Đánh giá các quá trình địa hóa học xảy ra trong nước ngầm ở tầng chứa nước phù sa ven biển

Springer Science and Business Media LLC - Tập 185 - Trang 8259-8272 - 2013
V. V. S. Gurunadha Rao1, G. Tamma Rao1, L. Surinaidu1, J. Mahesh1, S. T. Mallikharjuna Rao1, B. Mangaraja Rao1
1National Geophysical Research Institute (Council of Scientific and Industrial Research), Hyderabad, India

Tóm tắt

Mẫu nước ngầm được thu thập từ 30 giếng quan sát trong khu vực nghiên cứu để phân tích chất lượng thủy hóa học nhằm xác định sự xâm nhập của nước biển ở một phần của đồng bằng Central Godavari, Vịnh Bengal, Ấn Độ. Để thiết lập các điều kiện và quy trình thủy hóa học cơ bản xác định chất lượng nước ngầm, một cuộc điều tra tích hợp kết hợp với phân tích thống kê đa biến và các phương pháp thủy hóa học đã được sử dụng để xác định và giải thích hóa học nước ngầm của hệ thống tầng chứa nước. Sử dụng đất chính là nông nghiệp tưới tiêu và nuôi trồng thủy sản ở khu vực nghiên cứu. Nước ngầm bị ảnh hưởng bởi xâm nhập nước biển có nồng độ natri (Na+), clo (Ca+) và tổng chất rắn hòa tan (TDS) cao, đây là những chỉ số chung đơn giản nhất cho tác động của nước biển. Các mức độ NO3–N tăng cao ở một số giếng giám sát cho thấy ô nhiễm nitrat của nước ngầm do nguồn gốc nhân tạo như nước thải hầm cầu hoặc phân bón hóa học. Ngoài các thành phần hóa học chính, cũng đã được chứng minh rằng tỷ lệ ion sẽ hữu ích để phân định xâm nhập nước biển, bao gồm Na+/Ca2+, Mg2+/Ca2+, SO4 2−/Ca2+, Na+/(Na+ + Cl−), và Ca−/tổng của anion. Bài báo này cho thấy sự biến đổi trong chất lượng thủy hóa học của nước ngầm và các quy trình tiến hóa của nó trong hai mùa khác nhau trong các thiết lập tầng chứa nước phù sa ven biển.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

