Đánh giá thủy hóa học của nước dưới lòng đất trong khu vực nuôi trồng thủy sản ven biển Ấn Độ bằng cách sử dụng thống kê đa biến, chỉ số chất lượng nước ngầm và GIS

P. Swarna Latha1, K. Nageswara Rao2, P. V. Ramesh Kumar3
1Department of Geography, Andhra University, Visakhapatnam-03, India
2Discipline of Geography, School of Sciences, Indira Gandhi National Open University (IGNOU), Maidangarhi, India
3Govt. of AP, Vijayawada, India

Tóm tắt

Công trình hiện tại được thực hiện nhằm đánh giá chất lượng nước dưới lòng đất cho mục đích uống nước trong khu vực ven biển của Andhra Pradesh, Ấn Độ. Mẫu nước được thu thập từ 80 địa điểm trong mùa trước mưa (PRM) và mùa sau mưa (POM) trong giai đoạn 2018–2019. Nước ngầm chủ yếu bao gồm các loại Na-Mg-Cl-HCO3 và Na-Cl-HCO3, phản ánh sự ảnh hưởng của việc xâm nhập nước biển, trầm tích biển và sự rửa trôi khoáng sản trong các lớp đất sét. Kết quả phân tích thành phần chính (PCA) cho thấy Na+ và Cl− có tải trọng dương trên cả PC 1 và PC 2, củng cố quá trình trao đổi ion ngược và các hoạt động nhân tạo. Sự chiếm ưu thế của bay hơi và các carbonat hòa tan trong đất sét trong nước ngầm được chỉ ra bằng các đồ thị Gibbs. Các điểm số PCA đã được xem xét trong việc phát triển chỉ số chất lượng nước ngầm (GWQI) để phân loại chất lượng nước từ xuất sắc đến tốt (4%), kém đến rất kém (92% trong PRM và 70% trong POM), và không phù hợp (4% trong PRM và 30% trong POM) cho mục đích uống nước. Các kỹ thuật địa không gian đã được sử dụng để chuẩn bị bản đồ phân bố không gian và tạm thời cho các tham số chất lượng nước khác nhau. Cách tiếp cận tích hợp được áp dụng trong nghiên cứu này là một công cụ tiết kiệm chi phí và thời gian, liên quan đến việc đánh giá các vấn đề môi trường một cách chính xác hơn. Nghiên cứu này hy vọng sẽ cung cấp thông tin đáng tin cậy cho các bên liên quan trong việc hiểu rõ các loại ô nhiễm khác nhau trong hóa học nước ngầm.

