۱٫ معرفی
یکی از مهم ترین عوامل مؤثر بر کیفیت زندگی، سلامتی یعنی وضعیت رفاه جسمی، روانی و اجتماعی است. برای دستیابی به یک وضعیت بهداشتی خوب، رعایت شرایط متعدد، از جمله عوامل اقتصادی و محیطی (مانند دسترسی به آب با کیفیت خوب، زمین، شرایط آب و هوایی) ضروری است. [
۱]. توسعه پایدار شهری یکی از جدی ترین مشکلات قرن بیست و یکم است [
۲,
۳]. علاوه بر این، چنین توسعه ای بدون توانایی استفاده از منابع آب برای مصارف شرب یا صنعتی در برخی مناطق امکان پذیر نخواهد بود. [
۴]. بر اساس هدف ششم توسعه پایدار (SDG 6)، دسترسی به آب و فاضلاب پایدار باید تا سال ۲۰۳۰ برای همه مردم فراهم شود. [
۵]. با این حال، واقعیت این است که در بسیاری از کشورها، هنوز کیفیت آب کافی وجود ندارد، که منجر به بیماری‌های متعدد منتقله از طریق آب نیز می‌شود. [
۶,
۷,
۸]. تخمین زده می شود که بیش از ۳ میلیارد نفر به امکانات بهداشتی مدیریت شده ایمن دسترسی ندارند [
۹]. همچنین عدم آموزش مناسب در خصوص مدیریت صحیح منابع آب باعث افزایش میزان آلاینده های آب در فضاهای شهری می شود. [
۱۰]. این مشکل عمدتا کشورهای توسعه نیافته را تحت تاثیر قرار می دهد، جایی که تنها درصد کمی از فاضلاب در تصفیه خانه های متمرکز فاضلاب شهری تصفیه می شود و بقیه بدون هیچ گونه تصفیه به منابع آب تخلیه می شود و در نتیجه منجر به آلودگی کلی منابع می شود. [
۱۱].
آب نه تنها برای عملکرد مناسب جامعه بلکه برای اقتصاد جهانی نیز حیاتی است. آمار نشان می دهد که تنها ۳ درصد آب در حالت طبیعی خود قرار دارد [
۱۲,
۱۳,
۱۴]. در این زمینه، به دست آوردن داده ها و تجزیه و تحلیل موثر آنها به منظور حفاظت از آب بسیار مهم است [
۱۵,
۱۶].
منابع آب سطحی برای توسعه اجتماعی-اقتصادی و حفاظت از سیستم های اکولوژیکی و تامین آب برای مردم بسیار مهم است. با این حال، در کشورهایی که منابع آب سطحی آنها کاهش یافته است، بیشتر آب آشامیدنی از منابع آب زیرزمینی تامین می شود [
۱۷].
عنصر اتصال اکوسیستم آب های سطحی و زیرزمینی چشمه ها هستند. آب این چشمه ها اغلب برای مصارف شرب در مناطق کارستی و همچنین در مناطقی که برای تفریح استفاده می شود استفاده می شود [
۱۸,
۱۹]. مؤلفه آب چشمه ها تحت تأثیر عوامل طبیعی و انسانی است. گروه اول شامل شرایط زمین شناسی، شرایط اقلیمی و توسعه زمین و همچنین کاربری اراضی است [
۲۰]. با توجه به اینکه آب در چشمه ها از طریق شبکه ای از گسل ها، شکاف ها یا تماس با سنگ ها روی سطح ظاهر می شود. [
۲۱]، به ویژه توسط شیرابه های مهاجرتی تهدید می شود [
۲۲,
۲۳]. توپوگرافی منطقه نیز بر میزان آلودگی تاثیر دارد [
۲۴]. توسعه فضایی در مجاورت چشمه ها، از جمله وجود، به عنوان مثال، دفن زباله و تصفیه خانه های فاضلاب، قطعا خطر آلودگی را افزایش می دهد. [
۲۵,
۲۶]. مهاجرت شیرابه ها نیز با میزان بارندگی تحریک می شود. علاوه بر پارامترهای فیزیکوشیمیایی آب چشمه ها، موضوع مهم در تعیین مناسب بودن آنها برای مصرف، محتوای میکروارگانیسم ها است. [
۱۸]. آب در نظر گرفته شده برای آشامیدن نباید حاوی عوامل بیماری زا باشد [
۲۷]اما آب چشمه اغلب حاوی باکتری‌ها، قارچ‌ها و ویروس‌هایی است که باعث همه‌گیری بیماری‌های مختلف می‌شوند [
۲۸].
