مروتى, مریم, منورى, مسعود, حسنى, امیرحسام. (1388). امکان سنجى استفاده از پساب جهت تغذیه مصنوعى آبخوان در دشت یزد اردکان. انسان و محیط زیست, 7(شماره 3 (10-پیاپی 21 )), 55-65.
مریم مروتى; مسعود منورى; امیرحسام حسنى. "امکان سنجى استفاده از پساب جهت تغذیه مصنوعى آبخوان در دشت یزد اردکان". انسان و محیط زیست, 7, شماره 3 (10-پیاپی 21 ), 1388, 55-65.
مروتى, مریم, منورى, مسعود, حسنى, امیرحسام. (1388). 'امکان سنجى استفاده از پساب جهت تغذیه مصنوعى آبخوان در دشت یزد اردکان', انسان و محیط زیست, 7(شماره 3 (10-پیاپی 21 )), pp. 55-65.
مروتى, مریم, منورى, مسعود, حسنى, امیرحسام. امکان سنجى استفاده از پساب جهت تغذیه مصنوعى آبخوان در دشت یزد اردکان. انسان و محیط زیست, 1388; 7(شماره 3 (10-پیاپی 21 )): 55-65.
امکان سنجى استفاده از پساب جهت تغذیه مصنوعى آبخوان در دشت یزد اردکان
1کارشناس ارشد علوم محیط زیست دانشکده محیط زیست و انرژى، واحد علوم و تحقیقات دانشگاه آزاداسلامى
2استادیار دانشکده محیط زیست و انرژى، واحد علوم و تحقیقات دانشگاه آزاداسلا
3استادیار دانشکده محیط زیست و انرژى، واحد علوم و تحقیقات دانشگاه آزاداسلامى
چکیده
یکى از اهداف مصرف پســاب هاى تصفیه شــده شهرى، اســتفاده از آن ها براى تغذیه مصنوعى دشــت هاى بدون جریان آب سطحى مى باشد. استفاده از این پســاب ها به ویژه در دشت هایى که داراى افت سطح آب زیرزمینى به علت برداشــت هاى بى رویه این منابع مى باشــند، از اهمیت و ضرورت بیش ترى برخوردار اســت. دشــت یزد اردکان در اســتان یزد داراى مراکز جمعیتى، صنعتى و کشاورزى مهمــى اســت . از حدود 40ســال پیش به علت برداشــت بــى رویه از آب زیرزمینى این دشــت، افت ســطح آب زیرزمینى در این آبخوان شــروع شده اســت، لذا وزارت نیرو به منظور جلوگیرى از افت بیش تر ســطح آب، از سال 1346این دشــت را ممنوعه اعلام کرد. آمارها و اطلاعات موجود نشــان مى دهــد که افت ســطح آب زیرزمینى همچنان ادامــه دارد و کاهش کیفیت آب برخى از چاه ها و نشست زمین در برخى مناطق از بحرانى بودن وضعیت این دشت مى باشد بنابراین استفاده از هر نوع منبع آب به ویژه پساب هاى تصفیه شده، براى ترمیم و جبران افت آب زیرزمینى در دشت یزد-اردکان مى بایست امکان سنجى شود.
