Author name:
مها مثنى حسن التميمي
Supervisor name:
حسين يوسف خلف الركابي
Abstract:
اجريت الدراسة الحالية على نهر الغراف في محافظة ذي قار(جنوب العراق) فصليا ابتداء من فصل الصيف 2014 ولغاية فصل الربيع 2015 باستعمال دليل نوعية المياه (النموذج الكندي ) في هذه الدراسة بوصفه اداة فعالة في تقييم نوعية مياه نهر الغراف ولاول مرة في منطقة الدراسة لتحديد صلاحيته لاغراض مختلفة منها الشرب ومعيشة الاحياء والري للوقوف على حال المياه ونوعيتها في هذا النهر . اختيرت اربع محطات على طول النهر لجمع عينات المياه تمثلت المحطة الاولى عند مدينة الحي في محافظة واسط قبل دخول النهر محافظة ذي قار واحداثياتها 32°08'29.4"N ; 46°02'38.3"E))، اما المحطة الثانية تقع بعد خروج النهر من قضاء الرفاعي وتبعد عن المحطة الاولى بمسافة 50 كم تقريبا واحداثياتها (31°41'21.6"N ; 46°06'53.9"E) ،تقع المحطة الثالثة بعد خروج النهر من قضاء الشطرة وتبعد عن المحطة الثانية بمسافة 40 كم تقريبا واحداثياتها (31°22'50.8"N; 46°10'51.0"E)، والمحطة الرابعة والاخيرة تقع عند مدينة الاصلاح وتبعد عن المحطة الثالثة 72كم تقريبا واحداثياتها( 31°09'55.0"N; 46°36'36.6"E). جمعت عينات المياه من محطات الدراسة فصليا ابتداء من فصل الصيف2014 ولغاية فصل الربيع 2015 .اختير26 متغيرا من المتغيرات ذات التاثير الاكبر في نوعية المياه وصلاحية استخدامها لتجهيز مياه الشرب ولاغراض معيشة الاحياء ولاغراض الري في ايجاد قيم الدليل وهي درجة حرارة الهواء والماء وسرعة الجريان والاس الهيدروجيني والاوكسجين المذاب والمتطلب الحيوي للاوكسجين والمتطلب الكيميائي للاوكسجين والتوصيلية الكهربائية والملوحة والعكارة والمواد الصلبة الذائبة الكلية والعسرة الكلية والكاربونات والبيكاربونات والقاعدية الكلية والكالسيوم والمغنيسيوم وايون الكلورايد وايون الصوديوم وايون البوتاسيوم ونسبة امتزاز الصوديوم والفوسفات الفعالة والنترات الفعالة والكبريتات والعناصر النزرة (الكادميوم والرصاص) وبكتيريا القولون البرازية . اوضحت نتائج الدراسة الحالية ان درجة حرارة الهواء تراوحت بين(10 - 44) ○م ،اما درجة حرارة الماء فكانت بين (7.3 - 28.5) ○م ، وسرعة الجريان بين(0.07 - 0.25)م/ ثا ،اما قيم الاس الهيدروجيني سجلت بين(5.92 - 8.5)،كما سجلت الدراسة الحالية تراكيز للاوكسجين الذائب بين(1.06 - 8.4)ملغم/لتر ،اما المتطلب الحيوي للاوكسجين فكان ضمن المدى(22. 1 - 3.24)ملغم/لتر، بينما قيم المتطلب الكيميائي للاوكسجين بين (6.2 - 35.4) ملغم/لتر، في حين تراوحت قيم التوصيلية الكهربائية بين(674 - 1622) مايكروسمنز/سم، كما تراوح تركيز الملوحة بين (0.43 - 1.04) غم/لتر والعكارة بينNTU 6.7 - 3.11))،كما سجل تركيز المواد الذائبة الكلية بين(336 - 902) ملغم/لتر، والعسرة الكلية بين (367 - 833) ملغم CaCO3/لتر وكانت قيم الكاربونات غير محسوسة والبيكاربونات بين و(294 - 605) ملغم CaCO3/لتر، كما سجلت الدراسة الحالية تراكيز القاعدية الكلية بين(152 - 301) ملغم CaCO3/لتر، وكانت قيم الكالسيوم بين (52.3 - 197) ملغم/لتر والمغنسيوم بين (35.6 - 134)ملغم/لتر، والكلورايد بين (118 - 312)ملغم/لتر، كما سجلت مديات ايونات الصوديوم بين (93 - 201)ملغم/لتر والبوتاسيوم(3.2 - 13.37)ملغم/لتر ،اما نسبة امتزاز الصوديوم فكانت بين (0.63 - 3.98)ملي مكافئ/لتر،واما الفوسفات فيقع بين (0.03 - 0.44)ملغم/لتر.، بينما قيم النترات تقع بين (1.35 - 4.1)ملغم/لتر، في حين تروحت الكبريتات بين (202 - 399)ملغم/لتر. كما اظهرت الدراسة الحالية ان قيم العناصر النزرة كانت في الطور العالق ، اعلى من الطور الذائب اذ سجل عنصر الرصاص في الطور الذائب ما بين (1.72 - 47.81)مايكغم/لتر بينما في الطور العالق بين(5.78 - 135.1) مايكغم /غم وزن جاف. اما قيم عنصر الكادميوم في الطور الذائب بين (1.46 - 10.08)مايكغم وفي الطور العالق بين(2.16 - 110.72) مايكغم /غم وزن جاف. كما سجلت مياه المحطات المدروسة اعدادا لبكتريا القولون البرازية بين(50 - 333)خلية/100مل تراوحت نتائج الدراسة الحالية لقيم دليل نوعية المياه لتجهيز مياه الشرب(PWSI) بين (19.87 - 26.98) لكافة المحطات طوال مدة الدراسة وهي بذلك تصنف ضمن الفئة الخامسة 44 - 0)) الفقيرة (Poor) على مقياس الدليل, اذ سجلت اعلى قيمة للدليل(26.98) (Poor) في المحطة الثانية خلال فصل الشتاء وادنى قيمة للدليل(19.87) (poor) في المحطة الرابعة لنفس الفصل. اما قيم دليل نوعية المياه لاغراض معيشة