بررسی ویژگی های رودخانه سیاه رود با تأکید بر آلودگی های موجود
نویسنده : احسان اکبرنژاد(ورودی ۱۳۹۴ مهندسی منابع طبیعی - شیلات),حمیدرضا احمدنیای مطلق
چکیده : رودخانه‌ها در حقیقت منابع حیاتی آب شیرین جهت استفاده در امور کشاورزی، شرب و صنعت به شمار می‌روند و هرگونه آلودگی در آن‌ها می‌تواند بر کیفیت زیست‌محیطی سایر بخش‌های طبیعت نیز تأثیرگذار باشد. آلودگی رودخانه‌ها یکی از مهم‌ترین مسائل و مشکلات زیست‌محیطی است که امروزه موردتوجه فراوان قرارگرفته است
بررسی ویژگی‌های رودخانه سیاه رود با تأکید بر آلودگی‌های موجود
اکبر نژاد، احسان1. احمدنیای مطلق حمیدرضا2
1دانشجوی سال سوم کارشناسی رشته مهندسی شیلات
2استادیار، گروه شیلات، دانشکده منابع طبیعی و محیط‌زیست، دانشگاه فردوسی مشهد
مقدمه:
رودخانه‌ها در حقیقت منابع حیاتی آب شیرین جهت استفاده در امور کشاورزی، شرب و صنعت به شمار می‌روند و هرگونه آلودگی در آن‌ها می‌تواند بر کیفیت زیست‌محیطی سایر بخش‌های طبیعت نیز تأثیرگذار باشد. آلودگی رودخانه‌ها یکی از مهم‌ترین مسائل و مشکلات زیست‌محیطی است که امروزه موردتوجه فراوان قرارگرفته است (westrich & forstner, 2005). از نقطه نظر آلودگی، هر رودخانه دارای ظرفیت خود پالایی معینی است و چنانچه ورود آلاینده‌ها به آن بیش‌ازحد پذیرش باشد، در این صورت مشکلات زیست‌محیطی در آن به‌صورت پایدار درخواهد آمد (قشلاقی و همکاران، 1395).
با وجود کارهای فزاینده‌ای که در اثر رشد جمعیت بر منابع محدود کنونی وارد می‌شود. نیاز مبرمی به شناخت هرچه بهتر خصوصیات آبزیان و محیط زندگی آن‌ها احساس می‌گردد (وثوقی و همکاران، 1376).
مدیریت منابع آب و توسعه آن در گذشته پیچیدگی خاصی نداشت، زیرا جمعیت جهان کم و مصرف سرانه بسیار پایین بود و به علت فراوانی آب، حتی مسائل مربوط به آلودگی اهمیت چندانی نداشت. تخلیه فاضلاب شهری جوامع و پساب‌های صنعتی، آلودگی آب‌ها را امروزه به حدی بالا برده است که باعث نگرانی جامعه انسانی شده است. مقدار آب شیرین در کره زمین نسبت به آب شور بسیار کم و متأسفانه این حجم آب شیرین به‌طور غیریکنواخت در نقاط مختلف کره زمین توزیع شده است (کرباسی و همکاران 1389).
منطقه موردمطالعه:
رودخانه سیاه رود در استان مازندران و در محدوده بین قائم‌شهر و جویبار جریان دارد (قشلاقی و همکاران، 1395)، حوزه رودخانه با مساحتی بالغ‌بر 10070 هکتار در استان مازندران و شهرستان قائم‌شهر و جویبار است (طاهری و همکاران، 1394). طول آبراهه اصلی این رودخانه 6/75 کیلومتر است که شاخه اصلی رودخانه سیاه رود از شرق روستای پرچینک شروع شده و با پیوستن چشمه‌ها، جویبارها، شاخه‌های فرعی، دائمی و ... مجموعاً رودخانه سیاه رود را تشکیل داده و آب‌های سطحی، زیرزمینی و زیرسطحی منطقه را تغذیه می‌کند (کاظمی، 1375).
بالادست رودخانه را جنگل‌های طبیعی و به‌تدریج به طرف پایین جنگل‌های دست‌خورده و کشاورزی می‌دهد. در بخش‌های میانی پس از عبور از قائم‌شهر، کاربری اطراف را مجدداً کشاورزی تشکیل داده است و پس از عبور از جویبار و لاریم به دریای خزر می‌ریزد (طاهری و همکاران، 1394).
رودخانه در بالادست دارای حداکثر عرض 40 متر و قسمت دشت بیش از 100 متر است (کاظمی، 1375). از لحاظ پستی و بلندی نیز می‌توان این حوضه را به دو بخش کوهستان و بخش دشت تقسیم کرد. بخش کوهستانی این بخش در بالادست رودخانه سیاه رود قرار دارد؛ که شامل ادامه سلسله جبار البرز همراه با تپه‌هایی با پوشش گیاهی طبیعی جنگلی است (قشلاقی و همکاران، 1395).
حوضه آبریز سیاه رود در نزدیکی ارتفاعات حداکثر 400 متر و حداقل 25 متر زیر سطح آزاد اقیانوس قرارگرفته است (کاظمی، 1375).
بر اساس داده‌های موجود هواشناسی، منطقه موردمطالعه دارای آب‌وهوای معتدل مرطوب با تابستان‌های گرم و مرطوب و زمستان‌های معتدل و مقدار قابل ملاحظه‌ای بارش است. متوسط بارندگی و دما به ترتیب 738 میلی‌متر و 7/16 درجه سانتی‌گراد گزارش شده است (قشلاقی و همکاران، 1395).
