Paraquat contamination in the Chanthaburi river and vicinity areas and correlation between water quality index (WQI) and biodiversity index of algae

Abstract

This research was conducted to investigate paraquat contamination in the water column of the Chanthaburi River and surface soil in vicinity areas along the river. All samples were collected to determine paraquat contaminated concentrations and potential environmental risks of those environmental compartments by Hazard Quotient Equation (HQ) as well as the correlation between water quality index (WQI) and biodiversity index of algae. The results revealed that the contamination of paraquat in both dry and wet seasons in surface soils from the orchard located along the river bank were in the ranges of 3.33 to 8.28 and 1.30 to 9.15 mg/kg, dry weight (dw.), respectively. The potential environmental risks of surface soil in the dry season was rated a low hazard (HQ 0.1-1.0), whereas the risks in the wet season varied from not a risk (HQ < 0.1) to a low hazard (HQ 0.1-1.0). In the Chanthaburi River, paraquat concentrations in the water column from upstream down to estuaries in dry and wet seasons ranged from 0.13 to 7.13 and 0.07 to 13.05 µg/l, respectively. Likewise, the potential environmental risks of water in both seasons varied from not a risk (HQ < 0.1) to a low hazard (HQ 0.1- 1.0). It can be concluded that, at present, this area is not at risk with low hazard (HQ 0.1-1.0) despite herbicide applications that have been applied for many decades. With respect to biodiversity of algae using the Shannon-Wiener Diversity Index, water qualities in most of the sampling locations were classified as moderately polluted (Biodiversity index = 1-3). However, most of the water qualities in this area classified by using the WQI calculated from 8 quality parameters were found to be good (WQI = 71-100). Consequently, there was no significant correlation (r = 0.422, P = 0.171) between WQI and biodiversity index of algae in this area of the Chanthaburi River. The reason might be that the information received from 6 stations is not enough for the determination. Besides, the contamination concentrations that might have had adverse effects on growth of algae were not concerned with the calculation.

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการปนเปื้อนของพาราควอตในแม่น้ำจันทบุรีและดินบนในพื้นที่โดยรอบ ตัวอย่างถูกรวบรวมเพื่อประเมินความเข้มข้นของพาราควอตที่ปนเปื้อนและความเสี่ยงทางสิ่งแวดล้อมที่อาจเกิดขึ้นโดยใช้สมการ Hazard Quotient (HQ) และหาความสัมพันธ์ระหว่างดัชนีคุณภาพน้ำ (WQI) และดัชนีความหลากหลายทางชีวภาพของสาหร่าย ผลการศึกษาพบว่า การปนเปื้อนของพาราควอตในดินบนของสวนผลไม้ที่ตั้งอยู่ริมฝั่งแม่น้ำในฤดูแล้งและฤดูฝนมีความเข้มข้นอยู่ในช่วง 3.33-8.28 และ 1.30-9.15 มิลลิกรัม/กิโลกรัม น้ำหนักแห้ง ตามลำดับ โดยที่ความเสี่ยงทางสิ่งแวดล้อมในฤดูแล้งมีความเสี่ยงอยู่ในระดับต่ำ (HQ 0.1-1.0) ส่วนฤดูฝนมีความเสี่ยงตั้งแต่ไม่มีความเสี่ยงเลย (HQ < 0.1) ไปจนถึงมีความเสี่ยงในระดับต่ำ (HQ 0.1-1.0) สำหรับความเข้มข้นของพาราควอตในแม่น้ำจันทบุรีตั้งแต่ต้นน้ำลงไปจนถึงปากแม่น้ำในฤดูแล้งและฤดูฝนพบอยู่ในช่วงระหว่าง 0.13 - 7.13 และ 0.07 -13.05 ไมโครกรัม/ลิตร ตามลำดับ ในทำนองเดียวกัน ความเสี่ยงทางสิ่งแวดล้อมของน้ำในแม่น้ำทั้งสองฤดูไม่มีความเสี่ยงเลย (HQ < 0.1) ไปจนถึงมีความเสี่ยงอยู่ในระดับต่ำ (HQ 0.1-1.0) จึงสามารถสรุปได้ว่าพื้นที่ศึกษาในปัจจุบันนี้มีความเสี่ยงอยู่ในระดับต่ำไปจนถึงไม่มีความเสี่ยงเลยทั้งที่มีการใช้สารกำจัดวัชพืชพวกพาราควอตมานานหลายสิบปี สำหรับความหลากหลายทางชีวภาพของสาหร่ายที่ได้จากการใช้ Shannon-Wiener Diversity Index พบว่า คุณภาพน้ำส่วนใหญ่ถูกจัดให้มีมลภาวะปานกลาง (ดัชนีความหลากหลายทางชีวภาพ = 1-3) อย่างไรก็ตาม ดัชนีคุณภาพน้ำที่ได้จากการคำนวณโดยใช้คุณภาพน้ำ 8 พารามิเตอร์พบว่า คุณภาพน้ำส่วนใหญ่มีคุณภาพดี (WQI = 71 -100) ดังนั้นจึงไม่มีความสัมพันธ์อย่างมีนัยสำคัญ (r = 0.422, P = 0.171) ระหว่าง ดัชนีคุณภาพน้ำและดัชนีความหลากหลายทางชีวภาพของสาหร่ายในแม่น้ำจันทบุรีในบริเวณนี้ ทั้งนี้อาจเนื่องมาจากข้อมูลที่ได้รับจากทั้ง 6 สถานีไม่เพียงพอต่อการหาความสัมพันธ์ดังกล่าวและความเข้มข้นของการปนเปื้อนที่อาจมีผลเสียต่อ การเจริญเติบโตของสาหร่ายไม่ได้ถูกนำมาพิจารณาในการคำนวณด้วย