مدیریت پایداری کیفیت آب های زیرزمینی در مواجهه با نفوذ آلاینده های کشاورزی و شهری

پژوهش حاضر با هدف تدوین چارچوبی جامع برای مدیریت پایدار کیفیت آب های زیرزمینی در مواجهه با نفوذ آلاینده های حاصل از فعالیت های کشاورزی و توسعه شهری در دشت های مرکزی ایران انجام شد. این مطالعه با رویکرد توصیفی-تحلیلی و با تلفیق داده های میدانی، شبیه سازی های هیدروژئولوژیکی و تحلیل های آماری چندمتغیره اجرا گردید و در آن، ابتدا نمونه برداری از ۶۵ حلقه چاه مشاهده ای در یک دشت با کاربری های کشاورزی، صنعتی و شهری مختلط در یک دوره یک ساله (چهار فصل) انجام شد و پارامترهای فیزیکوشیمیایی اصلی (شامل EC، TDS، pH، نیترات، فسفات، فلزات سنگین مانند سرب، کادمیوم و آرسنیک، و نیز کلیفرم های مدفوعی) در سه تکرار اندازه گیری گردیدند و همچنین، سطح آب زیرزمینی در ۱۲ نقطه با استفاده از روش های ژئوالکتریک و پیزومتری پایش شد. برای شبیه سازی انتقال آلاینده ها از نرم افزار MODFLOW و MT۳DMS استفاده گردید و برای تحلیل حساسیت و ریسک، از تکنیک های زمین آمار (کریجینگ) و همچنین مدل های فازی-عصبی بهره گیری شد. یافته ها نشان داد که میانگین غلظت نیترات در مناطق با کشت متراکم و استفاده بی رویه از کودهای ازته (به ویژه در بخش مرکزی دشت) به ۴۸ میلی گرم بر لیتر رسیده است که بیش از حد مجاز سازمان بهداشت جهانی (۵۰ میلی گرم بر لیتر برای نیترات و ۱۰ میلی گرم بر لیتر برای نیتریت) بوده و روند افزایشی معناداری (۳۵ درصد نسبت به دهه قبل) داشته است. همچنین، غلظت فلزات سنگین از جمله سرب و آرسنیک در محدوده خروجی پساب های صنعتی و فاضلاب های شهری تصفیه نشده، به ترتیب به ۳۲ و ۱۸ میکروگرم بر لیتر رسیده است که با استانداردهای ملی فاصله قابل توجهی دارند. شبیه سازی انتقال آلاینده نشان داد که در صورت ادامه روند فعلی، تا افق ۱۴۰۸ (حدود ۵ سال آینده)، سطح نیترات در بخش مرکزی دشت از ۶۵ میلی گرم بر لیتر عبور خواهد کرد و ۲۸ درصد از کل مساحت دشت با خطر آلودگی شدید (کلاس خطر بالا) مواجه خواهد شد. تحلیل حساسیت مدل نشان داد که به ترتیب پارامترهای مقدار کود مصرفی، نرخ نفوذپذیری آبخوان و فاصله از مناطق شهری، بیشترین تاثیر را بر کیفیت آب زیرزمینی دارند. بر اساس یافته ها، یک مدل مفهومی شامل ۱۲ راهبرد مدیریتی در چهار حوزه (اصلاح الگوی کشت و مصرف بهینه کود، توسعه سیستم های پایش هوشمند و پهپاد مبنا، تصفیه تکمیلی فاضلاب های شهری و صنعتی، و تغذیه مصنوعی آبخوان) تدوین گردید. می توان نتیجه گرفت که مدیریت یکپارچه و مشارکتی آب های زیرزمینی با تکیه بر ابزارهای پایش لحظه ای، مدل های پیش بینی کننده و مشارکت بهره برداران، تنها راهکار موثر در جلوگیری از تشدید بحران کیفی آب در مناطق با تنش آبی و کشاورزی فشرده است.

کلیدواژه ها:

کیفیت آب زیرزمینی ، آلاینده های کشاورزی ، نفوذ آلاینده های شهری ، مدل سازی آبخوان ، مدیریت پایدار منابع آب