آلودگی:
وارد شدن هرگونه ماده خارجی به آب، هوا، خاک و زمین به میزانی که کیفیت فیزیکی، شیمیایی یا بیولوژیکی آن را به گونه‌ای تغییر دهد که به حال انسان یا سایر موجودات زنده یا گیاهان یا آثار و ابنیه مضر آلودگی گویند.
رودخانه سیاه رود یکی از رودخانه‌های در معرض آلودگی استان مازندران است بر اساس مطالعات انجام‌شده، این رودخانه در سالیان گذشته وضعیت بسیار بدی نسبت به سایر رودخانه‌ها استان مازندران داشته است که دلیل آن تخلیه پساب کارخانه‌های متعدد (مانند صنایع نساجی مازندران) و فاضلاب‌های بیمارستانی و همچنین ورود رواناب‌های شهری در طی سالیان متمادی به داخل رودخانه بوده است (پور اصغر، 1387). آلودگی آب یک مشکل بزرگ جهانی است که به ارزیابی مداوم و تجدید نظر در سیاست منابع آبی در همه سطوح احتیاج دارد (Pink & Daniel H, 2006). در این مطالعه به بررسی انواع آلاینده‌های تهدیدکننده رودخانه سیاه رود پرداخته خواهد شد.
بررسی آلاینده‌ها:
جدا از تأثیر منفی بر سلامت انسان از جنبه آثار منفی آن‌ها بر بیولوژی اکوسیستم نیز اهمیت بالایی دارد. آلاینده‌ها می‌تواند باعث تغییر توالی موجودات و گونه‌های غالب شود و کارایی اکوسیستم را تغییر دهد (حسینی و همکاران، 1394). انواع آلاینده‌های موردبررسی در ارتباط با سیاه رود شامل موارد زیر می‌باشد.
1- آلاینده‌های کشاورزی (کودها- آفت‌کش- پساب کشاورزی)
2- آلاینده‌های شهری و صنعتی (فاضلاب و هرز آب‌های شهری و صنعتی)
3- فلزات سنگین
4- ترکیبات آلی
5- رسوبات و مواد معلق (حسینی و حسینی، 1394).
1-1-آلاینده‌های کشاورزی
با افزایش روزافزون جمعیت، تکنولوژی نیز برای بالا بردن راندمان تولید محصولات کشاورزی مدرن باید محصولات خود را از خطر نابودی به‌وسیله آفات حفظ کند از این‌رو برای حفظ محصولات از آفات هرساله مقادیر زیادی آفت‌کش در جهان مصرف می‌شود که علاوه بر محیط‌زیست، سلامت مصرف‌کنندگان را نیز تهدید می‌کند (Lopez- Blanko and et al. 2005). آلودگی ناشی از آفت‌کش‌ها در آب به علت آثار بلند مدت و سمیّت بالای آن‌ها به‌منزله مشکل زیست‌محیطی در چند دهه اخیر، به نگرانی در خصوص سلامت عمومی و گونه‌های غیر هدف منجر شده است.
باید توجه کرد که بعضی از حشرات و قارچ‌ها در مقابل ترکیبات شیمیایی به‌مرور زمان مقاوم می‌شوند و بدین ترتیب، پس از گذشت مدتی از استعمال غلظت‌های بالاتری مصرف می‌کنند که به نگرانی در خصوص بقایای سموم و تأثیر آن در محیط‌زیست منجر می‌شود (Sudo, et al. 2002). با توجه به حجم بالای فعالیت‌های کشاورزی در شمال کشور و مصرف 60 درصد کل آفت‌کش‌های کشور به نظر می‌رسد، پایش و ارزیابی اکوسیستم‌های این ناحیه و بررسی خطر آلودگی ضروری است (Heidari, 2003).
آفت‌کش‌های ارگانو کلره بسیار پایدار هستند و سال‌ها در محیط باقی می‌مانند. در مقابل آفت‌کش‌هایی مانند سموم ارگانو فسفره و خصوصاً سموم پایرتروئیدی تجزیه‌پذیری بیشتری دارند و به‌آرامی از محیط پاک می‌شوند (اسلام و تاناکا، 2004).
سم ارگانو کلره (DDD-2,4’)، (DDE-2,4’)، DDT-2,4’، DDD-4,4’، DDE-4,4’، DDT-4,4’، آلدرین، دلدرین، HCH-a، HCH-Y و سه سم ارگانو فسفره (دیازینون)، کلروپیریفوس و ادیفنفوس در آب و رسوب رودخانه سیاه رود بررسی شد (طاهری و همکاران، 1394).
به‌طور کلی غلظت DDE نسبت به DDL و DDD بیشتر است (طاهری و همکاران، 1394) و در توضیح آن می‌توان گفت هنگامی‌که DDE به‌وسیله میکروارگانیسم تحت شرایط هوازی تجزیه می‌شود. DDE وقتی تحت شرایط بی‌هوازی تجزیه می‌شود DDD مهم‌ترین ترکیبات به‌دست‌آمده به شمار می‌رود (Zhang, et al. 2003، Obbard & Warl, 2005). سموم ارگانو فسفره باعث اختلالات کولین استرازی و فلج شدن جانوران می‌شوند. سموم پایرتروئیدی نیز باعث اختلال در سیستم عصبی مرکزی می‌شوند (حسینی و حسینی، 1394).
1-2- فاضلاب‌های شهری و صنعتی
این فاضلاب‌ها حاوی آلاینده‌های زیادی ازجمله پاتوژن ها، مواد آلی، فلزات سنگین و عناصر کمیاب می‌باشند که به‌طور مستقیم و غیرمستقیم روی موجودات و اکوسیستم اثر می‌گذارد (ایسلام و تاناکا، 2004). مقدار مواد مغذی آب تا زمان شکوفایی جلبکی افزایش می‌یابد که در این زمان کاهش اکسیژن را به همراه دارد (حسینی و حسینی، 1394).
