مدل سازی و بررسی آلودگی نیترات در محیط غیر اشباع تهران: تلفیق روش پارامتر متمرکز و تعادل چرم

رشد روزافزون صنعت و جمعیت، بالا رفتن مصرف، و محدود بودن منابع آب از مهم ترین مشکلات مطرح در مناطق خشک و نیمه خشک، نظیر شهر تهران، است. این امر باعث شده که حفظ منابع آب، به ویژه آب زیرزمینی، در دهه اخیر از اهمیت دو چندان برخوردار شود. از آنجا که منابع آب زیرزمینی تهران متاثر از آلودگی ناشی از فعالیت های انسانی است، نیترات به عنوان شاخص مهم آلودگی مطرح است. این نوشتار ابتدا به بررسی نحوه تغییر و تحولات ترکیبات نیتروژنه در محیط غیر اشباع می پردازد. بدین منظور، با توجه به وسعت منطقه مطالعاتی و برای تسهیل مطالعات از سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS) استفاده شده است. در این نوشتار علاوه بر شناسایی منابع مختلف آلودگی نیترات در محیط غیر اشباع، سهم هر یک از آنها در ورودی نیتروژن به آب زیرزمینی برآورد شده، که در نتیجه این مطالعات، دفع فاضلاب خانگی مهم ترین منبع آلودگی است. بر اساس نتایج مطالعات، چاه های فاضلاب جذبی با حدود %95، فعالیت های کشاورزی با %4 و آلودگی هوا با حدود %1 بیشترین سهم را در آلودگی نیترات آب زیرزمینی دارند. در ادامه، تغییر و تحولات ترکیبات نیتروژن در محیط غیر اشباع شبیه سازی شده است تا میزان نیتروژن ورودی به آب زیرزمینی، مقدار حذف آن در محیط غیر اشباع و نحوه تغییرات آن با عمق تقریب زده شده است. البته به دلیل وسعت منطقه مطالعاتی، کمبود اطلاعات پایه و پیچیدگی فرایندها، به کارگیری روش های متداول عددی ناممکن بود که در نتیجه روشی اتخاذ شده است تا علاوه بر قابل اطمینان بودن نسبی نتایج آن، نیاز به اطلاعات کم تری داشته باشد. لذا با کمک روش پارامتر متمرکز نحوه تغییرات آمونیم و نیترات در محیط غیر اشباع برآورد شد و نتایج حاصل از این روش با نتایج حاصل از روش تعادل جرم مطابقت داده شد. بر اساس نتایج، تا عمق 2 تا 3 متر حداکثر تولید نیترات صورت می گیرد. اگر چه در طی عمق مقدار آمونیوم به سرعت کاهش می یابد (البته در مورد نیتروژن نیز به همین صورت است) ولی به تدریج از شتاب آن کاسته می شود. در عمق های 20 تا 30 متر این روند کاهش نیتروژن تقریبا ثابت می شود. این نتایج بر اساس روش تعادل جرم نیز تایید شده است. در روش تعادل جرم که بر اساس متوسط منطقه یی اجرا شده، مقدار حذف نیتروژن به طور متوسط حدود %55 است. در این نوشتار سعی شده با نگرشی ساده تر ولی کارآمد در مدل سازی تغییرات ترکیبات نیتروژن در محیط غیر اشباع، روشی مناسب و مطمئن در تجزیه و تحلیل رژیم تغییرات نیترات در ناحیه غیراشباع - در مناطقی که وسعت زیاد دارند و از کمبود اطلاعات پایه وجود دارد - ارایه شود.