آب آشامیدنی آبی است که از نظر خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و میکروبیولوژیکی از کیفیت قابل قبولی (طبق دستورالعمل سازمان جهانی بهداشت یا استانداردهای ملی کیفیت آب آشامیدنی) برخوردار باشد، بنابراین می توان از آن به طور ایمن استفاده کرد. [
۲۹]. با توجه به اینکه حفظ کیفیت مناسب آب آشامیدنی برای تامین سلامت انسان ضروری است، نظارت بر این کیفیت با نظارت بر این آب از طریق کنترل مداوم با استفاده از سنسورها ضروری است. دومی تضمین کنترل دائمی است و در عملکرد “شهر هوشمند” گنجانده شده است. [
۳۰]. شهرهای هوشمند مفهومی نوآورانه در مدیریت محیط‌های شهری هستند و با تلفیق مفاهیم فنی، نهادی و اقتصادی در کنار روش‌های نوین اطلاعات و ارتباطات، توسعه پایدار و بهبود کیفیت زندگی را تضمین می‌کنند. این مفهوم مبتنی بر استفاده از سیستم هایی است که پارامترهای محیطی را نظارت می کنند (به عنوان مثال، حسگرها). و این راه حل را می توان در هر مکانی استفاده کرد، نه تنها در شهرها. یکی از عناصر این سیستم چیزی است که «آب هوشمند» نامیده می شود که مبتنی بر استفاده از حسگرهای اقتصادی است که می توانند داده ها را از طریق استفاده از شبکه های سلولی، به عنوان مثال، ارائه دهند. چنین زیرساختی برای حصول اطمینان از نوشیدن آب با کمیت و کیفیت کافی در طیف وسیعی از شرایط عملیاتی در حال تغییر، کلیدی است. به لطف حجم زیاد داده‌های به‌دست‌آمده از حسگرها، ارزیابی کیفیت آب در یک منطقه خاص آسان‌تر است، که امکان ارزیابی ریسک این آبها را نیز فراهم می‌کند. چنین اقداماتی امکان اجرای اهداف مفهوم آب هوشمند و مدیریت منطقی منابع آب را فراهم می کند. بر اساس داده‌ها، می‌توان با استفاده از روش‌های شاخص مانند شاخص کیفیت آب (WQI) یک تحلیل ریسک آب انجام داد. [
۳۱,
۳۲,
۳۳,
۳۴].
چشمه ها در فضاهای شهری باید تحت پایش کیفیت آب قرار گیرند تا تغییرات در پارامترهای فیزیکوشیمیایی و میکروبیولوژیکی آنها مشخص شود و عواملی که ممکن است باعث این تغییرات شوند شناسایی شوند. این امر برای حفظ کیفیت مناسب آب، محدود کردن توسعه بیماری های ناشی از مصرف آب با کیفیت پایین و اجرای استراتژی مدیریت آب پایدار در شهرداری ها مهم است.
یکی از نمونه‌های مکانی که در آن آب چشمه توسط ساکنان شهرهای مجاور و گردشگران کشیده می‌شود، چشمه Zimny Sztok در استانیکا (جنوب لهستان) است. چشمه به دلیل قرار گرفتن در مجاورت جاده و استفاده مداوم، در خطر مهاجرت آلاینده ها نیز قرار دارد. این تحقیق شامل دو سری اندازه گیری در سال های ۲۰۲۳ و ۲۰۲۴ از پارامترهای فیزیکوشیمیایی و باکتریولوژیکی منتخب بود. هدف این مقاله بررسی کیفیت آب در فصل بهار، تعیین خطرات احتمالی با استفاده از WQI و ارائه مشکل کلی مصرف آب از منابع شهری بدون اطلاع از پارامترهای آن است. اینها نتایج اولیه این تحقیق است که برای نشان دادن مشکل عدم پایش آب در چشمه‌ها انجام خواهد شد.
۲٫ منطقه مطالعه
این مقاله مربوط به یک چشمه کواترنر واقع در شهر استانیکا (کمونه Pilchowice)، در بخش جنوبی لهستان است.
شکل ۱). از نظر جغرافیای فیزیک، این منطقه بخشی از منطقه کلان کوهستانی سیلسیا و مزور منطقه فلات ریبنیک است. [
۳۵]. این چشمه در ارتفاع ۲۲۴٫۶ متری از سطح دریا قرار دارد. منطقه تحقیقاتی در منطقه اقلیمی انتقالی قاره ای-دریایی واقع شده است. متوسط دما در اینجا ۸ درجه سانتی گراد است. میانگین بارندگی سالانه حدود ۷۰۰-۸۰۰ میلی متر است. این منطقه تحت تسلط بادهای جنوب غربی و شمال غربی با سرعت متوسط ۲٫۵ متر بر ثانیه است که آلودگی های گرد و غبار و گاز را به شهرهای اطراف منتقل می کند. از نظر هیدروگرافی، این منطقه در حوضه اودر، در منطقه آبی اودر علیا، در حوضه آبریز رودا واقع شده است. [
۳۶].