فاضلاب صنایعی نظیر نساجی، کنسروسازی و گونی‌بافی به رودخانه سیاه رود وارد می‌شود (کرباسی و همکاران، 1389). در فاضلاب‌های صنعتی، فلزات سنگین و ترکیبات سمی در مقادیر بالایی دارند، این مواد درنهایت وارد رودخانه‌ها و دریاها می‌شوند و در آنجا باعث مشکلات زیادی برای جانوران مختلف می‌شوند (حسینی و حسینی، 1394).
1-3- فلزات سنگین
فلزاتی که برای آبزیان سمی هستند 10 مورد بوده و شامل جیوه، کادمیوم، نقره، نیکل، سلنیوم، سرب، مس، کروم، آرسنیک و روی می‌باشد (داویس، 1978). در این مطالعه غلظت هفت عنصر بررسی شده است. فلزات سنگین باعث افزایش نفوذپذیری غشا سلول‌های فیتوپلانکتونی و دیگر جلبک‌های دریایی می‌شود و باعث برهم خوردن تعادل مواد داخل سلولی و تغییر شکل خارجی سلول می‌شوند (کاسیر، 1976). فلزات سنگین از تقسیم سلولی در فیتوپلانکتون ها جلوگیری کرده، فلزات سنگین در بافت‌های غنی از پروتئین مانند کبد و ماهیچه‌ها تجمع می‌یابند (ایسلام و تاناکا، 2004).
As آرسنیک:
نتایج تجزیه‌های شیمیایی به‌طور کلی نشان داد که میانگین غلظت آرسنیک در رسوبات رودخانه سیاه رود mg/kg66/ 9 است (قشلاقی و رستمی، 1395). غلظت این فلز در بیشتر مناطق رودخانه بیشتر از W.M.S است (قشلاقی و رستمی، 1395). این فلز می‌تواند در اثر عوامل زمین زاد و یا انسان‌زاد وارد محیط‌های طبیعی شود (Barringer et al. 2011). استفاده از کودهای شیمیایی، حشره‌کش‌ها و آبیاری با آب حاوی این عنصر در کشاورزی (به‌ویژه در مزارع برنج) مهم‌ترین منابع واردکننده آرسنیک به داخل رودخانه‌ها به حساب می‌آیند (Barringer et al. 2011، قشلاقی و همکاران، 1395).
Cu مس:
میزان فلز مس در رسوبات روندی نوسانی نشان می‌دهد و در بیشتر نقاط نمونه‌برداری کمتر از غلظت فلزات سنگین در رسوبات متوسط جهانی (W.M.S) می‌باشد (قشلاقی و همکاران، 1395).
Cr کروم:
غلظت بالای کروم تا حدی به فعالیت کارخانه نساجی مازندران و تخلیه فاضلاب آن به داخل رودخانه طی سالیان گذشته و یا ورود رواناب‌های شهری حاوی این فلز به سیستم رودخانه است. با این حال نزدیک بودن غلظت کروم در رسوبات سیاه رود به مقدار میانگین آن در رسوبات غیر آلوده جهانی (22 میلی‌گرم در کیلوگرم) نشان می‌دهد که این فلز عمدتاً دارای منشأ طبیعی است (قشلاقی و رستمی، 1395).
Cd کادمیوم:
غلظت این فلز در همه‌ی ایستگاه‌های نمونه‌برداری بیش از میانگین غلظت رسوبات جهانی (17 میلی‌گرم در کیلوگرم) است. بیشتر غلظت کادمیوم در بالادست رودخانه مشاهده می‌شود که به خاطر وجود واحد مرغداری و احتمالاً تخلیه فاضلاب آن به داخل رودخانه نسبت داد، این فاضلاب‌ها معمولاً دارای ترکیبات فسفات هستند که غلظت بالایی از کادمیوم در آن‌ها وجود دارد (قشلاقی و رستمی، 1395).
Ni نیکل:
میانگین غلظت فلز نیکل در نمونه‌های رسوب موردمطالعه 6/29 میلی‌گرم در کیلوگرم است. غلظت فلز نیکل در رسوبات در بیشتر نقاط نمونه‌برداری کمتر از غلظت رسوب جهانی (52 میلی‌گرم در کیلوگرم) است (قشلاقی و رستمی، 1395).
Zn روی:
غلظت این فلزات در بیشتر نقاط نمونه‌برداری، از میانگین غلظت آن در رسوبات جهانی کمتر بوده است. احتراق سوخت‌های فسیلی و رواناب‌های شهری از مهم‌ترین منابع آلودگی روی در رسوبات به حساب می‌آید (قشلاقی و رستمی، 1395).
Pb سرب:
غلظت سرب در رسوبات رودخانه سیاه رود به‌طور میانگین حدود 25 میلی‌گرم در کیلوگرم است. غلظت سرب در نمونه‌های رسوب در محدوده‌های شهری (به‌ویژه شهر قائم‌شهر) افزایش نسبی یافته که این می‌تواند به علت ورود این فلز به‌صورت رواناب‌های شهری به داخل رودخانه می‌باشد. همچنین فعالیت کارخانه نساجی قائم‌شهر در سالیان گذشته و تخلیه احتمالی فاضلاب آن به داخل رودخانه می‌تواند یکی از دلایل احتمالی انباشت و تمرکز این فلز در رسوبات بستر رودخانه سیاه رود است (قشلاقی و رستمی، 1395).
