آرتمیا-شیلات و محیط زیست

بررسی تغییرات اکسیژن، نیترات، نیتریت و فسفات آب دریاچه ارومیه در زمان خشکسالی

*لطیف اسمعیلی¹ ، یوسفعلی اسدپور²، افشین اسماعیلی³، ژاله علیزاده⁴ و سیاوش گنجی⁴،

ارائه شده در  اولين كنفرانس ملي خشكسالي و تغيير اقليم – کرج -  ارديبهشت 1390

چکیده:

  دریاچه ارومیه بزرگترین دریاچه داخلی کشور می باشد. کاهش حجم آب دریاچه از سال 1376 همزمان با شروع خشکسالی در منطقه آغاز شد، بطوریکه شوری آن به حد اشباع(بیش از 300 گرم در لیتر) رسید. در چنین شرایط خشکسالی، مقدار برخی از یونهای شیمیایی و اکسیژن در آن نسبت به سالهای عادی بنظر رسید که بایستی تغییر یافته باشد چرا با کاهش مواد غذایی فیتوپلانکتونی، شرایط زیستی برای تنها موجود جانوری آبزی آن(آرتمیا) بسیار سخت شد و شدیدا" از تراکم آن در دریاچه کاسته شد.. در سال 1386 تغییرات اکسیژن و برخی از عناصر مغذی آن شامل: فسفات، نیترات و نیتریت در طول سال مورد بررسی قرار گرفته است. نتیجه مطالعات نشان می دهد که مقدار میانگین سالانه اکسیژن حدود  mg/l0.82 ± 1.44 می باشد. مقدار متوسط یونهای  PO₄⁺⁺ ، NO₂^- و NO₃^- آب دریاچه نیز به ترتیب 0.22 ±  0.52 ،  0.02 ±  0.06 و 0.8 ±  8.0  میلی گرم در لیتر بوده است. مقایسه مقدار اکسیژن، نیتریت(NO₂^- ) و نیترات (NO₃^-) اندازه گیری شده درآب دریاچه ارومیه در سال 1386 با سال پر آبی آن در سال 1372 نشان می دهد که مقدار اکسیژن حدود دو برابر، NO₃^- حدود 6 برابر و NO₂^-  نیز حدود 8 برابر کاهش یافته است.

مقدمه:

دریاچه ارومیه یک اکوسیستم تالاسوهالین و از بزرگ ترین دریاچه های بسیار شور در جهان و زیستگاه جانوری بنام آرتمیا می باشد. این دریاچه با توجه به ویژگی های خاص خود از سوی سازمان ملل متحد بعنوان پارک ملی و ذخیره گاه بیوسفری اعلام شده است و دارای هرم اکولوژیکی نسبتاً ساده ای است که آن را اکوسیستم حساسی ساخته است (Abbaspour & Nazaridoust, 2007). دریاچه ارومیه بزرگ ترین دریاچه کشور، در موقعیت جغرافیایی 37 درجه و 10 دقیقه تا 38 درجه و 20 دقیقه طول شرقی و 45 درجه و 10 دقیقه تا 46 درجه عرض شمالی در ارتفاع 1267 متری از سطح دریا واقع شده است. وسعت آن در زمان کم آبی 4000 و در مواقع پر آبی 6000 کیلومتر مربع و طول آن حدود 130 الی 140 کیلومتر و عرض آن بین 15 تا 50 کیلو متغیر بوده و حجم آبی آن حدود 23 کیلومتر مکعب بوده است و در حال حاضر دریاچه ارومیه بعنوان یک تالاب با اهمیت بین المللی در فهرست تالاب های کنوانسیون رامسر 1354 ثبت گردیده و بعنوان پارک ملی تحت حفاظت قرار دارد. دریاچه ارومیه به علت کاهش حجم آب از سال 1380 تاکنون از نظر بیولوژیکی در وضعیت بحرانی بسر می برد، بطوریکه از شمار پرندگان مهاجر، تولیدات فیتوپلانکتونی و جمعیت آرتمیای موجود در آن کاسته شده است.  هدف از اجرای پروژه حاضر بررسی تغییرات برخی از گازها و مواد محلول در آب دریاچه که در تولیدات زیستی آن بسیار موثر هستند شامل اکسیژن، نیتریت، نیترات و فسفات در طول سال  می باشد.