چشمه در منطقه ای جنگلی قرار دارد. فاصله سرچشمه تا نزدیکترین روستا ۱٫۲۵ کیلومتر به سمت شرق است. روستای استانیکا، که متعلق به کمون پیلچوویس است، عمدتاً با ساختمان های تک خانواده مشخص می شود. حدود ۳۰ درصد از کمون به سیستم فاضلاب متصل است. این چشمه همچنین در ۵۰۰ متری غرب خانه‌های تک‌خانواری (Biały Dwór) که متعلق به کمون رودی است، قرار دارد. هم اکنون کار برای اتصال این خانه ها به شبکه فاضلاب در حال انجام است. انتظار می رود پروژه اتصال خانه ها به سیستم فاضلاب برای کل کومون رودی تا سال ۲۰۲۷ ادامه یابد. فاصله چشمه تا جاده ۷ متر است. حدود ۴۰۰ متر در شرق و ۷۰۰ متر در شمال مزارع کشاورزی وجود دارد.
قدیمی ترین سازندهای زمین شناسی در این منطقه یک واحد ساختاری را تشکیل می دهند که به بلوک سیلسی بالایی معروف است. این سنگ‌های کریستالی پرکامبرین، عمدتاً شیست‌های میکا و پارگنیس‌ها هستند که روی آنها کامبرین (سیلت سنگ و دیاباز)، دونین (ماسه سنگ و سپس سنگ آهک و دولومیت با درج‌های متعددی از سنگ‌های رسی، گلسنگ و مارن)، سنگ‌های کربنیفر زیرین (عمدتاً ماسه‌سنگ، گل‌ستون) وجود دارد. ، شیل، کنگلومرا) و رسوب کربنی ذخایر مولد کربنیفر فوقانی. رسوبات کربونیفر فوقانی متعلق به سری پارالیک قدیمی تر است که از سنگ های تکه تکه با لایه های رسوبات دریایی تشکیل شده است و به شکل گلسنگ خاکستری، گلسنگ ماسه ای و سنگ رسی در میان لایه های ماسه سنگی ریزدانه و درزهای زغال سنگ توسعه یافته است. بین رسوبات سری پارالیک و گلسنگ، کمربند محلی سری ماسه سنگ سیلزی بالایی به صورت ماسه سنگ متوسط و ریزدانه و کمتر به صورت ماسه سنگ درشت دانه و کنگلومرا با گل سنگ بین لایه ای وجود دارد که در میان آنها وجود دارد. درزهای زغال سنگ ضخیم تر هستند. رسوبات فوردیپ کارپات شامل خاک رس میوسن و ماسه با سیدریت و همچنین رس شنی و مارنی، ماسه، شیل رسی با گچ و انیدریت است. این سازندها توسط نهشته‌های کواترنر پوشیده شده‌اند که عمدتاً توسط ماسه، شن، رس، تخته سنگ‌های یخچالی و رس تخته‌سنگ نشان داده می‌شوند.
شکل ۲).
بر اساس نقشه هیدروژئولوژیکی، این چشمه در منطقه ای با خطر بسیار پایین برای کیفیت آب قرار دارد. دو آبخوان در منطقه تحقیقاتی مورد بحث وجود دارد – کواترنر و نئوژن. کواترنر با لایه‌هایی از شن و ماسه رودخانه یا سازندهای یخبندان و همچنین ماسه‌های درون مورن با ابعاد و ضخامت‌های مختلف همراه است. سطح بالایی در قسمت بالایی رسوبات کواترنر قرار دارد. اغلب دارای ویژگی آب معلق در اعماق مختلف است و زیر آن خاک رس نیمه تراوا کواترنر یا رس نئوژن غیر قابل نفوذ است. سطح دوم در عمق تقریبی ۷ تا ۱۰ متر یافت می شود و بر روی خاک رس یخبندان غیرقابل نفوذ، کواترنر یا مستقیماً روی خاک رس میوسن قرار دارد. لایه های جدا شده، بر خلاف سفره های آب، اغلب از نظر فضایی پیوسته هستند. منبع آب کواترنر مستقیماً از بارش جوی تأمین می شود و اساس زهکشی در اینجا جریان های سطحی است. آبخوان قابل استفاده نئوژن با درجات شن و ماسه و شن، ۷ تا ۲۲ متر ضخامت، واقع در مجموعه رسی Sarmatian همراه است. منابع آب در منطقه نئوژن تا عمق تقریبی ۹۰ تا ۱۰۰ متر شناسایی شده است و اینها آبهای زیرآرتزینی هستند. سفره‌های زیرزمینی مستقیماً از رخنمون‌های سطح زمین سازندهای نفوذپذیر Sarmatian و از طریق سازندهای کواترنر نفوذپذیر شارژ می‌شوند. جریان آب در این سفره ها به سمت غرب است [
۳۷] (
شکل ۳).
آبهای کواترنر با مقادیر بالای کانی سازی کل مشخص می شوند که به ۱۲۰۰ میلی گرم در لیتر می رسد. آنها از نوع سولفات – بی کربنات – منیزیم – کلسیم هستند. با توجه به افزایش غلظت سولفات‌ها، آهن، منگنز و نیترات‌ها، آنها را در رده سوم کیفیت آب طبقه‌بندی می‌کنند.