1-4- آلاینده آلی
آلاینده آلی پایدار ترکیباتی با گسترش وسیع در محیط‌زیست‌اند که به‌منزله یکی از مشکلات آلودگی جهان شناخته می‌شود، این ترکیبات به علت خواص آب‌گریزی می‌توانند در بدن موجودات زنده تجمع و از طریق زنجیره غذایی انتقال یابند (Corsolini et al. 2005). برخی از آلاینده‌ها نه تنها موجب مرگ‌ومیر تخم‌ها و از بین رفتن جنین می‌شوند بلکه باعث افزایش مرگ‌ومیر لاروها و کاهش ضریب بازگشت نیز می‌شوند (ایسلام و تاناکا، 2004).
1-5- رسوبات و مواد معلق
شدت آلایندگی رسوبات با اندازه ذرات رسوبات و مقدار کربن آلی موجود در آن‌ها ارتباط دارد. سطح ذرات رسوب مکان مناسبی برای جذب فسفر و فلزات است و هرچه ذرات ریزتر باشند، سطح تماس بیشتری وجود دارد همچنین بسیاری از آلاینده‌های پایدار و ترکیبات کلره و آفت‌کش‌ها به ذرات رسوبی می‌چسبند.
رسوبات در ابتدا و بالادست رودخانه دارای بافت درشت و از نوع گراول ماسه‌ای می‌باشد و با نزدیک شدن رودخانه به مصب جریان‌های ساحلی بافت رسوبات کاملاً ماسه‌ای است (قشلاقی و رستمی، 1395). از نظر میزان ماده آلی نیز، نمونه‌های رسوب به‌طور میانگین 43/3 درصد ماده آلی هستند. میزان آن از بالادست به سمت پایین‌دست رودخانه افزایش نسبی می‌یابد که از این نظر روندی کاملاً مشابه با میزان رس در رسوبات دارد (قشلاقی و رستمی، 1395). فعالیت‌های کشاورزی می‌توانند با شدت بخشیدن به نرخ فرسایش خاک و همچنین تجزیه و فساد مواد گیاهی میزان ماده آلی در رسوبات را افزایش دهند (Owens & Collins, 2006).
منابع:
پور اصغر، م.، نوربخش، ج.، قنبری، ن. و یداللهی، ع. 1378. بررسی وضعیت کیفی شش رودخانه مازندران با استفاده از شاخص NSFWQI. دومین همایش تخصصی مهندسی محیط‌زیست.
طاهری، ک.، بهرامی فر، ن. و مرادی، ح. 1393. بررسی غلظت و منشأ ایزومرهای HCH در رسوبات رودخانه‌ی سیاه رود (قائم‌شهر). مجله محیط‌شناسی، 40 (1): 255-260.
طاهری، ک.، بهرامی فر، ن.، مرادی، ح. و احمد پور، م. 1394. نقش کاربری‌های اطراف رودخانه‌ی سیاه رود قائم‌شهر روی باقیمانده آفت کش های ارگانوفسفره و ارگانوکلره موجود در آب و رسوب. مجله محیط‌شناسی، 41 (1):25-37.
قشلاقی، ا. و رستمی، ش. 1395. آلودگی و گونه‌سازی فلزات سنگین در رسوبات بستر رودخانه سیاه رود (منطقه قائم‌شهر- استان مازندران). مجله پژوهش‌های چینه نگاری و رسوب‌شناسی، 32 (2): 73-90.
کاظمی، ز. 1375. بررسی آلودگی‌های رودخانه سیاه رود. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشکده محیط‌زیست، دانشگاه تهران، 180 صفحه.
کرباسی، ع.، بیدهندی، غ.ن.، غضبان، ف. و حبیب زاده، ش.ک. 1389. تفکیک شیمیایی عناصر و بررسی شدت آلودگی در رسوبات رودخانه سیاه رود. مجله محیط‌شناسی، 36 (53): 11-20.
وثوقی، غ.ح.، مستجیر، ب. 1376. ماهیان آب شیرین. انتشارات دانشگاه تهران، شماره 2132. صفحات 227، 72، 71، 228.
Barringer, J., Reilly, P.A., Eberl, D.D. and Blum, A. 2011. Arsenic in sediments, groundwater, and stream water of a glauconitic Coastal Plain terrain, New Jersey, USA-Chemical fingerprints for geogenic and antropogenic. Sources: Applied Geochemistry, Vol 26: 763-776.
Corsolini, S., Ademolloa, N., Romeo, T., Greco, S., Focardi, S. 2005. Persistent organic pollutants in edible Fish: a Human and environmental Health Problem: Microchemical Journal. Vol 79:115-123.
Heidari, H. 2003. Farmer Field Schools (FFs) Slash Pesticide Use And Exposure In Islamic Republic Of Iran. Agro-Chemical Report. Vol 3: 23-26.
Lopez-Blanko, C., Gomez-Alvarez, s., Rey-Garrote, M., Cancho-grande, B., Simal-Gndara, j. 2005. Determination of Carbomates and Organophosphorus Pesticides by SDME-GC in Natural water., Journal of Anal Bional Chem., Vol 383: 557-561.
Owens, P.N., and Collins, A.J. 2006. Soil Erosion and sediment redistribution in river catchment: Measurement, Modeling and Management: CABI, 328p.
Sudo, M., Kunimatsu, T., Okubo, T. 2002. Concentration and Loading of Pesticide in lake Basin (Japan)., Journal of water research., Vol 36: 315-329.
Wart, O.M., Obbord, J.P. 2005. Organochlorine Pesticides, Polychlorinated Biphenyl’s And Polybrominated Diphenyl Ethers in Singapore’s Coastal Marine Sediments, Chemosphere.
