-530.

Sekabira, K., Oryem, O.H., Basamba, T.A., Mutumba, G. and Kakudidi, E., 2010. Heavy metal assessment and water quality values in urban stream and rain water. Environmental Science Technology. 7(24). p. 759–770.

Shah, A.N., Ghariya, A.S., Puranik, A.D. and Suthar, M.B., 2008. A preliminary study on water quality from Kharicut Canal passing through Vatva area of Ahmedabad city, Gujarat State. Electronic Journal of Environmental Science. p. 49-56.

Shirani, Z., Abaspour, M., Javid, A.H. and Taghavi, L., 2014. Assessment of underground water pollution in city (case study: 14th rigion of Tehran). Journal of Human and Environment. No 24.

Eslami, F., Shokouhi, R., Mazloumi, S., Motevali, M.D. and Salari, M., 2017. Evaluation of Water Quality Index (WQI) OF Grround water Supplies in Kerman Province in 2015. Journal of Occupational and Environmental Health. Vol 3, No.1, Pages 48-58.

Nejatijahromi Z., Nassery, H.R., Nakhaei, M. and Alijani, F., 2018. Assessment of the quality of groundwater for drinking purposes in Varamin aquifer: heavy metals contamination. Iranian Journal of Health and Environment. 10(4):559-72.

Simoes, F., Moreira, A.B., Bisinoti, M.C., Gimenez, S. and Santos, M., 2008. Water quality index as a simple indicatorof aquaculture effects on aquatic bodies. Ecological Indicators. Vol(38), p. 476-480.

Soleimani, S., Ghorabi, M.H., Ghasemzadeh, F. and Sayareh, A.R., 2014. Investigation of quality of water resources in Bakhtar Kohsourkh by GQI in GIS. Journal of GeoScience. 23(89), p. 175-182.

Tabatabayii, S.H., Tavasoli, M., Eslamian, S.S. and Ahmadzadeh, G.H., 2011. Study of concentration of underground water in Isfahan and assessing in terms of drinking water. Agricultural Scientific Journal. 2 (29), p. 79-92.

World Health Organization (WHO), 1998. Guide lines for drinking water 2nd Edition vol. 2 Health criteria and other information genera Switzerland. p. 281-308.

Xian, V., 2001. Ground water pollution in Hochimininh city and its prevention. Annual Report of FY, The Core University Program between Japan soviety for the Promotion of Science (JSPS) and National Center for Nature science and Technology (NCST(. p. 1-7.

Yisa, J., Tijani, O.J. and Ohiemi, M.O., 2012. Underground Water Assessment using Water Quality Index. Leonardo Journal of Sciences. Issue 21.