آب های موجود در مجموعه شن و ماسه سوم، آب های شیرین با کانی سازی تا ۷۰۰ میلی گرم در لیتر هستند. این آبها از نوع بی کربنات – کلسیم و بی کربنات – کلسیم – منیزیم هستند. به دلیل فراتر رفتن از مقادیر مجاز آهن و منگنز در کلاس کیفی III طبقه بندی می شوند.
۳٫ روش شناسی
تحقیقات در بهار Zimny Sztok شامل دو سری اندازه گیری بود که در نوامبر ۲۰۲۳ (پاییز) و فوریه ۲۰۲۴ (زمستان) انجام شد. طی تحقیقات میدانی، نمونه‌های آب برای آنالیز فیزیکوشیمیایی و باکتریولوژیکی جمع‌آوری شد که در آزمایشگاه معتبر انجام شد. از نظر پارامترهای فیزیکوشیمیایی، مقادیر هدایت الکتریکی، pH، Ca، Na، K، Mg، Fe، Al، منگنز، نیکل، مس، Sr، S، Cl، SO4، HCO3، خیر۳، خیر۲، NH4، بعد از۴، N، TOC، سرب، کادمیوم، کروم، جیوه، روی، اسیدیته و قلیائیت به دست آمد. حضور بالقوه پاتوژن ها در آب های محیطی بر اساس تعیین کلیفرم ها، انتروکوک ها، استنباط شد. P. aeruginosa و C. perfringens. نتایج با مقادیر آیین نامه وزیر بهداشت در ۷ دسامبر ۲۰۱۷ در مورد کیفیت آب مصرفی انسانی مقایسه شد که به صورت عمومی در اینترنت در مجله قوانین ۲۰۱۷، بند ۲۲۹۴ در دسترس است.
شاخص کیفیت آب برای هر دو سری به منظور تعیین ریسک برای کیفیت آب محاسبه شد. WQI در رابطه با مقادیر بیان شده در دستورالعمل های کیفیت آب آشامیدنی (GDWQ) پیشنهاد شده توسط WHO محاسبه شد. این شاخص به عنوان یکی از شاخص ترین شاخص ها برای ارزیابی ریسک آب مورد استفاده قرار گرفت [
۳۸]. محاسبه این شاخص شامل مراحل زیر است: (۱) اختصاص وزن به پارامترهای فیزیکوشیمیایی، (ب) توسعه مقیاس رتبه بندی و (iii) محاسبه WQI.
WQI برای شش پارامتر محاسبه شد و وزن‌های نسبی مناسب بر اساس متون تعیین شد [
۳۸]، اکسیژن محلول (۰٫۲۲)، تعداد کل میکروارگانیسم ها در دمای ۲±۲۲ درجه سانتی گراد (۰٫۲۱)، pH (0.15)، فسفات کل (۰٫۱۳)، نیترات ها (۰٫۱۳) و EC (0.16).
به دنبال این، مقیاس رتبه بندی کیفیت (qمن) با استفاده از رابطه (۱) محاسبه شد. جایی که
سیمن غلظت پارامترها است.
اسمن مقدار استاندارد پارامترها است.
WQI با استفاده از معادله زیر محاسبه می شود:
جایی که
و زیرشاخصی است که از رابطه (۳) محاسبه می شود.
این شاخص آب را به کلاس های زیر طبقه بندی می کند: WQI < 50، آب عالی. 50-100 WQI، آب خوب؛ و WQI > 100، آب ضعیف.
۴٫ نتایج و بحث
تقسیم به تامین تاسیسات هیدروگرافی دیگر، تخلیه سطحی است. گوشت یک کره چشمه تخلیه است. عملکرد فنر در هر دو سری اندازه گیری اندازه گیری شد. بازدهی بهار در نوامبر ۲۰۲۳ برابر با ۹۴ لیتر در ساعت و در فوریه ۲۰۲۴ برابر با ۹۹ لیتر در ساعت بود.
با در نظر گرفتن محتوای یون های اصلی، نوع شیمیایی آب هر دو سری اندازه گیری تعیین شد. در سری اول اندازه گیری ها، آب این چشمه به عنوان بی کربنات – کلسیم و در سری دوم به عنوان آب بی کربنات – کلسیم – منیزیم طبقه بندی می شود.
مقادیر بیولوژیکی و فیزیکوشیمیایی حاصل با استانداردهای ملی کیفیت آب مصرفی انسانی (آیین نامه وزیر بهداشت ۷ دسامبر ۲۰۱۷ در مورد کیفیت آب مصرفی انسانی)، محدودیت های درجه اول کیفیت آب ( آیین‌نامه وزیر اقتصاد دریایی و دریانوردی داخلی ۱۱ اکتبر ۲۰۱۹ در مورد معیارها و روش ارزیابی وضعیت آبهای زیرزمینی) و دستورالعمل‌های کیفیت آب شرب (GDWQ) پیشنهادی WHO.