  مواد و روش ها:

با توجه به شرایط جغرافیایی و اکولوژیکی دریاچه و وسعت آن، 11  ایستگاه نمونه برداری در دریاچه انتخاب گردید:

نمونه برداری از آب توسط دستگاه روتنر از اعماق مختلف: سطح، 2.5 متر و 5 متر( نزدیک به کف دریاچه) برداشت و پس از اختلاط به مقدار 2 لیتر از آن جهت انجام آزمایشات برداشت شد.

اندازه گیری مقدار فسفات: به 100 میلی لیتر از نمونه یکصد برابر رقیق سازی شده، یک قطره اندیکاتور فنل فتالین اضافه می کنیم. اگر نمونه صورتی رنگ شد قطره قطره اسید قوی به آن اضافه می کنیم تا بی رنگ شود. سپس 4 میلی لیتر معرف مولیبدات به آن اضافه نموده و به آن سنگ مگنت می اندازیم و سپس 10 قطره کلرید قلع اضافه می کنیم و پس از بهم زدن کامل، 10 دقیقه صبر می کنیم و با استفاده از اسپکتروفتومتر در طول موج 690  نانومتر غلظت نمونه برحسب ppm  بدست می آید(Sletten & Bach, 1961).

تعیین نیترات NO₃^-:  در این آزمایش از روش جذب نوری با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر و مواد: اسید سولفوریک، آب مقطر، نمک اشباع کلریدسدیم و سولفات بروسین استفاده شده است (Jenkins & Medsken, 1964).

تعیین نیتریت NO₂^-: در این آزمایش از روش جذب نوری با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر و مواد: EDTA ، اسید سولفانیلیک، فنیل آمین هیدروکلراید، با فر استات سدیم و محلول استاندارد نیتریت استفاده شده است (Boltz, 1958).

تعیین O₂ محلول: برای تعیین مقدار اکسیژن از روش تیتراسیون استفاده گردید و مواد مورد استفاده شامل:  سولفات منگنز ، یدورقلیایی، اسید سولفوریک غلیظ، تیوسولفات 0.1 نرمال و چسب نشاسته می باشد (Grasshoff et. al. 1983).

 برای نتیجه گیری و تجزیه و تحلیل داده ها از روش آماری آنالیز واریانس یکطرفه  (one way ANOVA) و برنامه نرم افزاری SPSS   11.5 استفاده گردید.

نتایج:

تغییرات ماهانه مقدار O₂ در نمودار شماره 2  نشان داده شده است.  مقدار میانگین سالانه1.47 میلیگرم در لیتر و حداقل آن در مهر ماه و در ایستگاه C به مقدار 0.16 میلی گرم در لیتر و حداکثر آن در خردادماه و ایستگاه K  به مقدار3.20 میلی گرم در لیتر  اندازه گیری گردید.

     تغییرات ماهانه مقدار ⁺⁺₄PO در نمودار شماره 3 نشان داده شده است. مقدار میانگین سالانه 0.52 میلیگرم در لیتر و حداقل آن در بهمن ماه و در ایستگاه G به مقدار 0.2 میلی گرم در لیتر و حداکثر آن در مهرماه و ایستگاه C  به مقدار یک  میلی گرم در لیتر  اندازه گیری گردید.

   تغییرات ماهانه مقدار ₃^-  NO  در نمودار شماره 4  نشان داده شده است. مقدار میانگین سالانه 8.02  میلی گرم در لیتر و حداقل آن در مردادماه و در ایستگاه H به مقدار یک میلی گرم در لیتر و حداکثر آن در بهمن ماه و ایستگاه G  به مقدار 32.5 میلی گرم در لیتر  اندازه گیری گردید.

  تغییرات ماهانه مقدار ₃^-  NO  در نمودار شماره 5  نشان داده شده است. مقدار میانگین سالانه 0.06  میلی گرم در لیتر و حداقل آن در اسفندماه و در ایستگاه N  به مقدار  0.03  میلی گرم در لیتر و حداکثر آن در بهمن ماه و ایستگاه K  به مقدار 0.11 میلی گرم در لیتر  اندازه گیری گردید.

