اثرات استفاده از پساب فاضلاب شهری بر کیفیت آب زیرزمینی شمال اصفهان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 بخش خاک و آب، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی اصفهان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، اصفهان، ایران.

2 عضو هیات علمی موسسه تحقیقات خاک و آب کشور- اصفهان(آلودگی خاک، آلودگی آب و مسایل زیست محیطی عرصه کشاورزی)

3 3. محقق بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی اصفهان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، اصفهان، ایران

چکیده

به منظور بررسی تاثیر استفاده از پساب تصفیه‌شده در کشاورزی برکیفیت شیمیایی آب‌های زیرزمینی در منطقه شمال اصفهان، منطقه‌ای به وسعت 6000 هکتار، در طی سال‌ آبی 1397-1398 با نمونه برداری از تعداد 46 حلقه چاه،‌ مورد بررسی قرار گرفت. موقعیت چاه‌های مورد مطالعه، در دو ناحیه تحت آبیاری درازمدت با پساب حداقل به مدت 10 سال و ناحیه شاهد قرار داشت. ویژگی‌های کیفیت شیمیایی نمونه‌ها شامل هدایت الکتریکی (EC)، واکنش شیمیایی ( pH)، آنیون‌ها شامل بیکربنات، سولفات، کلرور، نیترات و کاتیون‌ها شامل کلسیم، منیزیم و سدیم بود. نتایج نشان داد تاثیر استفاده از پساب فاضلاب تصفیه‌شده بر کیفیت آب‌های زیرزمینی منطقه، در چاه‌های کم عمق و عمیق رفتار متفاوت دارد. به طوری که در اثر مصرف درازمدت پساب فاضلاب تصفیه‌شده برای آبیاری اراضی کشاورزی، هیچ‌کدام از پارامتر‌های کیفیت شیمیایی آب زیرزمینی، برای نمونه‌ها در چاه‌های عمیق نسبت به منطقه شاهد معنی‌دار نبود و برای نمونه‌ها در چاه‌های کم عمق نسبت به منطقه شاهد، برای پارامتر‌های شیمیایی EC، بی‌کربنات (HCO3) و کلر (Cl) در سطح احتمال پنج درصد دارای اختلاف آماری معنی‌دار و برای سایر پارامتر‌های شیمیایی غیر معنی‌دار بود. بیشتر چاه‌های این منطقه عمیق بوده و تنها 8 درصد چاه‌ها در محدوده تحت آبیاری با پساب، کم عمق هستند. لذا با توجه به نتایج ، استفاده از پساب تصفیه‌شده برای کشاورزی در این منطقه، تأثیر ناچیزی بر کیفیت شیمیایی آب‌های زیرزمینی عمیق داشته و بنابراین از نظر کاربرد در کشاورزی با رعایت سایر موارد زیست محیطی قابل توصیه است. 

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The effects of using treated municipal wastewater on groundwater quality of north of Isfahan

نویسندگان [English]

  • Mehdi Panahi 1
  • Hamid Reza Rahmani 2
  • hossein sharifi 3
1 1. Soil and Water Research Department, Isfahan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Isfahan, Iran
2 Soil and Water Research Institute of Iran(Isfahan)
3 Researcher of Soil and Water Research Department, Isfahan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Isfahan, Iran
چکیده [English]