55 امکان سنجى استفاده از پساب جهت تغذیه مصنوعى آبخوان در دشت یزد اردکان مریم مروتى )کارشناس ارشد علوم محیط زیست دانشکده محیط زیست و انرژى، واحد علوم و تحقیقات دانشگاه آزاداسلامى( مسعود منورى )استادیار دانشکده محیط زیست و انرژى، واحد علوم و تحقیقات دانشگاه آزاداسلامى( امیرحسام حسنى )استادیار دانشکده محیط زیست و انرژى، واحد علوم و تحقیقات دانشگاه آزاداسلامى( چکیده یکى از اهداف مصرف پســاب هاى تصفیه شــده شهرى، اســتفاده از آن ها براى تغذیه مصنوعى دشــت هاى بدون جریان آب سطحى مى باشد. استفاده از این پســاب ها به ویژه در دشت هایى که داراى افت سطح آب زیرزمینى به علت برداشــت هاى بى رویه این منابع مى باشــند، از اهمیت و ضرورت بیش ترى برخوردار اســت. دشــت یزد اردکان در اســتان یزد داراى مراکز جمعیتى، صنعتى و کشاورزى مهمــى اســت . از حدود 40ســال پیش به علت برداشــت بــى رویه از آب زیرزمینى این دشــت، افت ســطح آب زیرزمینى در این آبخوان شــروع شده اســت، لذا وزارت نیرو به منظور جلوگیرى از افت بیش تر ســطح آب، از سال 1346این دشــت را ممنوعه اعلام کرد. آمارها و اطلاعات موجود نشــان مى دهــد که افت ســطح آب زیرزمینى همچنان ادامــه دارد و کاهش کیفیت آب برخى از چاه ها و نشست زمین در برخى مناطق از بحرانى بودن وضعیت این دشت مى باشد بنابراین استفاده از هر نوع منبع آب به ویژه پساب هاى تصفیه شده، براى ترمیم و جبران افت آب زیرزمینى در دشت یزد-اردکان مى بایست امکان سنجى شود. کلمات کلیدى: پســاب، تغذیه مصنوعى، آبخوان، تصفیه، دشت یزد- اردکان. Tel: 09133527142 مریم مروتى 56انسان و محیط زیست شماره دهم پاییز 1388 مقدمه یکى از مهم ترین نیازهاى توســعه در هر کشــور آب است، آب نه تنها براى توســعه شهرها و صنایع لازم اســت بلکه یکى از عوامل توسعه کشاورزى نیز به شمار مى آید. افزایش جمعیت و توسعه کشاورزى و صنایع و محدود بودن منابع آب تجدیدپذیر و قابل دسترس در جهان سبب شده است که سرانه آب قابل دســترس افراد جامعه روز به روز کاهش یابــد و بعضى از نقاط جهان با تنش مواجه شوند، در چنین وضعیتى، اهمیت منابع آب هاى غیرمتعارف نظیر آب هاى شور و پساب هاى شهرى و صنعتى و کشاورزى بیش از پیش نمایان شده است. اما با تکنولوژى هاى موجود و پیشرفته تصفیه پساب ها، به راحتى مى توان از این منابع در جهت کاهش و کمبود آب، بهره بردارى نمود).(1 پساب هاى شهرى و صنعتى یکى از مهم ترین منابع آبى هستند که دفع آن ها با ایجاد آلودگى هاى شــدید براى انســان توأم است. اتکا و توجه انسان به پســاب ها به عنوان منبع جدید آب، موضوع خیلى جدیدى نبوده و از سده هاى قبل همواره بهره بردارى مجدد از آن ها با رعایت مســایل بهداشتى مورد توجه قرار داشته است به ویژه این که پساب هاى تصفیه شده اغلب متأثر از خشک ســالى ها نبوده و از طرف دیگر پســاب هاى تصفیه شده مى تواند جایگزین منابع آب جدیدى باشــد که مى بایســت از طریق احداث ســد و یا تأسیسات انتقال جدید آب با هزینه هاى زیاد و خســارات محیط زیســتى قابل توجهى، اســتحصال شوند. در سال هاى اخیر، کشورهاى توسعه یافته با بهره گیرى از فناورى هاى پیشرفته توانسته اند این منابع را حتى براى مصارف شرب جوامع خود مورد اســتفاده قرار دهند. نوع اســتفاده از این آب ها ً معمولا بســتگى به شرایط کیفى آن ها و شرایط کمبود آب در منطقه دارد ).