برآورد سهم منابع آلودگی نیترات در توزیع مکانی آلودگی در دریای خزر

نوع مقاله : مقاله تحقیقی‌ (پژوهشی‌)

نویسندگان

1 دانشجو کارشناسی ارشد فیزیک دریا، موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران، ایران

2 عضو هیئت علمی دانشگاه تهران موسسه ژئوفیزیک

3 استاد گروه آموزشی فیزیک فضا، موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران، ایران

چکیده

امروزه شناخت آلودگی دریاها با توجه به آثار آلودگی آب دریاها و اقیانوس­ها بر زندگی انسان بسیار مهم است. در این پژوهش با انتخاب نیترات به‌عنوان شاخص آلودگی و مدل­سازی تفکیک­شده منابع آلودگی و تحلیل آن، سهم منابع مختلف آلودگی در دریای خزر برآورد شده است. عمده آلودگی دریای خزر ناشی از رودخانه ولگا است و رود کورا بعد از ولگا بیشترین سهم آلودگی را دارد. در تحقیق حاضر برای اولین بار به‌صورت کمّی سهم منابع مختلف آلودگی نیترات در میزان آلودگی مناطق مختلف دریای خزر به صورت فصلی برآورد و در قالب نقشه­های دوبعدی تفکیک شده است. همچنین با جمع اثر منابع مختلف، توزیع غلظت کلی آلودگی نیترات در فصول مختلف برآورد شده است. در آب­های ساحلی ایران، بین ۱ تا ۵۰ درصد آلودگی­ها ناشی از ولگا است. در نواحی غربی تا ۵۰ درصد (یا بیشتر) ناشی از رود کورا است و بقیه به منابع آلودگی رودخانه­های ورودی از سمت ایران مربوط می­شود. مقایسه غلظت کل نیترات به‌دست­آمده از مدل با داده­های اندازه‌گیری­شده، نشان می­دهد مدل توانسته است آلودگی نیترات را در خزر جنوبی با دقت خوبی برآورد کند. با توجه به اینکه به‌نظر­می‌رسد تاکنون سهم هریک از منابع آلاینده به‌تنهایی، در میزان آلودگی مناطق مختلف خزر برآورد نشده است، نتایج این پژوهش می­تواند اهمیت زیادی در انواع مطالعات درباره آلودگی و فعالیت­های منطقه‌ای خزر داشته باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Estimation of contribution of nitrate pollution sources on the spatial distribution of the pollutant in the Caspian Sea

نویسندگان [English]

  • Omid A‌kbari Asrami 1
  • Asghar Bohluly 2
  • Abbas Ali Aliakbari Bidokhti 3
1 M.Sc student, Institute of Geophysics, University of Tehran, Tehran, Iran
2 Assistant Professor, Institute of Geophysics, University of Tehran
3 Professor, Institute of Geophysics, University of Tehran,
چکیده [English]