الاحياء (WQIAL) فكانت بين(4.37 - 12.06) وهي بذلك تصنف ضمن الفئة الخامسة ايضا 44 - 0))الفقيرة(Poor) لجميع المحطات طوال مدة الدراسة ,اذ سجلت اعلى قيمة للدليل (12.6 ) (poor) في المحطة الثالثة خلال فصل الشتاء وادنى قيمة (4.37) (poor) في المحطة الرابعة خلال فصل الصيف. في حين وجدت قيم دليل نوعية مياه الري (IWQI) ما بين (16.11 - 43.32) وهي بذلك تصنف ضمن الفئة الخامسة 44 - 0))(Poor) على مقياس الدليل, لجميع المحطات طوال مدة الدراسة ,اذ سجلت اعلى القيم للدليل في المحطة الاولى ( 43.32) (poor) خلال فصل الشتاء وادنى قيمة(16.11)(poor) في المحطة الرابعة خلال فصل الصيف. اظهرت نتائج تحليل المكونات الاساسيPrincipal Component Analysis (PCA) ان الكادميوم والبوتاسيوم والنترات والفوسفات والكلورايد والمتطلب الكيميائي للاوكسجين وبكتريا القولون البرازية والمغنيسيوم اهم المتغيرات المسؤولة عن التغاير في نوعية مياه الشرب وبالتالي اكثرها تحديدا لمدى صلاحية نهر الغراف لتجهيز مياه الشرب, تلاها الصوديوم والعسرة الكلية والكبريتات والعكارة والاوكسجين المذاب والرصاص والقاعدية الكلية والتوصيلية الكهربائية والمواد الصلبة الكلية والكالسيوم والاس الهيدروجيني والمتطلب الحيوي للاوكسجين .في حين اهم المتغيرات المسؤولة عن التغاير في نوعية المياه لاغراض معيشة الاحياء ،درجة الحرارة والمتطلب الكيميائي للاوكسجين وبكتريا القولون البرازية والبوتاسيوم والفوسفات والكلورايد والكادميوم تلتها المتطلب الحيوي للاوكسجين والعكارة والاس الهيدروجيني والرصاص والمواد الصلبة الذائبة الكلية والاوكسجين المذاب والعسرة الكلية . في حين كان الاس الهيدروجيني والبيكاربونات والرصاص والتوصيلية الكهربائية هي المتغيرات الاكثر مسؤولية في التاثير على نوعية مياه الري ،تلاها الكادميوم ونسبة امتزاز الصوديوم والكلورايد. | The current study was conducted on Al - Gharraf River in Thi - Qar governorate(southern of Iraq) for the period from Summer 2014 to Spring 2015 using water quality index(Canadian model) in this study as an effective tool in the assessment of Gharraf River water for the first time in the study area to determine suitability for drinking, irrigation and aquatic organisms life. Four stations were determined along the river to collect samples AL - Hay city to the completion in the marshes .The first station was located in the district city and away from the second station of 50 kilometers (32 ° 08'29.4 "N; 46 ° 02'38.3" E), The second station was located after the departure of the river to spend AL - Rifai and its coordinates (31 ° 41'21.6 "N; 46 ° 06'53.9" E), The third station was located after the departure of the river AL - Shatra and away from the second station of approximately 40 km (31 ° 22'50.8 "N; 46 ° 10'51.0" E) The fourth station was located at the AL - Esllah city and away from the third station about 72km (31 ° 09'55.0 "N; 46 ° 36'36.6" E). Water samples were collected seasonally from a quarterly of study stations (and by four samples in the chapter) during every two months, starting from summer 2014 until spring 2015. twenty even variables were compiled the greatest impact on the water quality of the river and the validity of the Garraf which have using for the processing of drinking ,for the purposes of living requirements and irrigation purposes in the directory to find the WQI. These variables were air temperature, water temperature, the water current velocity, pH ,dissolved oxygen ,biological oxygen demand, chemical oxygen demand and electrical conductivity, salinity, turbidity ,total dissolved solids ,total hardness, carbonate ,bicarbonates ,total alkalinity, calcium ,magnesium, ion chloride ,sodium ion and potassium ion, reactive phosphate, reactive nitrate, sulfate sodium adsorption ratio ,trace elements (cadmium and lead) and fecal coliform bacteria. The current results showed that the air temperature ranged between (10 - 44) Cº, while the temperature of the water ranged between (7 - 28) Cº, the water current velocity ranged from (0.25 - 0.7) m / sec, pH between (5.92 - 8.5), The current study also recorded the concentrations of dissolved oxygen between (1.06 - 8.4 mg / L). The concentration of biological oxygen demand within the range (1.22 - 3.24) mg / L . The chemical oxygen demand of between (6.2 - 35.4)mg / L, Electrical conductivity values ranged between (674 - 1622) μs / m, .Salinity concentration ranged between (0.43 - 1.04) mg / L .Turbidity of water ranged from (3.11 - 6.7)NTU. Total dissolved solids ranged between (336 - 902) mg / L. Total hardness ranged between (367 - 833) mg CaCO3 /L. Carbonate values was non - palpable and bicarbonate and ranged between (294 - 605) mg CaCO3 /L. The total alkalinity concentration between (152 - 301) mg CaCO3 /L, Calcium ranged between (52.3 - 197 )mg / L. Magnesium ranged between (35.6 - 134) mg / L. Chloride ranged between (118 - 312) mg / L. Sodium ions were recorded between (93 - 201) mg / L. potassium (3.2 - 13.37) mg / L. The proportion of sodium adsorption ranged between (0.63 - 3.98) mequ/L. Phosphate ranged between (0.03 - 0.44) mg / L. Nitrates ranged between (1.35 - 4.1) mg / L. Sulfates ranged between (202 - 399) mg / L. The finding showed that the values of trace elements in the airborne phase was higher than the dissolved phase range the lead element of the dissolved phase between the values (1.72 - 47. 81) μg/L, while in the suspended phase ranged between(5.78 - 135.1) μg /gm dry weight. In the case cadmium of values of soluble part in the water range was (1.46 - 10.08) μg/L, either in the suspended phase of the water was (2.16 - 110.72) μg /gm dry weight. Studied water stations also recorded Numbers of fecal coliform ranged from (50 - 333) cells / 100 ml. Was also recorded in the studied stations . The values of potable water supply index (PWQI) ranged between (19.87 - 26.98) for all stations accordingly it is categorized as fifth grade(0 - 44) (Poor). The highest value was (26.98) (Poor) in the second stations through the winter and the lowest value of the index (19.87) (poor) in the fourth station of the same season. Water quality index for aquatic organisms life (WQIAL) ranged between (4.37 - 12.06) for all stations there for it is evidently categorized as fifth grade(0 - 44) (Poor) , As it recorded the highest value of index 12.6 (poor) in the third stations during the winter and the lowest value of index was( 4.37) (poor) in the fourth stations during the summer. The values for irrigation water quality index (IWQI)ranged between (16.11 - 43.32) for all stations accordingly it is categorized as fifth grade(0 - 44) (Poor) , As it the highest values of the index in the first station 43.32 (poor) during the winter and the lowest value of index was (16.11) (poor) in the fourth station during the summer. The results of Principal Component Analysis (PCA) showed that cadmium, potassium, reactive nitrates, phosphates, chloride ,chemical oxygen demand ,fecal coliform and magnesium were the most effective variables on the changes in water quality index for drinking water , followed by sodium, sulfates, total hardness ,turbidity ,dissolved oxygen, lead , total alkalinity ,electric conductivity ,total solids, calcium, pH and biological oxygen demand. While the most important variables responsible for the variation in water quality for quality organisms life,were water temperature ,chemical oxygen demand ,fecal coliform, potassium, phosphate, chloride , cadmium, followed by biological oxygen demand ,turbidity, pH, lead, total solids, dissolved oxygen and total hardness. While the pH ,bicarbonates, lead and electrical conductivity were the most influents effective on the determination of irrigation water quality, followed by cadmium, sodium adsorption ratio and chlorine .