(2 مجوز کاربرد پســاب ها براساس خصوصیات شیمیایى، فیزیکى و بیولوژیکى صادر مى شــود، بنابراین اندازه گیــرى هاى کیفى و میکروبیولوژیکى به ویژه در مورد پساب هاى تصفیه نشده اهمیت زیادى دارد و در انتخاب نوع استفاده از آنها نقش مهمى ایفا مى کند. به همین علت، ســازمان هاى مسئول محیط زیســت و بهداشت در سطح جهان، دستورالعمل ها و استانداردهاى مشخصى را از نظر کیفى براى این آب ها، تدوین نموده اند) .(3امروزه حدود 2/5میلیون هکتار از اراضى کشاورزى دنیا به وسیله پساب ها آبیارى مى شوند که معادل یک درصد کل اراضى تحت آبیارى در سطح جهان است ).(4 مواد و روش ها کاربرد پساب در جهان تصور استفاده و بهره بردارى از پساب هاى خام یا تصفیه شده به دنبال کاهش نام کشور کاربرد پساب آفریقاى جنوبى در این کشــور ٪32پســاب ها مجدداً براى کارهاى مختلف استفاده مى شوند که ٪16آن براى آبیارى محصولات کشاورزى است. اراضى آبیارى شده با این آب ها نزدیک به 2800هکتار مى باشند. آلمان 88000هکتار زمین در این کشور با پساب آبیارى مى گردد. انگلستان در سال 1988در 60پروژه مختلف از این پساب ها استفاده شده است و این روند ، رو به افزایش است. ایالات متحده آمریکا در این کشــور تعداد تصفیه خانه هاى فاضلاب در ســال 150 ،1940عدد بود که تا ســال 1980به 3400عدد افزایش یافت. در این میان ایالت هاى مختلف، ایالت کالیفرنیا در استفاده از پساب هاى تصفیه شده از دیگران پیشى گرفته است. تونس در سال ،1988حجم آب تصفیه شده در این کشور 78میلیون مترمکعب بوده که 95درصد از این آب ها در کشاورزى به کار مى روند. چین بزرگترین مساحت اراضى آبیارى شده با پساب در چین است که مساحت کل آن در حدود 1/3میلیون هکتار برآورد شده است. شیلى در سال ،2002مساحت اراضى آبیارى شده با پساب 16000هکتار بوده است. جدول . 1خلاصه اى از وضعیت استفاده از پساب را در چند کشور جهان).(4 امکان سنجى استفاده از پساب جهت تغذیه مصنوعى آبخوان در دشت ... 57 منابع آب ابتدا در جوامع پیشــرفته ایجادشــد. جدول شماره ) (1خلاصه اى از وضعیت اســتفاده از پساب را در برخى از کشورهاى جهان نشان مى دهد )(4 بخش عمده پســاب هاى تصفیه شده شهرى در مناطق خشک و نیمه خشک جهان، براى مصارف کشاورزى مورد مصرف مجدد قرار مى گیرند. از آنجا که در بسیارى از مناطق خشک و نیمه خشک جهان 70تا 90درصد آب مصرفى براى آبیارى به مصرف مى رسد، بنابراین مصارف آبیارى مى تواند فرصت ها و امکانات قابل ملاحظه اى را براى مصرف مجدد پســاب هاى تصفیه شــده فراهم سازد. کاربرد پساب در ایران در کشــور ایران اســتفاده از پســاب تصفیه شــده ً عمدتا در بخش کشاورزى معمول بوده و ســابقه چندانى در اســتفاده از جهــت تغذیه مصنوعى آبخوان وجود ندارد ).