Seas are one of the most important sources of protein in the world. For a long time, it was thought that the oceans are so vast that the amount of their pollutants could be ignored. Nowadays, seawater pollution is a very important issue due to its direct and indirect effects on human life.
    Assuming the relatively similar behavior of important pollutants and their different levels of importance, nitrate pollution is considered as a pollutant indicator in the Caspian Sea and is modeled as a conservative parameter in this study. Although these initial assumptions may cause some errors in results, owing to the main purpose of the study which is to determine the amounts of the contribution of main sources of pollution (and not their absolute amounts), the assumptions are largely acceptable.
By modeling different sources of pollutant, the contribution of these sources on spatial distribution of the pollutant in the Caspian Sea has been estimated. The main source of pollution in the Caspian Sea is the Volga River with the Kura River in the second place.
    In order to estimate the contribution of different pollutants in the concentration of the pollution in the Caspian Sea, the main sources of pollution are separated and introduced to the model as individual contaminants. However, in conventional methods for simulating a type of contaminant from different sources that enters an aquatic environment, all sources of pollutants are treated in the same way. The modeling of different sources of pollution as different contaminants leads to the fact that superimposing the effects of contaminants emitted from different sources, estimates total concentration of the pollutant indicator in each region, and also, the contribution of each source in different regions can be easily identified. For this purpose, 10 points of pollution sources were considered. Each source has a contaminant with a different name and amount, but with the same characteristics. The result obtained from the advection and dispersion of these sources of pollution is analyzed later to estimate the total concentration of nitrate in the Caspian Sea, and also, to calculate the contribution of each source.
Comparing the concentration of total nitrate of the observed data with the results of numerical model, it is shown that the model has a good accuracy in the Southern Caspian Sea. It seems that it is the first research that considers the contribution of each polluting source in the pollution of different regions of the Caspian Sea. So, the results can be used in other studies about pollution in the Caspian Sea.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Caspian Sea
  • Nitrat Pollution
  • contribution of pollution Sources
  • Volga river
احمدی ممقانی، ی.، خراسانی، ن.، رفیعی، غ.، 1389، بررسی منابع آلاینده و کیفیت آب رود تجن: نشریه محیط زیست، مجله منابع طبیعی، 63(4)، 317-327.
بدری، م.، فقیهی فرد.، م.، 1394، شبیه‌سازی عددی آلودگی نفتی بر اساس الگوی بهینه اغتشاشی جریان و تأثیرات باد و جزرومد: مجله مهندسی مکانیک، 45(4)، 15-22.
رحمان، ف.، کرمی خانیکی، ع.، رحمان، ف.، 1393، کاربرد مدل عددی MIKE3 در بررسی وضعیت آلودگی حرارتی نیروگاه: دومین کنفرانس بین‌المللی دستاورد­های نوین در علوم مهندسی و پایه، اردبیل.
.روحی چماقستانی، س.، 1395، بررسی علل آلودگی دریا در ایران: سومین کنگره علمی پژوهشی توسعه و ترویج علوم کشاورزی، منابع طبیعی و محیط زیست ایران، تهران.
صادقی تالارپشتی، ر.، ابراهیمی،ک.، هورفر، ع.، 1399، تعیین ضریب زوال آلودگی رودخانه­های تالار و بابلرود: نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران، 10(4), 82-95.‎
.قویدل، آ.، رازدار، ب.، فلاح فیروزکوهی، ف.، ذوقی، م.، 1388، پهنه­بندی رودخانه سفیدرود با استفاده از شاخص کیفیت آب WQI: همایش ملی انسان، محیط زیست و توسعه پایدار.
میرزا حسین، م.، آزرمسا، ع.، رشیدی ابراهیم حصاری، ا.، 1393، شبیه­سازی عددی انتقال آلودگی نفتی در دریای خزر: شانزدهمین همایش صنایع دریایی، بندرعباس.
نجات خواه معنوی، پ.، پاسندی، ع. ‌ا.، سقلی، م.، بهشتی نیا، ن.، میرشکار، د.، 1388، بررسی میزان نیترات و فسفات در حوضه جنوب شرقی دریای مازندران در فصل بهار و تابستان: مجله پژوهش­های علوم و فنون دریایی، 4(3)، 11-19.
.Bohluly, A., Esfahani, F. S., Namin, M. M., and Chegini, F., 2018, Evaluation of wind induced currents modeling along the Southern Caspian Sea: Continental Shelf Research, 153, 50-63.
Četina, M., Rajar, R. and Povinec, P., 2000. Modelling of circulation and dispersion of radioactive pollutants in the Japan Sea. Oceanologica Acta, 23(7), pp.819-836.
Ghader, S., Montazeri-Namin, M., Chegini, F., and Bohluly, A., 2014, Hindcast of surface wind field over the Caspian Sea using WRF model: Proceedings of the 11th International Conference on Coasts, Ports and Marine Structures, ICOPMAS, 24-26.
.Karzhaubayev, K. K., 2016, Modeling oil pollution of the Caspian Sea resulting from the Ural and Volga rivers input: International Journal of Mathematics and Physics, 7(2), 30-35.
Khosropanah, N., Nejatkhah-Manavi, P., Koohilay, S., and Taghi Naseri, M., 2011, Variations in nitrate and phosphate contents of waters in the Southwest Caspian Sea: Journal of the Persian Gulf, 2(5), 27-34.