In order to investigate the effect of using treated wastewater in agriculture on the chemical quality of groundwater at the northern region of Isfahan, an area of 6000 hectares was studied during the years 2018 and 2019 by sampling 46 wells. The location of the studied wells was in two areas under long-term irrigation with effluent for at least 10 years and the control area. Chemical parameters of the samples such as electrical conductivity (EC), chemical reaction (pH), anions including bicarbonate, sulfate, chloride, nitrate and cations including calcium, magnesium and sodium were measured. The results showed that the effect of using treated wastewater on groundwater quality of the region, in shallow and deep wells has a different behavior. Due to the long-term use of treated wastewater for irrigation of agricultural lands, none of the chemical parameters of the deep wells were significant in compared to the control area. But, in area with shallow groundwater, the chemical parameters of EC, bicarbonate (HCO3) and chlorine (Cl) were significant at 5% level as compared to the control. Most of the wells in this area are deep and only 8% of the wells are shallow. Therefore, according to the results, the use of treated wastewater for agriculture in this region has a negligible effect on the chemical quality of deep groundwater and therefore is recommended for use in agriculture.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Groundwater
  • Chemical Quality
  • wastewater
  • Agriculture
Abedikopaie, j. and Golabchian, M. (2015). Estimation of hydrodynamic coefficients of groundwater resources in the basin-Segxi watershed using modflow model. Journal of Agricultural Science and Techniques, Soil and Water Sciences, 19(72), 281-292. (In Persian)
Asghari moghadam, A. and Mahmodi, N. (2008). The effect of maragheh industrial park wastewater on groundwater contamination of Maragheh-Bonab plain aquifer. Journal of Environmental Studies, 34(45), 15-22. (In Persian)
Ayman, Y., Ewida, I., Khalil, M. and Ammar, A. (2021). Impact of domestic wastewater treatment plants on the quality of shallow groundwater in Qalyubia, Egypt; discrimination of microbial contamination source using box-pcr. Egyption Journal of Botany,  61(1), 127-139.
Behbahaninia, A. and, Mirbagheri, A. (2008). Investigating the probability of groundwater metal contamination due to heavy metal movement in wastewater and sludge irrigation soils. In: Proceedings of Third Conference on Water Resources Management. (In Persian)
Binam (1999). Guidelines for laboratory analysis of soil and water samples. vice presidency for planning and supervision, No.467. (In Persian)
Demir, Y., Erşahin, S., Güler, M., Cemek, B., Günal, H. and Arslan, H. (2009). Spatial variability of depth and salinity of groundwater under irrigated ustifluvents in the Middle Black Sea Region of Turkey, Environ. Monit. Assess., 158 (1-4), 279-94.
EPA. (1977). Process design manual for land treatment of manicipal wastwater. Report 625/1-77-008. Us Environment Protection Agency, Circinnatei, Ohio.
Gallegos, E., Warren, A, E. Robles, E., Campoy, E., Calderon, A. Sainz, Ma. G., Bonilla, P. and Escolero, O. (1999). The effects of wastewater irrigation on groundwater quality in mexico Woi. Sci. Tech., 40(2), 45-52.
Heshmati,S. and Beigi, H. (2012). Spatial variability and mapping of shahrekord groundwater quality for use in the design of irrigation systems. Water Research in Agriculture, 26(1), 43-59. (In Persian)
Jampani, M., Liedl, R., Hülsmann, S., Sonkamble, S. and Amerasinghe, P. (2020). Hydrogeochemical and mixing processes controlling groundwater chemistry in a wastewater irrigated agricultural system of India. Chemosphere, 239, 124-141.
Kamali Maskooni, E., Hashemi, H., Mazda Kompanizare, M., Daneshkar Arasteh, P., Vagharfard, H. and Berndtsson, R. (2020). Assessment of hydro-geochemical properties of groundwater under the effect of desalination wastewater discharge in an arid area. Environmental Science and Pollution Research, published online september29, 2020 from https://doi.org/10.1007/s11356-020-10787-z
Khanamani, A., Dodangeh, E., Soleymani, F., Karimzade, H. R. and Soltani, S. (2014). Changes in chemistry of some growth chemicals of Esfahan Segzi plain. Journal of Agricultural Science and Techniques, Soil and Water Sciences, 18 (67), 59-68.
Lauver, L. (2000). Nitrogen mass balance for municipol wastwater. Practice periodical of Hazardous. Toxic and Radiooactive waste management, 4 (1), 36-38.
Malakotian, M. and Karami, A. (2004). Investigation of chemical quality changes in groundwater resources in Bam and Bravat plain during 1997-2004. Hormozgan Medical Journal, 8 (2), 109- 116. (In Persian)
Meneley, W. A. (1975). Moose Jaw effluent irrigation study Geology Division, SRC.
Mohammadi, P., Siahi, M. K., Ehteshami, M., Mehrdadi, N., Ashrafi, A., Liaghat, A., Ghoddosi, F., Adl, M. and Zarankabi, M. R. (2000). Review of Wastwater quality guidelines for irrigation use. Iranian National Commite Irrigation and Drainage, No.104 (In Persian)
Ostovari, Y., Beigi H. and Davoodian, A. R. (2012). Spatial variation of nitrate in the Lordegan aquifer. Water and Irrigation Management, 2(1), 55-67. (In Persian)
 Paruch, A. M. (2014). The impact of wastewater irrigation on the chemical quality of groundwater. Water and Environment Journal, 28, 502–508.
Pescod, M. B. (2001). Wastwater treatment and use in Agriculture. FAO Irrigation and Drainage Paper No. 47.
Rahmani, H. R., Panahi, M. Sharifi, H. (2022). Investigation the quality of Isfahan North Wastewater Treatment Plant effluent for agricultural applications. Soil and Water Research Department, Isfahan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization. Report No. 59943.
SubbaRao, N., Sunitha, B., Rambabu, R., NageswaraRao, P. V., Surya Rao, P., Deepthi, S. B., Sravanthi, M. and Deepali, M. (2018). Quality and degree of pollution of groundwater, using PIG from a rural part of Telangana State, India. Applied Water Science, 8, 227-233.
 Sutharsiny, A., Pathmarajah, S., Thushyanthy, M. and Meththinka, V. (2012). Characterization of irrigation water quality of Chunnakam aquifer in Jaffna Peninsula. Tropical Agricultural Research, 23 (3), 237-248.
Taany, R. A., Tahboub, A. B. and Saffarini, G. A. (2009). Geostatistical analysis of spatiotemporal variability of groundwater level fluctuations in Amman–Zarqa basin Jordan: a case study, Environ. Geol., 57, 525–535.
WHO. (1989). Health guidelines for the use of wastwater in agriculture. Technical Report No. 778. WHO, Geneva, 74 P.