Westrich, B. and Forstner, U. 2005. Sediment dynamics and pollutant mobility in rivers SEDYMO. Assessing catchment-wide emission-immission relationships from sediment studies. Journal of Soils and sediments, Vol 5: 197-200.
Zhang, Z.L., Hong, H.S., Zhau, J.L., Huang, J., Yu, G. 2003. Fate and Assessment of persistent Organic Pollutants in Water and Sediment from Minjiang river Estuary, Chemosphere, Vol 52: 1423-1430.
اکبر نژاد، احسان1. احمدنیای مطلق حمیدرضا2
1دانشجوی سال سوم کارشناسی رشته مهندسی شیلات
2استادیار، گروه شیلات، دانشکده منابع طبیعی و محیط‌زیست، دانشگاه فردوسی مشهد
مقدمه:
رودخانه‌ها در حقیقت منابع حیاتی آب شیرین جهت استفاده در امور کشاورزی، شرب و صنعت به شمار می‌روند و هرگونه آلودگی در آن‌ها می‌تواند بر کیفیت زیست‌محیطی سایر بخش‌های طبیعت نیز تأثیرگذار باشد. آلودگی رودخانه‌ها یکی از مهم‌ترین مسائل و مشکلات زیست‌محیطی است که امروزه موردتوجه فراوان قرارگرفته است (westrich & forstner, 2005). از نقطه نظر آلودگی، هر رودخانه دارای ظرفیت خود پالایی معینی است و چنانچه ورود آلاینده‌ها به آن بیش‌ازحد پذیرش باشد، در این صورت مشکلات زیست‌محیطی در آن به‌صورت پایدار درخواهد آمد (قشلاقی و همکاران، 1395).
با وجود کارهای فزاینده‌ای که در اثر رشد جمعیت بر منابع محدود کنونی وارد می‌شود. نیاز مبرمی به شناخت هرچه بهتر خصوصیات آبزیان و محیط زندگی آن‌ها احساس می‌گردد (وثوقی و همکاران، 1376).
مدیریت منابع آب و توسعه آن در گذشته پیچیدگی خاصی نداشت، زیرا جمعیت جهان کم و مصرف سرانه بسیار پایین بود و به علت فراوانی آب، حتی مسائل مربوط به آلودگی اهمیت چندانی نداشت. تخلیه فاضلاب شهری جوامع و پساب‌های صنعتی، آلودگی آب‌ها را امروزه به حدی بالا برده است که باعث نگرانی جامعه انسانی شده است. مقدار آب شیرین در کره زمین نسبت به آب شور بسیار کم و متأسفانه این حجم آب شیرین به‌طور غیریکنواخت در نقاط مختلف کره زمین توزیع شده است (کرباسی و همکاران 1389).
منطقه موردمطالعه:
رودخانه سیاه رود در استان مازندران و در محدوده بین قائم‌شهر و جویبار جریان دارد (قشلاقی و همکاران، 1395)، حوزه رودخانه با مساحتی بالغ‌بر 10070 هکتار در استان مازندران و شهرستان قائم‌شهر و جویبار است (طاهری و همکاران، 1394). طول آبراهه اصلی این رودخانه 6/75 کیلومتر است که شاخه اصلی رودخانه سیاه رود از شرق روستای پرچینک شروع شده و با پیوستن چشمه‌ها، جویبارها، شاخه‌های فرعی، دائمی و ... مجموعاً رودخانه سیاه رود را تشکیل داده و آب‌های سطحی، زیرزمینی و زیرسطحی منطقه را تغذیه می‌کند (کاظمی، 1375).
بالادست رودخانه را جنگل‌های طبیعی و به‌تدریج به طرف پایین جنگل‌های دست‌خورده و کشاورزی می‌دهد. در بخش‌های میانی پس از عبور از قائم‌شهر، کاربری اطراف را مجدداً کشاورزی تشکیل داده است و پس از عبور از جویبار و لاریم به دریای خزر می‌ریزد (طاهری و همکاران، 1394).
رودخانه در بالادست دارای حداکثر عرض 40 متر و قسمت دشت بیش از 100 متر است (کاظمی، 1375). از لحاظ پستی و بلندی نیز می‌توان این حوضه را به دو بخش کوهستان و بخش دشت تقسیم کرد. بخش کوهستانی این بخش در بالادست رودخانه سیاه رود قرار دارد؛ که شامل ادامه سلسله جبار البرز همراه با تپه‌هایی با پوشش گیاهی طبیعی جنگلی است (قشلاقی و همکاران، 1395).
حوضه آبریز سیاه رود در نزدیکی ارتفاعات حداکثر 400 متر و حداقل 25 متر زیر سطح آزاد اقیانوس قرارگرفته است (کاظمی، 1375).
بر اساس داده‌های موجود هواشناسی، منطقه موردمطالعه دارای آب‌وهوای معتدل مرطوب با تابستان‌های گرم و مرطوب و زمستان‌های معتدل و مقدار قابل ملاحظه‌ای بارش است. متوسط بارندگی و دما به ترتیب 738 میلی‌متر و 7/16 درجه سانتی‌گراد گزارش شده است (قشلاقی و همکاران، 1395).
آلودگی:
وارد شدن هرگونه ماده خارجی به آب، هوا، خاک و زمین به میزانی که کیفیت فیزیکی، شیمیایی یا بیولوژیکی آن را به گونه‌ای تغییر دهد که به حال انسان یا سایر موجودات زنده یا گیاهان یا آثار و ابنیه مضر آلودگی گویند.
