كاربرد شاخص DWQI براي ارزيابي جامع كيفيت آب در آبخوان اردبيل

Application of DWQI for comprehensive evaluation of drinking water quality

كيفيت آب از مهم ترين پارامترهاي مرتبط با توسعه و پايداري فعاليت هاي بشري است. كيفيت آب را مي توان از مقايسۀ مقادير پارامترهاي كيفي آن با مقادير استاندارد هر يك تبيين كرد. محدوديت هاي اين روش از جمله عدم جامعيت آن موجب توسعۀ شاخص هاي تلفيقي كيفيت آب شده است. هدف از اين پژوهش، بررسي جامع شرايط كيفي آب آشاميدني در آبخوان اردبيل با استفاده از يك شاخص پيشنهادي (DWQIProposed) است و مقادير كمي و توزيع اين شاخص با شاخص هاي متداول كيفيت آب نظير DWQIG و DWQIA ‌مقايسه شده است. بدين‌منظور نمونه برداري از 60 حلقه چاه واقع در آبخوان اردبيل در شهريور‌ماه 1392 انجام گرفت و 21 پارامتر مختلف فيزيكي و شيميايي در آنها تعيين شد. سپس شاخص DWQIProposed طي چهار مرحله شامل انتخاب خصوصيات كيفي آب و دسته بندي آنها، توسعۀ زيرشاخص، تخصيص ضريب وزني براي خصوصيات برگزيده و ارائۀ تابع تجميع محاسبه شد. نتايج نشان داد به‌رغم تفاوت در مقادير كمّي، الگوي توزيع فراواني شاخص هاي DWQIG و DWQIProposed مشابه هم است. شاخص هاي DWQIProposed و DWQIA نيز در مقادير زياد تشابه فراواني داشتند. با اين‌حال، تفاوت بين ميانگين شاخص هاي در منطقه معنادار بود (0/001>/P). سه شاخص ياد‌شده براساس ضريب همبستگي پيرسون ارتباط معناداري داشتند (0/001>P؛ 0/99-0/98 = r). از بين پارامترهاي كيفي مرتبط با بهداشت و سلامت، مقدار نيترات همبستگي بسيار زيادي با شاخص هاي ياد‌شده نشان داد (0/001>P؛ 0/815-0/712 = r) كه بيان‌كنندۀ تأثير مهم نيترات بر كيفيت آب در آبخوان اردبيل است. الگوي مكاني شاخص هاي كيفيت آب استحكام فضايي مطلوبي نشان داده و نقشه هاي كريجينگ ترسيم‌شده بيان‌كنندۀ افزايش كيفيت آب در مناطق شرقي و كاهش آن در بخش جنوب غربي منطقه است.

Water quality is considered as one of the most important factors in development of the civilizations and sustainability of human activities. Water quality can be evaluated by comparing each of the chemical properties in water samples with their reference values. The single parameter comparison method is characterized by some limitations and a comprehensive evaluation of water quality is not possible using this method. Thus, water quality indices have been developed during the last 3 decades. The aim of this study was to comprehensively evaluate the water quality in Ardabil aquifer with a newly proposed drinking water quality index (DWQIProposed). The DWQIProposed was also compared with the conventional water quality indices including DWQIA and DWQIG. Water samples were collected from 60 wells in Ardabil aquifer during the September 2014 and analyzed for 21 different physical, chemical, and biological properties. DWQIProposed were computed in four steps including parameter selection, parameter categorization, development of sub-index with regression statistics, and aggregation of the sub indices. Based on the obtained results, although there was a quantitative difference between the DWQIProposed and DWQIG, their probability distribution functions reflect a similar pattern. DWQIProposed and DWQIA have similar values for samples with excellent water quality. ANOVA results indicated that the mean difference between three indices is significant (P<0.05) but there was a high correlation between these three indices (r=0.98-0.99, P<0.001). Among the health related properties, Nitrate has the highest correlation coefficient with water quality indices (r=0.712-0.815, P<0.001) which emphasizes the effect of nitrate on water quality at the region. Water quality indices are considered to have strong spatial dependence and their kriging maps clearly showed the declining trend in water quality when moved from north-eastern parts of the region to the south-western parts.