تحليل مقايسه‌اي شاخص‌هاي ERPI و CWQI در ارزيابي کيفيت آب رودخانه‌ها با تمرکز بر عدم‌قطعيت پارامترهاي مهم کيفي

نویسندگان

1 گروه علوم و مهندسي محيط زيست، واحد اردبيل، دانشگاه آزاد اسلامي،‌ اردبيل،‌ ايران.

2 گروه علوم و مهندسي محيط زيست، واحد اردبيل، دانشگاه آزاد اسلامي،‌ اردبيل،‌ ايران.

3 گروه علوم و مهندسي محيط زيست، واحد اردبيل، دانشگاه آزاد اسلامي،‌ اردبيل،‌ ايران.

doi
چکیده

زمينه و هدف : کاهش کيفيت آب رودخانه‌ها به عنوان يکي از چالش‌هاي مهم زيستمحيطي، تأثيرات گسترده‌اي بر اکوسيستم‌هاي آبي و بهره‌برداري اقتصادي دارد. شاخص‌هاي کيفيت آب مانند CWQI و ERPI ابزارهاي مفيدي براي ساده‌سازي اطلاعات پيچيده کيفي و تسهيل تصميم‌گيري‌هاي مديريتي هستند. با اين حال، مقايسه عملکرد اين شاخص‌ها و تحليل عدم قطعيت پارامترهاي کيفي در اکوسيستم‌هاي متنوع کمتر مورد توجه قرار گرفته است. اين پژوهش با هدف مقايسه عملکرد شاخص‌هاي CWQI و ERPI و تحليل عدم قطعيت پارامترهاي کيفي در رودخانه قرمسو انجام شد . روش پژوهش : اين مطالعه در سال 1403 و در دو فصل خشک و مرطوب در هفت ايستگاه نمونه‌برداري از رودخانه قرمسو واقع در استان اردبيل انجام شد. نمونه‌ها با روش‌هاي استاندارد APHA جمع‌آوري و 16 پارامتر کيفي آب شامل pH ، EC ، TDS ، DO ، BOD5 ، COD ، TC ، کلريد، نيترات، سولفات، فلوئوريد، آمونيوم، SAR ، آهن، سرب و آرسنيک مورد سنجش قرار گرفت. شاخص‌هاي CWQI و ERPI محاسبه و تحليل عدم قطعيت پارامترها با استفاده از روش مونت کارلو زنجيره مارکوف (MCMC) انجام شد . يافته‌ها : بر اساس نتايج، شاخص CWQI در بيشتر ايستگاه‌ها با بازه ۸۰ تا ۹۴، کيفيت آب را در رده "خوب" طبقه‌بندي کرد. در مقابل، شاخص ERPI بسته به نوع کاربري نتايج متنوعي نشان داد: براي مصارف شرب، ۲۶٪ ايستگاه‌ها در وضعيت "خوب"، ۲۶٪ "نامناسب"، ۱۲٪ "متوسط" و ۱۴٪ "ضعيف" قرار گرفتند؛ براي مصارف کشاورزي و صنعتي، ۵۷٪ "خوب"، ۲۲٪ "عالي" و ۲۱٪ "متوسط"؛ و براي مصارف حيات وحش و شيلات، ۴۳٪ "عالي"، ۲۸٪ "خوب" و ۲۹٪ "متوسط" ارزيابي شدند. تحليل عدم قطعيت با روش MCMC نيز پارامترهاي BOD 5 (با انحراف معيار ۲٫۰۵۴ و خطاي مونت کارلو ۰٫۰۱۸۷۸)، COD (انحراف معيار ۵٫۶۶۲ و خطاي مونت کارلو ۰٫۰۷۷۶۲) و TDS (انحراف معيار ۷۸٫۴۴ و خطاي مونت کارلو ۱٫۰۷۸) را به عنوان عوامل اصلي عدم قطعيت معرفي نمود. همچنين، همبستگي مثبت قوي بين EC و TDS (۰٫۹۴) و همبستگي منفي بين DO و BOD5 (۰٫۲۱-) تأثير فعاليت‌هاي انساني بر کيفيت آب رودخانه را به وضوح تأييد کرد . نتايج : ترکيب شاخص‌هاي CWQI و ERPI همراه با تحليل عدم قطعيت مي‌تواند به عنوان يک رويکرد چندمعياره جامع براي پايش و مديريت کيفيت آب رودخانه‌ها مورد استفاده قرار گيرد. اين مطالعه نشان داد که توجه به تغييرات مکاني و فصلي و همچنين در نظر گيري عدم قطعيت پارامترهاي کيفي، دقت تصميم‌گيري‌هاي مديريتي را افزايش داده و منجر به مديريت پايدارتر منابع آب مي‌شود .