رودخانه سیاه رود یکی از رودخانه‌های در معرض آلودگی استان مازندران است بر اساس مطالعات انجام‌شده، این رودخانه در سالیان گذشته وضعیت بسیار بدی نسبت به سایر رودخانه‌ها استان مازندران داشته است که دلیل آن تخلیه پساب کارخانه‌های متعدد (مانند صنایع نساجی مازندران) و فاضلاب‌های بیمارستانی و همچنین ورود رواناب‌های شهری در طی سالیان متمادی به داخل رودخانه بوده است (پور اصغر، 1387). آلودگی آب یک مشکل بزرگ جهانی است که به ارزیابی مداوم و تجدید نظر در سیاست منابع آبی در همه سطوح احتیاج دارد (Pink & Daniel H, 2006). در این مطالعه به بررسی انواع آلاینده‌های تهدیدکننده رودخانه سیاه رود پرداخته خواهد شد.
بررسی آلاینده‌ها:
جدا از تأثیر منفی بر سلامت انسان از جنبه آثار منفی آن‌ها بر بیولوژی اکوسیستم نیز اهمیت بالایی دارد. آلاینده‌ها می‌تواند باعث تغییر توالی موجودات و گونه‌های غالب شود و کارایی اکوسیستم را تغییر دهد (حسینی و همکاران، 1394). انواع آلاینده‌های موردبررسی در ارتباط با سیاه رود شامل موارد زیر می‌باشد.
1- آلاینده‌های کشاورزی (کودها- آفت‌کش- پساب کشاورزی)
2- آلاینده‌های شهری و صنعتی (فاضلاب و هرز آب‌های شهری و صنعتی)
3- فلزات سنگین
4- ترکیبات آلی
5- رسوبات و مواد معلق (حسینی و حسینی، 1394).
1-1-آلاینده‌های کشاورزی
با افزایش روزافزون جمعیت، تکنولوژی نیز برای بالا بردن راندمان تولید محصولات کشاورزی مدرن باید محصولات خود را از خطر نابودی به‌وسیله آفات حفظ کند از این‌رو برای حفظ محصولات از آفات هرساله مقادیر زیادی آفت‌کش در جهان مصرف می‌شود که علاوه بر محیط‌زیست، سلامت مصرف‌کنندگان را نیز تهدید می‌کند (Lopez- Blanko and et al. 2005). آلودگی ناشی از آفت‌کش‌ها در آب به علت آثار بلند مدت و سمیّت بالای آن‌ها به‌منزله مشکل زیست‌محیطی در چند دهه اخیر، به نگرانی در خصوص سلامت عمومی و گونه‌های غیر هدف منجر شده است.
باید توجه کرد که بعضی از حشرات و قارچ‌ها در مقابل ترکیبات شیمیایی به‌مرور زمان مقاوم می‌شوند و بدین ترتیب، پس از گذشت مدتی از استعمال غلظت‌های بالاتری مصرف می‌کنند که به نگرانی در خصوص بقایای سموم و تأثیر آن در محیط‌زیست منجر می‌شود (Sudo, et al. 2002). با توجه به حجم بالای فعالیت‌های کشاورزی در شمال کشور و مصرف 60 درصد کل آفت‌کش‌های کشور به نظر می‌رسد، پایش و ارزیابی اکوسیستم‌های این ناحیه و بررسی خطر آلودگی ضروری است (Heidari, 2003).
آفت‌کش‌های ارگانو کلره بسیار پایدار هستند و سال‌ها در محیط باقی می‌مانند. در مقابل آفت‌کش‌هایی مانند سموم ارگانو فسفره و خصوصاً سموم پایرتروئیدی تجزیه‌پذیری بیشتری دارند و به‌آرامی از محیط پاک می‌شوند (اسلام و تاناکا، 2004).
سم ارگانو کلره (DDD-2,4’)، (DDE-2,4’)، DDT-2,4’، DDD-4,4’، DDE-4,4’، DDT-4,4’، آلدرین، دلدرین، HCH-a، HCH-Y و سه سم ارگانو فسفره (دیازینون)، کلروپیریفوس و ادیفنفوس در آب و رسوب رودخانه سیاه رود بررسی شد (طاهری و همکاران، 1394).
به‌طور کلی غلظت DDE نسبت به DDL و DDD بیشتر است (طاهری و همکاران، 1394) و در توضیح آن می‌توان گفت هنگامی‌که DDE به‌وسیله میکروارگانیسم تحت شرایط هوازی تجزیه می‌شود. DDE وقتی تحت شرایط بی‌هوازی تجزیه می‌شود DDD مهم‌ترین ترکیبات به‌دست‌آمده به شمار می‌رود (Zhang, et al. 2003، Obbard & Warl, 2005). سموم ارگانو فسفره باعث اختلالات کولین استرازی و فلج شدن جانوران می‌شوند. سموم پایرتروئیدی نیز باعث اختلال در سیستم عصبی مرکزی می‌شوند (حسینی و حسینی، 1394).
1-2- فاضلاب‌های شهری و صنعتی
این فاضلاب‌ها حاوی آلاینده‌های زیادی ازجمله پاتوژن ها، مواد آلی، فلزات سنگین و عناصر کمیاب می‌باشند که به‌طور مستقیم و غیرمستقیم روی موجودات و اکوسیستم اثر می‌گذارد (ایسلام و تاناکا، 2004). مقدار مواد مغذی آب تا زمان شکوفایی جلبکی افزایش می‌یابد که در این زمان کاهش اکسیژن را به همراه دارد (حسینی و حسینی، 1394).
فاضلاب صنایعی نظیر نساجی، کنسروسازی و گونی‌بافی به رودخانه سیاه رود وارد می‌شود (کرباسی و همکاران، 1389). در فاضلاب‌های صنعتی، فلزات سنگین و ترکیبات سمی در مقادیر بالایی دارند، این مواد درنهایت وارد رودخانه‌ها و دریاها می‌شوند و در آنجا باعث مشکلات زیادی برای جانوران مختلف می‌شوند (حسینی و حسینی، 1394).