به طور کلی، با در نظر گرفتن نتایج هر دو تجزیه و تحلیل شیمیایی و ارتباط آنها با استانداردهای ملی آب آشامیدنی، مشخص شد که استانداردها برای pH، اکسیژن محلول، تعداد کل میکروارگانیسم‌ها در دمای ۲±۲۲ درجه سانتی گراد و تعداد کل رعایت نشده است. میکروارگانیسم ها در دمای ۲±۳۶ درجه سانتیگراد. وقتی نتایج را با کلاس کیفیت اول مقایسه می کنیم، استانداردها برای pH، نیترات ها و سولفات ها رعایت نمی شود. علاوه بر این، مس در حد مجاز است. هنگام مقایسه مقادیر آزمایش با استانداردهای WHO، وضعیت مشابه با استانداردهای ملی برای آب آشامیدنی است، به جز مقدار اکسیژن محلول.
مقدار رسانایی الکترولیتی ویژه در سری اول ۲۰۸ µS/cm و در سری دوم ۲۱۷ µS/cm بود. رسانایی الکتریکی (EC) پارامتری است که برای ارزیابی غیرمستقیم کانی‌سازی آب استفاده می‌شود، که در آبهای کم‌عمق در معرض آلودگی‌های انسانی، ممکن است از مقدار ۱۰۰۰ µS/cm تجاوز کند. [
۳۹]. این آبها با کاهش pH مشخص می شوند که برای این منطقه معمولی است. متأسفانه مصرف بیش از حد آب اسیدی ممکن است عواقبی برای سلامتی مانند نقرس، فشار خون بالا، التهاب اندام های دستگاه گوارش و بیماری های پوستی ایجاد کند. با این حال، pH پایین می تواند رشد باکتری هایی مانند E. coli را به دلیل وجود کلر مهار کند. [
۴۰]. با توجه به این پارامتر، pH به مقدار مناسبی نرسید، اما آزمایش‌های کیفی آب برای این چشمه در بهار و تابستان ادامه خواهد داشت. مقادیر DO در سری اول و دوم اندازه گیری کمتر از استانداردها بود. در سری اول، که در آن <300 در تعداد کل میکروارگانیسم ها در دمای 2 ± 22 درجه سانتیگراد بود، مقدار DO کمتر بود، که نشان می دهد که باکتری ها اکسیژن اطراف را مصرف کرده اند. [
۴۱].
آلودگی آب با نیترات ها در درجه اول به دلیل استفاده از آنها در کودهای کشاورزی برای افزایش عملکرد محصول ایجاد می شود. کودهای نیتروژن منبع اصلی نیترات های محلول در آب و ترکیبات نیتریت در خاک هستند. [
۴۲]. علاوه بر این، افزایش محتوای نیترات در آب ممکن است در نتیجه آلودگی توسط زباله های انسانی، حیوانی و صنعتی باشد. [
۴۳]. لازم به ذکر است که آب چاه ها، آب های زیرزمینی کم عمق و آب چشمه ها در معرض افزایش آلودگی نیترات هستند. [
۴۴]. علیرغم این واقعیت که میزان نیترات در چشمه Zimny Sztok از حد مجاز آب آشامیدنی فراتر نمی رفت، محتوایی که این آب ها را به عنوان درجه کیفی اول طبقه بندی می کرد، بیش از حد مجاز بود. با توجه به اینکه چشمه در کنار جاده قرار دارد، میزان نیترات نیز باید کنترل شود. افزایش عرضه نیترات می تواند سرطان زا باشد [
۴۵]. همچنین به دلیل مجاورت خانه های تک خانواری که به طور کامل به سیستم فاضلاب متصل نیستند و به دلیل اینکه نیترات ها ممکن است از سپتیک تانک های نشتی به آب مهاجرت کنند، محتوای نیترات در آب نیز باید کنترل شود.
همانطور که قبلا ذکر شد، با در نظر گرفتن حدود مجاز کیفیت آب برای درجه یک (
میز ۱ و
جدول ۲مس دقیقاً در مرز بین طبقه اول و دوم قرار دارد. در استانداردهای ملی آب آشامیدنی برای مس ارزشی وجود ندارد و سازمان جهانی بهداشت این استاندارد را ۲ میلی گرم در لیتر تعریف کرده است. با وجود این واقعیت، باید در نظر داشت که این شاخص باعث کاهش کیفیت آب از این منبع می شود. غلظت بیش از حد این یون همچنین ممکن است باعث سمیت فلزات سنگین شود که ممکن است منجر به فشار خون بالا، نارسایی کلیه، نارسایی کبد و اختلال عملکرد مغز شود. [
۴۶].