(5 ملاحظات کیفی مربوط به پساب تزریقی ســوابق و مطالعات نشــان می دهند که معیار و مقررات یکســانی در زمینه کیفیت پساب برای استفاده در تغذیه مصنوعی در سطح دنیا وجود ندارد و این معیارها در هر کشوری تابع شرایط محلی از قبیل کیفیت و حجم آب زیرزمینی منطقه، وضعیت زمین شناســی منطقه و غیره می باشد. براساس دستورالعمل آژانــس حفاظت محیط زیســت در مورد مصارف مجدد پســاب ها به هنگام استفاده از آن ها برای تغذیه مصنوعی باید نکات زیر رعایت شود: * در تغذیه مصنوعی آبخوان های غیرشرب از طریق پخش سطحی و یا چاه تزریق، بســته به نوع محل و نوع مصرف آب بازیافتی، بایستی حداقل تصفیه ثانویه بر روی پساب انجام گیرد. * در تغذیه مصنوعی آبخوان های شــرب به روش چاه تزریق، بایستی علاوه بر تصفیه ثانویه و گندزدایی، فرآیند صاف ســازی و تصفیه پیشرفته نیز انجام گیرد و آب بازیافتی بدون کلیفرم باشد. یکــی از مهــم ترین معیارها در تزریق پســاب ها بــه آب زیرزمینی به ویژه آبخوان هایی که مصرف شــرب دارند حذف ترکیبات نیتروژن است. البته این ترکیبات ً معمولا در محیط متخلخل غیراشــباع خاک اشــباع خاک نگه داشته مى شــود و یا تجزیه مى شــود ولى با این حال مراقبت بیش ترى از این نظر باید اعمال گردد . موضوع مهم دیگر ضرورت حذف مواد جامد معلق در پســاب تزریقى اســت. این مواد مى توانند باعث ایجاد گرفتگى در منافذ محیط متخلخل و روزنه هاى دیواره چاه تزریق شوند و به همین علت ظرفیت تزریق را کاهش مى دهند. در کشور ایران به دلیل نوپا بودن کاربرد پساب در تغذیه مصنوعى، استاندارد و معیارهاى کیفى واحد و تجربه شده اى در این زمینه وجود ندارد. دو استاندارد مهم موجود که مى توان از آن استفاده کرد، استاندارد سازمان حفاظت محیط زیســت و استاندارد قانون برنامه سوم توسعه مى باشــد. در این استانداردها، میزان مجاز پارامترهاى مختلف کیفى در پســاب جهت اســتفاده در مصارف کشــاورزى، تخلیه به آب ســطحى و تخلیــه به آب زیرزمینــى )چاه جاذب ( مشخص شده است).(5 روش هاى تغذیه مصنوعى پساب روش هاى مختلفــى براى تغذیه مصنوعى آبخوان ها وجود دارد که انتخاب هر کدام از آنها بستگى به شرایط زمین، خاک، آب و هوا، نوع آبخوان، عمق آب زیرزمینى، وضعیت تملک زمین و نوع مصرف مجدد از فاضلاب دارد. این روش ها عبارتند از: . 1روش نفوذ با آبیارى بســته به اینکه از چه نوع روش آبیارى اســتفاده شــود)آبیارى سطحى یا قطره اى(، بخشــى از آب آبیارى که به مصرف گیاه نمى رســد ً نهایتا به آب زیرزمینى مى پیوندد. نرخ نفوذ به آبخوان در این روش ً معمولا کم اســت به طورى که بین 0/05تا 0/2متر در هفته متغیر مى باشــد. . 