1-3- فلزات سنگین
فلزاتی که برای آبزیان سمی هستند 10 مورد بوده و شامل جیوه، کادمیوم، نقره، نیکل، سلنیوم، سرب، مس، کروم، آرسنیک و روی می‌باشد (داویس، 1978). در این مطالعه غلظت هفت عنصر بررسی شده است. فلزات سنگین باعث افزایش نفوذپذیری غشا سلول‌های فیتوپلانکتونی و دیگر جلبک‌های دریایی می‌شود و باعث برهم خوردن تعادل مواد داخل سلولی و تغییر شکل خارجی سلول می‌شوند (کاسیر، 1976). فلزات سنگین از تقسیم سلولی در فیتوپلانکتون ها جلوگیری کرده، فلزات سنگین در بافت‌های غنی از پروتئین مانند کبد و ماهیچه‌ها تجمع می‌یابند (ایسلام و تاناکا، 2004).
As آرسنیک:
نتایج تجزیه‌های شیمیایی به‌طور کلی نشان داد که میانگین غلظت آرسنیک در رسوبات رودخانه سیاه رود mg/kg66/ 9 است (قشلاقی و رستمی، 1395). غلظت این فلز در بیشتر مناطق رودخانه بیشتر از W.M.S است (قشلاقی و رستمی، 1395). این فلز می‌تواند در اثر عوامل زمین زاد و یا انسان‌زاد وارد محیط‌های طبیعی شود (Barringer et al. 2011). استفاده از کودهای شیمیایی، حشره‌کش‌ها و آبیاری با آب حاوی این عنصر در کشاورزی (به‌ویژه در مزارع برنج) مهم‌ترین منابع واردکننده آرسنیک به داخل رودخانه‌ها به حساب می‌آیند (Barringer et al. 2011، قشلاقی و همکاران، 1395).
Cu مس:
میزان فلز مس در رسوبات روندی نوسانی نشان می‌دهد و در بیشتر نقاط نمونه‌برداری کمتر از غلظت فلزات سنگین در رسوبات متوسط جهانی (W.M.S) می‌باشد (قشلاقی و همکاران، 1395).
Cr کروم:
غلظت بالای کروم تا حدی به فعالیت کارخانه نساجی مازندران و تخلیه فاضلاب آن به داخل رودخانه طی سالیان گذشته و یا ورود رواناب‌های شهری حاوی این فلز به سیستم رودخانه است. با این حال نزدیک بودن غلظت کروم در رسوبات سیاه رود به مقدار میانگین آن در رسوبات غیر آلوده جهانی (22 میلی‌گرم در کیلوگرم) نشان می‌دهد که این فلز عمدتاً دارای منشأ طبیعی است (قشلاقی و رستمی، 1395).
Cd کادمیوم:
غلظت این فلز در همه‌ی ایستگاه‌های نمونه‌برداری بیش از میانگین غلظت رسوبات جهانی (17 میلی‌گرم در کیلوگرم) است. بیشتر غلظت کادمیوم در بالادست رودخانه مشاهده می‌شود که به خاطر وجود واحد مرغداری و احتمالاً تخلیه فاضلاب آن به داخل رودخانه نسبت داد، این فاضلاب‌ها معمولاً دارای ترکیبات فسفات هستند که غلظت بالایی از کادمیوم در آن‌ها وجود دارد (قشلاقی و رستمی، 1395).
Ni نیکل:
میانگین غلظت فلز نیکل در نمونه‌های رسوب موردمطالعه 6/29 میلی‌گرم در کیلوگرم است. غلظت فلز نیکل در رسوبات در بیشتر نقاط نمونه‌برداری کمتر از غلظت رسوب جهانی (52 میلی‌گرم در کیلوگرم) است (قشلاقی و رستمی، 1395).
Zn روی:
غلظت این فلزات در بیشتر نقاط نمونه‌برداری، از میانگین غلظت آن در رسوبات جهانی کمتر بوده است. احتراق سوخت‌های فسیلی و رواناب‌های شهری از مهم‌ترین منابع آلودگی روی در رسوبات به حساب می‌آید (قشلاقی و رستمی، 1395).
Pb سرب:
غلظت سرب در رسوبات رودخانه سیاه رود به‌طور میانگین حدود 25 میلی‌گرم در کیلوگرم است. غلظت سرب در نمونه‌های رسوب در محدوده‌های شهری (به‌ویژه شهر قائم‌شهر) افزایش نسبی یافته که این می‌تواند به علت ورود این فلز به‌صورت رواناب‌های شهری به داخل رودخانه می‌باشد. همچنین فعالیت کارخانه نساجی قائم‌شهر در سالیان گذشته و تخلیه احتمالی فاضلاب آن به داخل رودخانه می‌تواند یکی از دلایل احتمالی انباشت و تمرکز این فلز در رسوبات بستر رودخانه سیاه رود است (قشلاقی و رستمی، 1395).
1-4- آلاینده آلی
آلاینده آلی پایدار ترکیباتی با گسترش وسیع در محیط‌زیست‌اند که به‌منزله یکی از مشکلات آلودگی جهان شناخته می‌شود، این ترکیبات به علت خواص آب‌گریزی می‌توانند در بدن موجودات زنده تجمع و از طریق زنجیره غذایی انتقال یابند (Corsolini et al. 2005). برخی از آلاینده‌ها نه تنها موجب مرگ‌ومیر تخم‌ها و از بین رفتن جنین می‌شوند بلکه باعث افزایش مرگ‌ومیر لاروها و کاهش ضریب بازگشت نیز می‌شوند (ایسلام و تاناکا، 2004).