قوانین ملی فعلی مستلزم آن است که آب آشامیدنی بر حسب تعداد کل میکروارگانیسم های موجود در آن تجزیه و تحلیل شود. تعداد کل میکروارگانیسم هایی که در دمای ۲ ± ۳۶ درجه سانتی گراد رشد می کنند ممکن است وجود باکتری های بیماری زا (آنهایی که در دمای بدن انسان رشد می کنند، باکتری های مزوفیل) را نشان دهد، در حالی که تعداد کل میکروارگانیسم هایی که در ۲ ± ۲۲ درجه سانتی گراد رشد می کنند (باکتری های روان دوست) به طور مشابه. به تعداد باکتری های کلیفرم، برای ارزیابی وضعیت شبکه آبرسانی و عملکرد سیستم های تصفیه استفاده می شود [
۴۷]. راه‌حل‌های قانونی از تعیین مقدار طبقه‌بندی این پارامتر خودداری می‌کنند و نیاز به نظارت بر آن برای تشخیص نتایج انحراف از حالت عادی دارند که بر اساس آزمایش‌های مکرر تخمین زده می‌شود. بنابراین انجام تحقیقات میکروبیولوژیکی بیشتر در آبهای این چشمه مهم و مناسب است. باید اضافه کرد که در طول تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی، وجود میکروارگانیسم های شاخص مورد نظر در یک نمونه آب به عوامل زیادی بستگی دارد. این موارد شامل وضعیت شبکه آبرسانی، تکنیک جمع آوری، شرایط ذخیره سازی، روش تحلیلی و عامل انسانی است. تشخیص دوره‌ای وجود باکتری‌های شاخص در آب آشامیدنی ممکن است به آلودگی آب ورودی به مدفوع و درمان ناکافی و ضد عفونی و همچنین دلایل دیگر مرتبط باشد – به عنوان مثال، تکثیر میکروارگانیسم‌ها در داخل شبکه آبرسانی به شکل به اصطلاح بیوفیلم در صورت افزایش جریان آب، بیوفیلم ممکن است از خروجی چشمه جدا شده و به نمونه آنالیز شده نفوذ کند. در سری دوم اندازه گیری (دمای کمتر آب و هوا) هیچ باکتری در آب مشاهده نشد. همچنین لازم به ذکر است که تعداد کل میکروارگانیسم ها در دمای ۲±۳۶ درجه سانتی گراد نیز در نمونه اول مشاهده شد. محتوای آنها بیش از سه برابر استانداردهای مجاز بود. از آنجا که این آزمایش نشان می دهد که آب حاوی باکتری هایی است که ترجیح می دهند در دمای بدن رشد کنند، نوشیدن چنین آبی ممکن است خطرناک باشد. با این حال، باید تایید شود که این سطح از باکتری در این آب باقی می ماند.
علاوه بر مقایسه نتایج تحلیلی به‌دست‌آمده با تمام استانداردهای ذکر شده، مقادیر WQI برای هر دو سری محاسبه شد. هنگام محاسبه WQI، داده های اکسیژن محلول، تعداد کل میکروارگانیسم ها در دمای ۲ ± ۲۲ درجه سانتی گراد، pH، کل فسفات، نیترات و EC استفاده شد. مقادیر محاسبه شده WQI نشان می دهد که یک پارامتر می تواند به طور قابل توجهی بر مقدار کل آن (
شکل ۴ و
شکل ۵). در سری اول اندازه گیری ها که در آن مشخص شد تعداد کل میکروارگانیسم ها در دمای ۲ ± ۲۲ درجه سانتیگراد بیشتر از ۳۰۰ CFU/mL بود، با استاندارد قابل قبول ۱۰۰، مقدار کل WQI بیش از ۶۰ درصد بود. بالاتر از زمانی که این پارامتر در نظر گرفته نشده بود. مقدار کل اندیکاتور در سری اول اندازه گیری ۹۹٫۶۷ بود. نتیجه WQI (نزدیک به ۱۰۰) به دست آمده برای منبع Zimny Sztok از اولین سری اندازه گیری را می توان با مقادیر WQI از ناحیه محل های دفن زباله معمولی مقایسه کرد. [
۴۸]. در مورد منابع آب آشامیدنی، مقادیر این شاخص باید در محدوده ۰-۲۵ باشد [
۴۹,
۵۰].
چنین مقدار WQI بالایی نشان دهنده سطح بالای آلودگی آب است. مقدار WQI محاسبه شده برای سری دوم اندازه گیری ها نشان می دهد که آب در چشمه از کیفیت عالی برخوردار است (WQI کمتر از ۵۰ است.
شکل ۵). چنین تغییر بزرگی در مقدار شاخص به دلیل عدم حضور میکروارگانیسم ها ایجاد می شود. در سری دوم اندازه گیری ها، تاثیر EC و pH بیشتر قابل مشاهده است. می توان نتیجه گرفت که برای ارزیابی ریسک آب، نتیجه سری دوم قابل اعتمادتر است. با تجزیه و تحلیل مقادیر WQI محاسبه شده برای هر دو سری اندازه گیری، باید توجه داشت که محتوای اکسیژن محلول و مقدار pH سهم زیادی در مقدار نهایی نشانگر دارند.