2روش پخش فاضلاب در حوضچه هاى تغذیه پخــش کردن خروجى فاضلاب ها بــر روى زمین طبیعى در حوضچه هاى مخصــوص و نفوذ دادن آنها در زمین مى توانــد به عنوان یک مرحله دیگر از تصفیه فاضلاب قلمداد شــود )تصفیه مرحله ســوم(، که منجر به بهسازى پساب تصفیه شده مى گردد و امکان استفاده مجدد از آن را فراهم مى سازد. در این روش، نرخ نفوذ و تغذیه به آب زیرزمینى ً معمولا بالاست و بین 0/5تا 10متر در هفته، بســته به شرایط محلى تغییر مى کند. در این روش وسعت زیادى از زمین براى احداث تاسیســات مورد نیاز است، خاک باید نفوذ پذیر باشــد و آبخوان باید از نوع آزاد باشــد. در این روش زون غیراشباع خاک و محیط متخلخل آبخوان مانند فیلتر هاى طبیعى موجب تصفیه بیشــتر پساب مى شــوند. به این فرآیند تصفیه به وســیله خاک و آبخوان) (SATنیز گفته مىشــود. . 3روش جریان روى زمین در مناطقــى که خــاک ها داراى نفوذپذیرى پایینى هســتند)نظیر رس و لوم هاى رســى(، فاضلاب تصفیه شــده بوســیله تکنیک هاى آبیارى یا افشــانى به بالادســت قطعات مزروعى شیب دار منتقل مى شود و اجازه داده مــى شــود تا بــه صورت ورقه هــاى جریان آب به ســوى نهرهاى جمع آورى رواناب، ســرازیر شــوند در این روش تنهــا بخش کوچکى از فاضــلاب جریان یافته بــه زمین نفوذ مى کنــد و بنابراین نقش کمى در تغذیه آبخوان دارد. . 4روش چاه تزریق در این روش فاضلابى که تصفیه مرحله سوم را پشت سر گذرانده و از کیفیت 58انسان و محیط زیست شماره دهم پاییز 1388 بالایى برخوردار است از طریق چاه هاى تزریق وارد آبخوان مى شود. با توجه بههزینهبالاىاینروش ً معمولااستفادهازچاهتزریقتنهادرشرایطىکاربرد دارد و اقتصادى اســت که اهداف خاصى نظیر کنترل نشســت زمین و کنترل هجوم آب شور دریا مدنظر باشد. این روش جایى استفاده مى شود که آبخوان عمیق باشــد و یا به وســیله یک لایه غیرقابل نفوذ از لایه سطحى خاک جدا شــده باشــد. در این روش وســعت زمین مورد نیاز کم بوده اما هزینه آن زیاد است، همچنین تصفیه قطعى اتفاق نمى افتد و بنابراین فاضلاب مورد استفاده در این روش باید تصفیه پیشــرفته اى را طى کند و به طور کامل گندزدایى شــود، همچنین در روش چاه تزریق ممکن اســت دیواره چاه به وسیله مواد جامد معلــق، فعالیت هــاى بیولوژیکى و یا ناخالصى هاى شــیمیایى، دچار گرفتگى شــود . روش چاه تزریــق به دوصورت انجام مــى گیرد: در حالت اول کــف چــاه در زیرســطح آب زیرزمینى یــا در لایه آبــدار محبوس قرار دارد) ( Direct injection wellو در حالــت دوم کــف چاه در بالاى ســطح آب زیرزمینى و در منطقه غیراشــباع قــرار دارد )Vadose zone .(4) ( injection well منطقه مطالعاتى دشــت یزد- اردکان با مساحت 11393کیلومتر مربع در فلات مرکزى ایران ودربخش مرکزی اســتان یزد قراردارد. این حوزه دربرگیرنده شهرستانهاى یزد، اردکان، میبد ،تفت ،صدوق و مهریز میباشد که بیش ترین جمعیت را در استان به خود اختصاص داده است ) .(6این حوزه از شمال به حوزههای آبخیز ریگ زرین و عقدا و از جنوب و غرب به حوزه آبخیز کویر ابرکوه و از شرق به حوزههای آبخیز کویر درانجیر و بهادران منتهی میگردد).(7 منطقه مورد مطالعه فاقد رودخانه دایمى بوده و در ناحیه کوهستانى شیر کوه، رودخانههادرسالهاىپرآبداراىجریانفصلىحاصلازذوببرفهادربهار مى باشند. جریانات عمده رودخانه هاى این ناحیه منحصر به جریانات سیلابى استکهازبارانهاىشدتداروبیشتردرمناطقکوهستانىپدیدارمىشود. رودخانــههاىعمدهحوزهشــاملرودخانهمیانکــوه،رودخانهتفت،رودخانه ندوشن، رودخانه دشت ده و رودخانه چاه متک مى باشد).