APHA. (1995). Standard methods for the examination of water and wastewater (19th ed.). Washington: American Water Works Association, Water Environment Federation. Arslan, H. (2012). Application of multivariate statistical techniques in the assessment of groundwater quality in seawater intrusion area in Bafra Plain, Turkey. Environmental Monitoring and Assessment, 185, 2439–2452. doi:10.1007/s10661-012-2722-x. Ball, J. W., & Nordstrom, D. K. (1992). Geochemical model to calculate speciation of major, trace and redox elements in natural waters. U.S. Geological Survey, International Groundwater Modelling Center. 189 pp. Biksham, G., & Subramanian, V. (1988). Nature of solute transport in the Godavari Basin, India. Journal of Hydrology, 103, 375–392. Bobba, A. G. (2002). Numerical modeling of salt-water intrusion due to human activities and sea- level change in the Godavari Delta, India. Hydrological Sciences Journal, 47, S67–S80. Brown, E., Skougstad, M. W., & Fishmen, M. J. (1983). Method for collection and analyzing of water samples for dissolved minerals and gases. Washington: US Govt. Printing Office. CGWB. (1999). Groundwater resources and development prospects in East Godavari District, Andhra Pradesh. Ministry of Water Resources, Government of India. Unpublished Report, 210 pp. Chapelle, F. H., Zelibor, J. L., Jr., Grimes, D. J., & Knobel, L. L. (1987). Bacteria in deep coastal plain sediments of Maryland. A possible source of CO2 to groundwater. Water Resources Research, 23(8), 1625–1632. Elango, L., Kannan, R., & Senthil Kumar, M. (2003). Major ion chemistry and identification of hydrogeochemical processes of groundwater in a part of Kancheepuram district, Tamil Nadu. Environmental Geosciences, 4, 157–166. Gibbs, R. J. (1970). Mechanisms controlling world water chemistry. Science, 170, 1088–1090. Gupta, S., Mahato, A., Roy, P., & Datta, J. K. (2008). Geochemistry of groundwater, Burdwan District, West Bengal, India. Environmental Geology, 53, 1271–1282. Hakanson, L. (1980). An ecological risk index for aquatic pollution control. A sedimentological approach. Water Resources, 14, 975–1001. Handa, B. K. (1975). Geochemistry and genesis of fluoride containing groundwater in India. Groundwater, 13, 275–281. Hem, J. D. (1970). Study and interpretation of chemical characterization of natural water. US Geol Survey paper (1473). Hounslow, A. W. (1995). Water quality data analysis and interpretation. Boca Raton: Lewis Publishers. Jalali, M. (2007). Hydrochemical identification of groundwater resources and their changes under the impacts of human activity in the Chah Basin in Western Iran. Environmental Monitoring and Assessment, 130, 347–364. Kumar, M., Ramanathan, A. L., Rao, M. S., & Kumar, B. (2006). Identification and evaluation of hydrogeochemical processes in the groundwater environment of Delhi, India. Environmental Geology, 50, 1025–1039. Kumar, M., Ramanathan, A. L., & Keshari, A. K. (2008). Understanding the extent of interactions between groundwater and surface water through major ion chemistry and multivariate statistical techniques. Hydrological Processes, 23, 297–310. Lee, J. Y., & Song, S. H. (2007). Evaluation of groundwater quality in coastal areas: implications for sustainable agriculture. Environmental Geology, 52, 1231–1242. Mercado, A. (1985). The use of hydrogeochemical patterns in carbonate, sand and sandstone aquifer to identify intrusion and flushing of saline water. Groundwater, 23, 635–645. Mondal, N. C., Singh, V. S., Saxena, V. K., & Prasad, R. K. (2008). Improvement of groundwater quality due to fresh water ingress in Potharlanka Island, Krishna delta, India. Environmental Geology, 55, 595–603. Morell, I., Gime’nez, E., & Esteller, M. V. (1996). Application of principal components analysis to the study of salinization on the Castellon Plain (Spain). Science of the Total Environment, 177, 161–171. Nadler, A., Magaritz, M., & Mazor, E. (1981). Chemical reactions of seawater with rocks and freshwater experimental and field observations on brackish waters in Israel. Geochemica Cosmotica Acta, 44, 879–886. Naidu, L. S., G. Rao, V. V. S., T. Rao, G., Mahesh, J., Padalu, G., Sarma, V. S., Prasad, P. R., Rao, S. M., & R. Rao, B. M. (2012). An integrated approach to investigate saline water intrusion and to identify the salinity sources in the Central Godavari delta, Andhra Pradesh, India. Arabian Journal of Geosciences. doi:10.1007/s12517-012-0634-2. Rabinove, C. L., Longford, R. H., & Brookhart, J. W. (1958). Saline Water Resources of North Dakota. US Geographical Survey Water Supply Paper, pp. 1418, 364. Raghunath, H. M. (2005). Text book of ground water, 3rd edition. New Delhi: New Age International publishers. Rao, N. G. (2001). Occurrence of heavy rainfall around the confluence line in monsoon disturbances and its importance in causing floods. Proceedings of the Indian Academy of Sciences. Earth and Planetary Science, 110, 87–94. Rao, V. V. S. G., Tamma Rao, G., Surinaidu, L., Rajesh, R., & Mahesh, J. (2011). Geophysical and geochemical approach for seawater intrusion assessment in the godavari delta basin, A.P., India. Water Air Soil Pollution. doi:10.1007/s11270-010-0604-9. Sarwade, D. V., Nandakumar, M. V., Kesari, M. P., Mondal, N. C., Singh, V. S., & Singh, B. (2007). Evaluation of sea water ingress into an Indian atoll. Environmental Geology, 52, 1475–1483. Saxena, V. K., Singh, V. S., Mondal, N. C., & Jain, S. C. (2003). Use of chemical parameters to delineation fresh groundwater resources in Potharlanka Island, India. Environmental Geology, 44, 516–521. Shah, R. K., & Trivedi, A. M. (1958). Chemical properties of groundwater in North Gujarat. In: Proceedings of Symposium Groundwater. Central Board of Geophysics, 4, 246–259. Subba Rao, N., Srinivasa Rao, G., Venkateswara Rao, S., Madhusudhana Reddy, P., & John Devadas, D. (1999). Environmental control of groundwater quality in a tribal region of Andhra Pradesh, India. Journal of Geology, 71, 299–304. Sujatha, D., & Reddy, R. B. (2003). Quality characterization of groundwater in the south-eastern part of the Ranja Reddy district, Andhra Pradesh, India. Environmental Geology, 44, 579–586. Sukhija, B. S., Varma, V. N., Nagabhushanam, P., & Reddy, D. V. (1996). Differentiation of paleomarine and modern seawater intruded salinities in coastal groundwaters (of Karaikal and Tanjavur, India) based on inorganic chemistry, organic biomarker fingerprints and radiocarbon dating. Journal of Hydrology, 174, 173–201. Sunitha, V., Sudarsha, V., & Rajeswara Reddy, B. (2005). Hydrogeochemistry of groundwater, Gooty area, Anantapur district, Andhra Pradesh, India. Pollution Research, 24, 217–224. Vengosh, A., & Ben-Zvi, A. (1994). Formation of a salt plume in the coastal plain aquifer of Israel: the Be’er Toviyya region. Journal of Hydrology, 160, 21–52. Vengosh, A., & Rosenthal, E. (1994). Saline groundwater in Israel: its bearing on the water crisis in the country. Journal of Hydrology, 156, 389–430. Vengosh, A., Spivack, A. J., Artzi, Y., & Ayalon, A. (1999). Geochemical and boron, strontium, and oxygen isotopic constraints on the origin of the salinity in groundwater from the Mediterranean coast of Israel. Water Resource Research, 35, 1877–1894. Vengosh, A., Gill, J., Lee Davisson, M., & Bryant Hudson, G. (2002). A multi-isotope (B, Sr, O, H, and C) and age dating (3H-3He and 14C) study of groundwater from Salinas Valley, California: hydrochemistry, dynamics, and contamination processes. Water Resource Research, 38(91), 9–17. WHO. (1993). Guidelines for drinking water quality, vol. 1 recommendations. Geneva, Switzerland.