 بحث و نتیجه گیری:

در اثر کاهش نزولات جوی در دهه اخیر و بروز خشکسالی حجم آب آن بسیار کاهش و شوری آن شدیدا" افزایش یافته است بطوریکه در سال 1379  مقدار شوری آب دریاچه ppt 254، در سال 1380 ppt 274 و در سال 1384  بیش از  ppt300 یعنی در حد اشباع اندازه گیری شده است. در مدت مطالعه در تمام فصول، شوری آب در حد اشباع (گرم در لیتر300< ) قرار داشته است. در حال حاضر با توجه به کاهش شدید حجم آب دریاچه چندین سال است که شوری آن در حد اشباع قرار دارد بحدی که گاهی اوقات بلورهای نمک در سطح دریاچه دیده می شود و بلورهای تشکیل شده در کف دریاچه نشست کرده و لایه ای از نمک در کف دریاچه تشکیل می شود میزان شوری آب بر حیات و تکثیر آرتمیا  و فیتوپلانکتون ها تاثیر می گذارد. ثابت شده است که رشد و تکثیر فیتوپلانکتون ها در ابتدا بستگی به دما، تابش نور و مواد ضروری از قبیل نیترات ها و فسفات ها دارد. تغییرات میزان املاح آب دریاچه و به تبع آن تغییرات تراکم فیتوپلانکتون ها بر حیات آرتمیای موجود در آن تاثیر بسزایی داشته است. چنانکه مقدار تولید سالانه سیست مرطوب آرتمیا در دریاچه ارومیه از سال 1374 تا 1376 حدود بیست هزار تن(Sorgeloos, 1997) و در سال 1379 حدود هشت هزار تن برآورد شده است (Negarestan et. al. 2004) و این مقادیر در سال 1384 تقریبا"905 تن و در سال 1386 حدود210 تن  برآورد گردید (احمدی، 1387).

برحسب مورد در زمان های مختلف افراد متعددی در سطح محدودی یون های دریاچه و برخی، خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آب دریاچه را مورد اندازه گیری قرار داده اند. برای مثال: خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آب دریاچه توسط آقای آذری تا کامی(1987)، در سال 1374 توسط آقای صمدی آیدنلو در مورد چندین نمونه از آب دریاچه اندازه گیری صورت گرفته است و در سال 1997 نیز آب دریاچه توسط سارجلوس اندازه گیری شده است.

مقدار اکسیژن محلول در آب در تابستان کمتر از زمستان بوده که یکی از دلایل آن بالا بودن تراکم بیوماس آرتمیا در فصل تابستان و پایین بودن آن در فصل زمستان می تواند باشد و این در حالی است که معمولا" میزان حلالیت اکسیژن در آب در زمستان کمتر از تابستان می باشد. نتیجه مطالعات نشان می دهد که مقدار میانگین سالانه اکسیژن حدود  mg/l0.82 ± 1.44 می باشد. مقدار متوسط یون های  PO₄⁺⁺ ، NO₂^- و NO₃^- آب دریاچه نیز به ترتیب 0.22 ±  0.52 ،  0.02 ±  0.06 و

 0.8 ±  8.0  میلی گرم در لیتر بوده است. مقایسه مقدار اکسیژن، نیتریت(NO₂^- ) و نیترات (NO₃^-) اندازه گیری شده درآب دریاچه ارومیه در سال 1386 با سال پر آبی آن (Azari takami, 1987) نشان می دهد که مقدار اکسیژن حدود دو برابر، NO₃^- حدود 6 برابر و NO₂^-  نیز حدود 8 برابر کاهش یافته است.

بدین ترتیب می توان که در صورت تداوم روند کاهشی حجم آب دریاچه، خطرات جدی تری بر فاکتورهای زیستی بویژه بر آرتمیا را باید انتظار داشت لذا برای جبران این وضعیت و کاهش اثرات سوء آن از طریق آزادسازی آب های جاری و انتقال آب از  رودخانه ها سایر حوضه های آبریز از جمله رودخانه زاب و غیره با مطالعات دقیق تری باید چاره جویی نمود.