ویژگیهای شیمیایی آبهای درونریز و پیامد آنها بر خاکهای تالاب میقان اراک

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه بوعلی سینا

چکیده

چکیده
سابقه و هدف: آب‌های فرورفته و یا به جریان افتاده در روی خاک‌های بالادست، بویژه به هنگام ریزش‌های آسمانی می‌تواند مایه آلودگی آب‌های زیرزمینی و روزمینی در زمین‌های پایین دست شود. پایش و ارزیابی پیامد آب‌های سرزمین‌های خشک که به تالآب‌ها زندگی می‌بخشند، بسیار مهم است. پژوهش کنونی با هدف ارزیابی کیفیت آب‌های رها شده در تالاب میقان اراک و پیامد آن‌ها بر ویژگی‌های شیمیایی خاک تالاب انجام شده است.
مواد و روش‌ها: از آب‌های سه جایگاه رهاشدن پساب شهری اراک، رودخانه شهراب و پساب کارخانه فراوری سولفات سدیم به تالاب میقان در اردیبهشت و آبان سال 1393 نمونه‌برداری شد. شوری، غلظت کاتیون‌ها و آنیون‌ها، جامدهای محلول و معلق، نیتروژن، فسفر و کربن آلی آب‌ها اندازه‌گیری و آزمون شد. همچنین از دو لایه رویین (0-30 سانتی‌متری) و زیرین (30-60 سانتی‌متری) خاک تالاب در 4 جایگاه رهاسازی پساب شهری، رودخانه شهراب، رودخانه فراهان و پساب کارخانه در دو زمان یاد شده نمونه‌برداری شد و برخی از ویژگی‌های شیمیایی خاک‌ها آزمایش شد.
یافته‌ها: این پژوهش نشان داد که پساب شهری اراک شوری، نسبت جذب سطحی سدیم، کاتیون، آنیون و جامدهای بسیار کمتری از دو آب دیگر دارد ولی کربن آلی، فسفر و نیتروژن آن به اندازه چشم‌گیری بیشتر است که مایه کاهش پی-اچ، شوری و افزایش کربن آلی، فسفر و نیتروژن خاک بویژه در لایه رویین در جایگاه رهاسازی آن شده است. بهبود ویژگی‌های خاک می‌تواند با افزایش رشد گیاهان آب‌دوست تالاب مایه آلودگی آب آن به مانده‌های گیاهی و مواد آلی شود. در برابر آن پساب کارخانه فراوری سولفات دارای اندازه فراوانی از جامدهای محلول یا نمک‌ها، نسبت جذب سطحی سدیم و بویژه جامدهای معلق است. هر چند ویژگی‌های خاک آزمایش شده در این جایگاه نشان می‌دهد که برای رشد گیاهان ناشایست است ولی این آب با ویژگی‌های یاد شده می‌تواند مایه دگرگونی ویژگی‌های فیزیکی خاک در این جایگاه شود. ویژگی‌های شیمیایی آب و خاک لایه رویین و زیرین در جایگاه رودخانه شهراب بهم نزدیک است و نشان از هماهنگی و پایداری آب و خاک این جایگاه دارد. ولی بررسی ویژگی‌های لایه رویین و زیرین خاک در جایگاه رسیدن رودخانه فراهان به تالاب نشان داد که خاک لایه رویین آن دارای کربن آلی، نیتروژن، فسفر بیشتر و شوری کمتری در برابر خاک جایگاه رودخانه شهراب است که می‌تواند زیستگاه خوبی برای رشد گیاهان در این تالاب شور فراهم کند و مایه افزایش آلودگی آن به مانده‌های گیاهی و مواد آلی شود.
نتیجه‌گیری: فاضلاب شهری اراک کیفیت بالایی داشته و ویژگی‌های شیمیایی خاک را بهبود داده است. در برابر آن، کیفیت بد فاضلاب کارخانه فراوری سولفات سدیم ویژگی‌های شیمیایی خاک را بدتر کرده است. بنابراین پیش از رهاسازی آن‌ها در تالاب میقان اراک ترکیب این دو فاضلاب و آمیختن آن‌ها می‌تواند پیشنهاد خوبی باشد. به هر گونه این پیشنهاد نیاز به بررسی ویژه ای دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Chemical properties of suface water-inflows and their effects on soils of Meyghan Lake in Arak

چکیده [English]