(7 محدوده مورد مطالعه از نظر تقســیمات زمین شناســی کشور، در زون ایران مرکــزی واقع گردیده و از دوران های مختلف زمین شناســی تشــکیل یافته اســت) .(8گســل هاى مهم منطقه نیز شامل گســل تفت- فیض آباد، گسل تفت- صالح آباد، گســل غربالیز- بهروک، گسل تفت- طزرجان، گسل رانده مسجد- پیشین- تنور و گسل بهروک است. از نظــر توپوگرافــى و طبقــات ارتفاعى ایــن حوزه داراى تنــوع زیادى مى باشــدودرآن ارتفاعــات بالایــى ماننــد 4075مربــوطبهقله شــیرکوهدر جنــوب حــوزه و اراضى پســت و گود کویر ســیاه کوه به چشــم مى خورد. بــر اســاس شــرایط توپوگرافــی منطقــه موردمطالعــه و بررســی ارتبــاط بیــن ارتفاعات و نواحی دشــتی و پســت آن میتــوان اظهار داشــت که از نواحــیشــرقیوغربیمحــدودهمطالعاتیبهطرفمرکزازارتفاعمتوســط منطقه کاســته شــده و به تبع آن میزان شــیب منطقه نیز کاهش مییابد).(6 محــدوده مورد مطالعه دارای 7تیپ اصلی اراضی، 2تیپ از اراضی متفرقه و یک تیپ از اراضی مخلوط میباشد. ).(9 ســیماى پوشــش گیاهی در محدوده مطالعاتی گیاهان درختچهای و بوتهای است و گیاهان دارای حداکثر ارتفاع 6متر و دارای چند ساقه فرعی میباشند. ســه نوع جامعه گیاهی اصلی با توجه به شرایط محیطی مشاهده میشود که شــامل استپ های خشــک، نمکزارهای مرطوب و تپههای شنی است ).(10 محدودهمطالعاتی،علیرغمشــرایطنامســاعدجویومنابع محدودآبوفقر پوشش گیاهی، زیستگاه پستانداران و پرندگان، با ارزشی چون قوچ میش، کل و بز، آهو، پلنگ، جبیر، زاغ بور، هوبره و... است ).(11 • موقعیت عمومى، گسترش و نوع آبخوان دشــت آبرفتى یزد- اردکان داراى وســعت زیادى بوده به طورى که انتهاى شمال غربى آبخوان یزد-اردکان به کویر سیاه کوه )کویر اردکان( و بخشى از آبخوان عقدا متصل مى شــود و در انتهاى جنوب شرقى تا حدود 3کیلومترى شرق روستاى فهرج در شرق یزد ادامه دارد. طول آبخوان یزد اردکان تا حدود کمى بیش از 100کیلومتر مى رســد. آمار منابع آب زیرزمینى و ارقام ســطح آب چاه هاى مشاهده اى در سال هاى 52-51نشان مى دهند که در گذشته، وسعت آبخوان بیشتر از حال حاضر بوده و افت مستمر سطح آب زیرزمینى در طول چند دهه گذشــته باعث پسروى آبخوان و کاهش وسعت آن شده است. عرض آبخوان در مناطق مختلف فرق مى کند و کمترین آن حدود 8کیلومتر اســت که مربوط به حدفاصل کوه هاى میان دشتى دخمه و مرز شمالى بافت قدیمى شــهر یزد مى باشد و در حوالى جنوب جاده اردکان- ندوشن به حدود 30کیلومتر مى رسد. آبخوان دشت یزد اردکان از نوع آزاد مى باشد).(12 • تراز سطح آب زیرزمینى حداکثــر تــرازآب زیرزمینىدر دشــت یــزد-اردکان ً معمولا مربــوطبهماه فروردین و حداقل تراز مربوط به ماه مهر مى باشــد. بالاترین تراز ســطح آب زیرزمینى مربوط به نواحى جنوب شــرقى دشت)حوالى فهرج و جنوب آن(