1-5- رسوبات و مواد معلق
شدت آلایندگی رسوبات با اندازه ذرات رسوبات و مقدار کربن آلی موجود در آن‌ها ارتباط دارد. سطح ذرات رسوب مکان مناسبی برای جذب فسفر و فلزات است و هرچه ذرات ریزتر باشند، سطح تماس بیشتری وجود دارد همچنین بسیاری از آلاینده‌های پایدار و ترکیبات کلره و آفت‌کش‌ها به ذرات رسوبی می‌چسبند.
رسوبات در ابتدا و بالادست رودخانه دارای بافت درشت و از نوع گراول ماسه‌ای می‌باشد و با نزدیک شدن رودخانه به مصب جریان‌های ساحلی بافت رسوبات کاملاً ماسه‌ای است (قشلاقی و رستمی، 1395). از نظر میزان ماده آلی نیز، نمونه‌های رسوب به‌طور میانگین 43/3 درصد ماده آلی هستند. میزان آن از بالادست به سمت پایین‌دست رودخانه افزایش نسبی می‌یابد که از این نظر روندی کاملاً مشابه با میزان رس در رسوبات دارد (قشلاقی و رستمی، 1395). فعالیت‌های کشاورزی می‌توانند با شدت بخشیدن به نرخ فرسایش خاک و همچنین تجزیه و فساد مواد گیاهی میزان ماده آلی در رسوبات را افزایش دهند (Owens & Collins, 2006).
منابع:
پور اصغر، م.، نوربخش، ج.، قنبری، ن. و یداللهی، ع. 1378. بررسی وضعیت کیفی شش رودخانه مازندران با استفاده از شاخص NSFWQI. دومین همایش تخصصی مهندسی محیط‌زیست.
طاهری، ک.، بهرامی فر، ن. و مرادی، ح. 1393. بررسی غلظت و منشأ ایزومرهای HCH در رسوبات رودخانه‌ی سیاه رود (قائم‌شهر). مجله محیط‌شناسی، 40 (1): 255-260.
طاهری، ک.، بهرامی فر، ن.، مرادی، ح. و احمد پور، م. 1394. نقش کاربری‌های اطراف رودخانه‌ی سیاه رود قائم‌شهر روی باقیمانده آفت کش های ارگانوفسفره و ارگانوکلره موجود در آب و رسوب. مجله محیط‌شناسی، 41 (1):25-37.
قشلاقی، ا. و رستمی، ش. 1395. آلودگی و گونه‌سازی فلزات سنگین در رسوبات بستر رودخانه سیاه رود (منطقه قائم‌شهر- استان مازندران). مجله پژوهش‌های چینه نگاری و رسوب‌شناسی، 32 (2): 73-90.
کاظمی، ز. 1375. بررسی آلودگی‌های رودخانه سیاه رود. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشکده محیط‌زیست، دانشگاه تهران، 180 صفحه.
کرباسی، ع.، بیدهندی، غ.ن.، غضبان، ف. و حبیب زاده، ش.ک. 1389. تفکیک شیمیایی عناصر و بررسی شدت آلودگی در رسوبات رودخانه سیاه رود. مجله محیط‌شناسی، 36 (53): 11-20.
وثوقی، غ.ح.، مستجیر، ب. 1376. ماهیان آب شیرین. انتشارات دانشگاه تهران، شماره 2132. صفحات 227، 72، 71، 228.
Barringer, J., Reilly, P.A., Eberl, D.D. and Blum, A. 2011. Arsenic in sediments, groundwater, and stream water of a glauconitic Coastal Plain terrain, New Jersey, USA-Chemical fingerprints for geogenic and antropogenic. Sources: Applied Geochemistry, Vol 26: 763-776.
Corsolini, S., Ademolloa, N., Romeo, T., Greco, S., Focardi, S. 2005. Persistent organic pollutants in edible Fish: a Human and environmental Health Problem: Microchemical Journal. Vol 79:115-123.
Heidari, H. 2003. Farmer Field Schools (FFs) Slash Pesticide Use And Exposure In Islamic Republic Of Iran. Agro-Chemical Report. Vol 3: 23-26.
Lopez-Blanko, C., Gomez-Alvarez, s., Rey-Garrote, M., Cancho-grande, B., Simal-Gndara, j. 2005. Determination of Carbomates and Organophosphorus Pesticides by SDME-GC in Natural water., Journal of Anal Bional Chem., Vol 383: 557-561.
Owens, P.N., and Collins, A.J. 2006. Soil Erosion and sediment redistribution in river catchment: Measurement, Modeling and Management: CABI, 328p.
Sudo, M., Kunimatsu, T., Okubo, T. 2002. Concentration and Loading of Pesticide in lake Basin (Japan)., Journal of water research., Vol 36: 315-329.
Wart, O.M., Obbord, J.P. 2005. Organochlorine Pesticides, Polychlorinated Biphenyl’s And Polybrominated Diphenyl Ethers in Singapore’s Coastal Marine Sediments, Chemosphere.
Westrich, B. and Forstner, U. 2005. Sediment dynamics and pollutant mobility in rivers SEDYMO. Assessing catchment-wide emission-immission relationships from sediment studies. Journal of Soils and sediments, Vol 5: 197-200.
Zhang, Z.L., Hong, H.S., Zhau, J.L., Huang, J., Yu, G. 2003. Fate and Assessment of persistent Organic Pollutants in Water and Sediment from Minjiang river Estuary, Chemosphere, Vol 52: 1423-1430.