Abstract
Background and Objectives: Infiltered or runoff waters from uplands especially after raining can cause groundwater and water pollution in lowlands which affect soil quality. Monitoring and assesmnet of suface waters in dry lands that alive the wetlands is very important. The objectives of this study were to assess the quality of suface water-inflows to the Meyghan Lake and their consequences on the chemical characteristics of Meyghan wetland soils.
Materials and Methods: Manicipal wastewater of Arak, Shahrab River and wastewater of processing plant of sodium sulfate were sampled in May and November, 2014. Electrical conductivity, differnt solids, major cations and anions, nitrogen, phosphorus and organic carbon were measured and tested in the waters. Two layers (0-30 cm and 30-60 cm) of soils were sampled in the release sites of municipal wastewater, Shahrab River, Farahan River and sodium sulfate plant wastewater in May and November, 2104. Soil chemical properties were measured and statisticaly analized for these 4 sampling sites.
Results: The study showed that manicipal wastewater of Arak has significantly lowere salinity, sodium adsorption ratio, cations and anions concentrations and solids as compared to other sampled waters. But organic carbon, nitrogen and phosphorus concentrations were higher in this water that significantly decreased the salinity and increase organic carbon, phosphorous and nitrogen contents of the soil sampled from this site. The improvement of soil properties can increase aquatic plant growth, which will be the source of water pollution with plant residues and organic materials. In conterast the wastewater of sodium sulfate processing plant has markedly high concentrations of soluble salts, sodium adsorption ratio and particularly suspension solids. It is not suitable for plant growth and can change soil physical properties in this site. Chemical properties of water of Shahrab River were close to the chemical properties of surface and bottom layers of soil in this place. It shows that the the harmony and stability of soil and water environment in this sampling site. But study of surface and bottem layers of wetland soil in the release site of Farah River shows that the surface soil has higher organic carbon, nitrogen and phosphorus contents and lower salinity compared to those measured in the soil sampled from Shahrab River site. It may be related to anthropgenic effect in agriculral uplands, creating a good environment for plants growing in this salty lake, increasing its pollution by plant residues and organic matters.
Conclusion: The high quality of urban wastewater of Arak may improve soil chemical properties for growing of plants. In contrast the low quality of wastewater of sodium sulfate processing plant worsened soil chemical properties. So combining of two waste waters and mixing them before releasinge into the Meighan Lake may be a good suggestion. However this proposal needs a special research.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Meighan Lake
  • Municipal wastewater
  • River water
  • Wetland soil
1.Abdinejad, Gh.A., and Nateghi, D. 2010. Critical factors affecting Meyghan desertification
and practical solutions for achieving its sustainable development. The first national
conference on combating desertification and sustainable development of desert wetland Iran,
16 to 17 June. Country Forests and Rangelands Organization. Arak, Iran. (In Persian)
2.Akhani Senejani, H. 1999. Attitudinal on vegetation and flora of the desert Meyghan Arak.
J. Sci. (University of Tehran). 18: 1-4 .17-84. (In Persian)
3.Andrew, D., Lenore, S., Eugene, W., and Arnolr, E. 2005. Standard methods for the
examination of water and wastewater. Vol. 1 (21st Edition). Published by American Public
Health Association.
4.Ayers, R.S., and Westcot, D.W. 1985. Water quality for agriculture. FAO irrigation and
drainage paper. 29: 1. 1-144.
5.Fernández-Cirelli, A., Arumí, J.L., Rivera, D.W., and Boochs, P. 2009. Environmental effects
of irrigation in arid and semi-arid regions. Chile. J. Agric. Res. 69: 27-40.
6.Forster, J.C. 1995. Soil sampling, handling, storage and analysis. P 49-121, In: K. Alef and
P. Nannipieri (Eds.), Methods in Applied Soil Microbiology and Biochemistry. Academic
Press London.
7.Fuhriman, D.K., and Barton, J.R. 1971. Groundwater pollution in Arizona, California, Nevada