نتایج محاسبات WQI نشان می دهد که کیفیت آب بهتر در سری دوم اندازه گیری ثبت شده است. در همین حال، مقدار بسیار بالای نشانگر در اولین سری اندازه گیری، همانطور که قبلاً ذکر شد، از تعداد کل میکروارگانیسم ها در دمای ۲ ± ۲۲ درجه سانتیگراد حاصل می شود. اگر مقدار WQI با تغییر این پارامتر به پارامتر فیزیکوشیمیایی دیگر محاسبه می شد، معلوم می شد که کیفیت این آب در مقایسه با سری دوم اندازه گیری بهتر است. با در اختیار داشتن نتایج به‌دست‌آمده از آنالیزهای فیزیکوشیمیایی و باکتریولوژیکی، داده‌های مربوط به این پارامتر باکتریولوژیکی باید در محاسبه WQI حذف شوند. لازم به ذکر است که وقوع باکتری در آب چشمه هایی مانند Zimny Sztok اغلب به جریان اپیزودیک آلاینده ها از مخازن سپتیک نشتی، فعالیت حیوانات یا سایر فعالیت های انسانی وابسته است. اولین قدم قبل از اندازه گیری بیشتر آب در این منبع و در استفاده ساکنان از آب باید محافظت از این منبع در برابر ورود آلاینده ها از سطح باشد. بر اساس تجزیه و تحلیل نقشه توسعه فضایی منطقه بلافصل، می توان نتیجه گرفت که منابع اصلی آلودگی ممکن است کودهای حاصل از مزارع کشاورزی، سپتیک تانک های نشتی و آلاینده های مهاجرت از جاده مجاور باشد.
با تجزیه و تحلیل تغییرات زمانی برای پارامترهای فردی، بیشترین افزایش در مورد جیوه، روی، کادمیوم، آهن، بی کربنات ها و سدیم مشاهده شد. در مورد جیوه بین نوامبر و فوریه، محتوای آن ۳۰ برابر شده است. علیرغم این واقعیت که غلظت جیوه در منبع آزمایش شده بسیار کم است، چنین افزایشی باید در هر اندازه گیری بعدی در نظر گرفته شود زیرا فلزات سنگینی که به طور طبیعی در محیط های آبی در غلظت های بالاتر وجود دارند ممکن است در صورت تجمع در موجودات سمی باشند. [
۵۱]. تغییرات pH آب به محتوای فلز مربوط می شود. حتی اگر مقدار pH آب در سری اول اندازه گیری کمتر بود، غلظت روی یا مس بالاتری در این سری مشاهده نشد. از آنجایی که چشمه Zimny Sztok در یک فضای شهری قرار دارد، غلظت های بالاتر فلزات در آب در سری دوم اندازه گیری را می توان با افزایش گرمایش آپارتمان ها و استفاده از منابع مختلف گرمایشی مرتبط دانست که از آن آلاینده ها ممکن است به جو و از آنجا مهاجرت کنند. به آب. از نظر سختی آب چشمه در دسته نرم قرار می گیرد. این وضعیت حتی پس از افزایش ۷۰ درصدی مقدار قلیائیت در سری دوم اندازه گیری ادامه می یابد. کاهش آلاینده‌ها در سری دوم اندازه‌گیری تنها در مورد کروم (کاهش تقریباً ۸۳%)، نیترات (کاهش تقریباً ۱۸%)، فسفات (کاهش تقریباً ۱۳%) و پتاسیم (کاهش) محسوس بود. تقریباً ۹٪.
از نظر عواملی مانند فصل، روش‌های نمونه‌برداری، شرایط زمین‌شناسی و فعالیت‌های انسانی باید توجه داشت که فقط دمای هوا و فعالیت‌های انسانی مربوط به گرمایش آپارتمان‌ها، محدود کردن میزان کود مصرفی و تغییر تعداد ساکنان با استفاده از منبع می تواند بر ارزش WQI تأثیر بگذارد. روش جمع آوری نمونه برای تجزیه و تحلیل در هر دو مورد یکسان بود و آنالیز در همان آزمایشگاه معتبر انجام شد.
لازم به یادآوری است که در جهان حدود ۶۵ درصد از آب های زیرزمینی برای شرب و آبیاری، ۲۰ درصد از این آب برای تغذیه حیوانات و حدود ۱۵ درصد از آب های زیرزمینی برای مصارف صنعتی استفاده می شود. [
۱۳]. لهستان یکی از کشورهایی است که در درجه اول از منابع آب زیرزمینی برای مصارف شرب استفاده می کند. چشمه ها مکمل ارزشمندی برای این منابع هستند. بنابراین استفاده منطقی از آنها ضروری است. چشمه توصیف شده از قرن ۱۹ وجود داشته است. با توجه به اینکه چشمه Zimny Sztok در کنار جاده قرار دارد و توسط پوشش بتنی محافظت می شود، لازم است اقدامات متعددی برای اطمینان از استفاده پایدار از این آب ها انجام شود. لازم به ذکر است که نظارت مستمر بر کیفیت آب در این منبع وجود ندارد. با این حال، این نکته در شبکه رصد برنامه نظارت بر محیط زیست دولتی گنجانده نشده است که مطمئناً تضمینی برای دستیابی به داده های با کیفیت بیشتر خواهد بود. متأسفانه مطالعات پایش در چشمه ها به ندرت انجام می شود که به دلیل غالب بودن پیزومترها و چاه ها بر سیستم است. همچنین برای استفاده پایدار از منابع، ایمن سازی اطراف منبع و خود نقطه آبگیر، کنترل نشت در سپتیک تانک در کمون، محدود کردن امکان مهاجرت آلاینده ها از کودها و نیز انجام فعالیت های آموزشی ضروری است. ساکنان محلی و سایر استفاده کنندگان به منظور ارائه ترکیبات شیمیایی و باکتریولوژیکی فعلی این آب ها، تعیین پیامدهای مصرف آبی که استانداردهای مناسب برای آب آشامیدنی را ندارد و مقابله با تهدیدات انسانی.