and Utah, Water Pollution Contorol Research Series. 16060 ERU, U.S. (Environment
Protection Agency, Washington D.C), 249p.
8.Gee, G.W., and Bauder, J.W. 1986. Particle size analysis. P 383-411, In: A. Klute (Ed.),
Method of soil analysis, part 1: Physical and mineralogical methods, Soil Science Society of
America, Madison, Wisconsin USA.
9.Ghadimi, F. 2014. Assessment of the sources of chemical elements in sediment from Arak
Mighan Lake. Inter. J. Sed. Res. 29: 159-170.
10.Ghadimi, F., and Ghomi, M. 2013. Assessment of the effects of municipal wastewater
on the heavy metal pollution of water and sediment in Arak Mighan Lake, Iran. J. Tethys.
1: 205-214.
11.Ghahroudi Tali, M., Mirzakhani, B., and Asgari, A. 2012. Desertification and playa
expansions in Everglades of Iran (Case study: Meghan Lake). Geography and Environmental
Hazards. 1: 4. 97-112. (In Persian)
12.Ghasemi, S.A., and Danesh, Sh. 2012. Application of wastewater treatment plants’ effluent
in agriculture and evaluation of potential impacts on soil and crops. J. Sci. Technol. Agric.
Natur. Resour. (Water and Soil Science). 16: 61. 109-124. (In Persian)
13.Hosseinpur, A., Haghnia, G.H., Alizadeh, A., and Fotovat, A. 2007. Effect of irrigation with
raw and treated wastewaters on soil chemical properties of soil in different depths under
continuously and intermittent flood conditions. Iran. J. Irrig. Drain. 1: 2. 73-85. (In Persian)
14.Jalali, M. 2005. Nitrates leaching from agricultural land in Hamadan, western Iran.
Agriculture, Ecosystems and Environment. 10: 210-218.
15.Jalali, M. 2009. Phosphorous concentration solubility and species in the groundwater in a
semi-arid basin southern Malayer western Iran. Environmental Geology. 57: 1011-1020.
16.Jalali, M., and Kolahchi, Z. 2008. Groundwater quality in an irrigated, agricultural area of
northern Malayer, western Iran. Nutrent Cycling in Agroecosystems. 18: 1. 95-105.
17.Jeyaruba, T., and Thushyanthy, M. 2009. The Effect of Agriculture on Quality of
Groundwater: A Case Study. Mid. -East J. Sci. Res. 4: 2. 110-114.
18.Kabusi, K. 2014. The Assessment of medium- term application of treated wastewater on
soil physical and chemical properties (Case study: Bandargaz wastewater treatment plant).
J. Land Manage. 2: 2. 95-110. (In Persian)
19.Klute, A. 1986. Method of soil analysis. Part 1.Physical and mineralogical methods.
American Society of Agronomy Inc. Madison, Wisconsin USA. 1188p.
20.Nelson, D.W., and Somers, L.E. 1996. Total carbon, organic carbon and organic matter.
P 961-1010, In: D.L. Sparks, A.L. Page, P.A. Helmke, R.H. Loeppert, P.N. Soltanpour, M.A.
Tabatabai, C.T. Johnston and M.E. Sumner (Eds.), Methods of Soil Analysis. Part 3.
Chemical Methods. Madision, Wisconsin. USA.
21.Olsen, S.R., and Sommers, L.E. 1982. Phosphorus. P 403-430, In: A.L. Page, R.H. Miller
and D.R. Keeney (Eds.), Methods of Soil Analysis. Part 2. 2nd ed. Agronomy No. 9.
American Society of Agronomy, Madison, WI, USA.
22.Rodvang, J., and Simpkins, W.W. 2001. Agricultural contaminants in Quaternary aquitards.
a review of occurrence and fate in North America. Hydrogeol. J. 9: 44-59.
23.Rohani Shahraki, F., Mahdavi, R., and Rezaee, M. 2005. Effect of irrigation with wastewater
on certain soil physical and chemical properties. J. Water Wastewater. 16: 1. 23-29.
(In Persian)
24.Rowell, D.L. 1994. Soil Science: Methods and Applications. Longman Grop, Harlow, 350p.
25.Safari Sinegani, A.A., and Hajrasuliha, Sh. 2000. Evaluation of the quality of effluent of
north Isfahan sewage refinery for agriculture. J. Water Wastewater. 33: 20-26. (In Persian)
26.Safari Sinegani, A.A., and Hajrasuliha, Sh. 2001. Effects of irrigation with secondary
effluent of north Isfahan sewage refinery on some chemical properties of Borkhar region
soils. Iran. J. Agric. Sci. 32: 1. 79-88. (In Persian)
27.Sawyer, N.N., MC Carty, P.L., and Parkin, G.F. 2003. Chemistry for environmental
engineering and science. (5th ed.,). New York, McGraw-Hill, 752p.
28.Sims, J.T. 1996. Lime requirement. P 491-515, In: D.L. Sparks, A.L. Page, P.A. Helmke,
R.H. Loeppert, P.N. Soltanpour, M.A. Tabatabai, C.T. Johnston and M.E. Sumner (Eds.),
Methods of Soil Analysis. Part 3. Chemical Methods. Madision, Wisconsin. USA.
29.Tohidifar, M., Kaboli, M., Karami, M., and Sadough, M.B. 2009. Observations on breeding
birds of Meyghan wetland and adjacent areas, Markazi Province, West-Central Iran.
Podoces. 4: 2. 124-129.