۵٫ نتیجه گیری ها
هدف از این مطالعه با انجام آزمایشات در آب های چشمه، ارائه نتایج این آزمایشات، محاسبه WQI و نشان دادن اقدامات بعدی در زمینه پایش این آب ها به دست آمد.
بر اساس آزمایش‌های پارامترهای فیزیکوشیمیایی می‌توان نتیجه گرفت که رسانایی و اکثر پارامترهای نمونه‌های آب از چشمه Zimny Sztok طبق دستورالعمل سازمان جهانی بهداشت در حد ایمن بوده و بر اساس استانداردهای ملی در سطح ایمن شرب قرار دارند. . تنها مازاد بر نیترات ها و یون های مس است. PH آب در مقایسه با حد پایین استانداردها که برای کل منطقه معمولی است، تقریباً ۱ نقطه کاهش می یابد.
نتایج به‌دست‌آمده نشان‌دهنده تفاوت معینی در غلظت‌ها در هر دو سری اندازه‌گیری است، به عنوان مثال، افزایش ۳۰ برابری در غلظت جیوه در سری دوم اندازه‌گیری یا افزایش ۸ برابری در غلظت کادمیوم. از نظر پارامترهای میکروبیولوژیکی، در اولین سری اندازه گیری، > ۳۰۰ cfu/mL برای تعداد کل میکروارگانیسم ها در دمای ۲ ± ۲۲ درجه سانتی گراد و ۶۸ cfu / میلی لیتر برای تعداد کل میکروارگانیسم ها در دمای ۳۶ ثبت شد. ± ۲ درجه سانتیگراد. با توجه به اینکه در طول تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی، وجود میکروارگانیسم های شاخص مورد جستجو در یک نمونه آب به عوامل زیادی بستگی دارد، تحقیقات در مورد این دو پارامتر برای تأیید منشاء این مقادیر باید ادامه یابد.
مقادیر WQI در هر دو سری اندازه گیری متفاوت بود. در سری اول اندازه گیری ها، WQI بیش از ۹۹ و در سری دوم، تقریباً ۴۱ بود. نکته مهم این است که چنین مقدار بالای شاخص در سری اول، نتیجه مقدار بالای تعداد کل میکروارگانیسم ها است. در دمای ۲ ± ۲۲ درجه سانتیگراد. اگرچه WQI یکی از بهینه‌ترین شاخص‌ها برای ارزیابی کیفیت و ریسک آب است، در مورد مورد تجزیه و تحلیل، مقدار آن ممکن است باعث تحلیل نادرست تغییرات کیفیت آب در نوامبر و فوریه شود. آزمایشات دوره ای یا دائمی بیشتر کیفیت آب از نظر پارامترهای فیزیکوشیمیایی و باکتریولوژیکی، از جمله پارامترهای چشمه، باید توسط مقامات کمون انجام شود تا از قابلیت اطمینان و بازنمایی نتایج آزمایش اطمینان حاصل شود. علاوه بر این، به لطف اندازه گیری های انجام شده در فصول مختلف سال، تعیین فصلی بودن تغییرات امکان پذیر خواهد بود. انجام مدل‌سازی ژئوشیمیایی برای تعیین نرخ گونه‌زایی و اشباع نیز یک عنصر ارزشمند برای تحقیقات بیشتر خواهد بود.
رابطه بین فضای شهری و آب تعیین کننده رونق سالم و توسعه پایدار این گونه مناطق است. در این زمینه، انجام مدیریت منطقی منابع آب و همچنین تدوین استراتژی های توسعه بر اساس وضعیت منابع آب مورد نظر اهمیت دارد. به منظور حفظ منابع کمی و کیفی مناسب آب در نظر گرفته شده برای مصرف در فضاهای شهری، پایش و کنترل پارامترها و همچنین تجزیه و تحلیل اثرات احتمالی مصرف چنین آبی ضروری است. چنین اقداماتی در مورد چشمه Zimny Sztok نیز باید انجام شود. این امر نه تنها در مورد آبی که وارد سیستم می شود بلکه مهمتر از همه در مورد آبی که توسط ساکنان محلی از چشمه ها جمع آوری می شود نیز حائز اهمیت است.