Từ khóa

#chất lượng nước #nước ngầm #xâm nhập nước biển #phân tích thành phần chính #GIS

Tài liệu tham khảo

APHA (2012) Standard methods for the examination of water and wastewater,22nd edition. In American Public Health Association (APHA), American Water Works Association (AWWA) and Water Environment Federation (WEF), Washington, D.C., USA Asim, M., & Nageswara Rao, K. (2021). Assessment of heavy metal pollution in Yamuna River, Delhi-NCR, using heavy metal pollution index and GIS. Environmental Monitoring and Assessment. https://doi.org/10.1007/s10661-021-08886-6 Banerjee, D., Mukherjee, A., Acharya, S., Chatterjee, D., Mahanta, C., Saha, D., & Raju, D. S. (2012). Contemporary groundwater pollution studies in India: a review. Status report. Proc Indian Sci Acad B Biol Sci, 78, 333–342. BIS. (2012) Drinking water-specification. Bureau of Indian standards, New Delhi IS: 10500: Vol. Second rev CGWB. (2017).Groundwater year book of Andhra Pradesh. Central Ground Water Board, Ministry of Water Resources, Government of India, New Delhi. Chaurasia, A. K., Pandey, H. K., Tiwari, S. K., Ram, P., Prashant, P., & Arjun, R. (2018). Groundwater Quality assessment using Water Quality Index (WQI) in parts of Varanasi District, Uttar Pradesh, India. Journal of the Geological Society of India, 92, 76–82. https://doi.org/10.1007/s12594-018-0955-1 Davis, S. N., & De Wiest, R. J. M. (1966). Hydrogeology. John Wiley and Sons Inc. FAO. (2019) National Aquaculture Sector Overview-India. National Aquaculture Sector Overview Fact Sheets. Text by Ayyappan, S. In: FAO Fisheries Division [online]. Rome. Gibbs, R. J. (1970). Mechanisms controlling world water chemistry. Science, 80(170), 1088–1090. https://doi.org/10.1126/science.170.3962.1088 Gitau, M., Chen, J., & Ma, Z. (2016). Water quality indices as tools for decision making and management. Water Resour Manag, 30, 2591–2610. https://doi.org/10.1007/s11269-016-1311-0 Hamzaoui-Azaza, F., Ameur, M., Chaouch, R., et al. (2020). Assessment of groundwater quality based on GIS and geochemical methods: coastal aquifer of Bouficha (North-Eastern Tunisia). Journal of Coastal Conservation. https://doi.org/10.1007/s11852-020-00762-8 Helena, B., Pardo, R., Vega, M., Barrado, E., Fernandez, J. M., & Fernandez, L. (2000). Temporal evolution of groundwater composition in an alluvial aquifer (Pisuerga river, Spain) by principal component analysis. Water Research, 34, 807–816. Helsel, D.R., Hirsch, R.M., Ryberg, K.R., Archfield, S.A.,&Gilroy, E.J. (2020) Statistical methods in water resources: U.S. Geological Survey Techniques and Methods, book 4, chapter A3 Hem. J.D. (1985) Study and interpretation of the chemical characteristics of natural water. 2254, USGS water supply paper Islam, M., Zahid, A., Rahman, M., Rahman, M., Islam, M., Akter, Y., Shammi, M., Bodrud- Doza, M., & Roy, B. (2017). Investigation of groundwater quality and its suitability for drinking and agricultural use in the south central part of the coastal region in Bangladesh. Expo Heal, 9, 27–41. https://doi.org/10.1007/s12403-016-0220-z Jolliffe, I. T., & Cadima, J. (2016). Principal component analysis: a review and recent developments. PhilTransRSocA. https://doi.org/10.1098/rsta.2015.0202 Kantamaneni, K., Sudha Rani, N. N. V., Rice, L., Sur, K., Thayaparan, M., Kulatunga, U., Rege, R., Yenneti, K., & Campos, L. C. (2019). A systematic review of coastal vulnerability assessment studies along Andhra Pradesh, India: a critical evaluation of data gathering, Risk Levels and Mitigation Strategies. Water, 11, 393. https://doi.org/10.3390/w11020393 Manjie, Li., Zhaowei, L., Mingdong, Z., & Yongcan, C. (2021). A workflow for spatio-seasonal hydro-chemical analysis using multivariate statistical techniques. Water Research. https://doi.org/10.1016/j.watres.2020.116550 MOF. (2020) Handbook on Fisheries Statistics: 2020. Ministry of Fisheries, Department of Fisheries, Animal Husbandry & Dairying, Government of India, New Delhi. Muangthong, S., & Shrestha, S. (2015). Assessment of surface water quality using multivariate statistical techniques: Case study of the Nampong River and Songkhram River, Thailand. Environmental Monitoring and Assessment. https://doi.org/10.1007/s10661-015-4774-1 Nageswara Rao, K., & Swarna Latha, P. (2019). Groundwater quality assessment using water quality index with a special focus on vulnerable tribal region of Eastern Ghats hard rock terrain, Southern India. Arabian Journal of Geosciences, 12, 1–16. https://doi.org/10.1007/s12517-019-4440-y Pillay, T.V.R. (1992) Aquaculture and the environment.Oxford, Fishing News Books/Blackwell Scientific Publications Ltda. 189p Piper, A. M. (1944). A graphic procedure in the geochemical interpretation of water-analyses. Transactions. American Geophysical Union, 25, 914–928. https://doi.org/10.1029/TR025i006p00914 Pittalis, D., Carrey, R., Da Pelo, S., et al. (2018). Hydrogeological and multi-isotopic approach to define nitrate pollution and denitrification processes in a coastal aquifer (Sardinia, Italy). Hydrogeology Journal, 26, 2021–2040. https://doi.org/10.1007/s10040-018-1720-7 Prasanna, M. V., Chidambaram, S., Gireesh, T. V., & Jabir, A. T. V. (2010). A study on hydrochemical characteristics of surface and sub-surface water in and around Perumal Lake, Cuddalore district, Tamil Nadu, South India. Environment and Earth Science, 63, 31–47. https://doi.org/10.1007/s12665-010-0664-6 Raliengoane, T. P., Ramachandra Rao, G., Lakshmi, G. V., & Chandrasekhar, K. (2019). Effect of aquaculture on ground water quality in Guntur district of Andhra Pradesh, India. Int J Chem Stud, 7, 525–529. Reddy, A. G. S., Reddy, D. V., & Naik, P. K. (2017). Evaluation of hydrochemical variations in coastal alluvial aquifers of Prakasam district, A.P., India. Arabian Journal of Geosciences. https://doi.org/10.1007/s12517-017-3114-x Senarath, U., & Visvanathan, C. (2001). Environmental Issues in Brackish Water Shrimp Aquaculture in Sri Lanka. Environ Manag, 27, 335–348. https://doi.org/10.1007/s002670010153 Singaraja, C., Chidambaram, S., Anandhan, P., Prasanna, M. V., Thivya, C., Thilagavathi, R., & Sarathidasan, J. (2014). Hydrochemistry of groundwater in a coastal region and its repercussion on quality, a case study—Thoothukudi district, Tamil Nadu, India. Arabian Journal of Geosciences, 7, 939–950. https://doi.org/10.1007/s12517-012-0794-0 Subba Rao, N. (2008). Factors controlling the salinity in groundwaters from a part of Guntur district, Andhra Pradesh, India. Environmental Monitoring and Assessment, 138, 327–341. Swamee, P. K., & Tyagi, A. (2000). Describing water quality with aggregate index. Journal of Environmental Engineering, 126, 451–455. https://doi.org/10.1061/(asce)0733-9372(2000)126:5(451) Swarna Latha, P. (2018). Assessment of land use and land cover change related to aquaculture development in Godavari delta of Andhra Pradesh, India. Hill Geogr, XXXIV, 91–102. Umarani, P., Ramu, A., & Kumar, V. (2019). Hydrochemical and statistical evaluation of groundwater quality in coastal aquifers in Tamil Nadu, India. Environment and Earth Science. https://doi.org/10.1007/s12665-019-8414-x UNEP. (2012). Global Environment Outlook 3: Past, Present and Future Perspectives. UNEP/Earthscan: Nairobi, Kenya Varol, S., & Davraz, A. (2015). Evaluation of the groundwater quality with WQI (Water Quality Index) and multivariate analysis: a case study of the Tefenni plain (Burdur/Turkey). Environment and Earth Science, 73, 1725–1744. https://doi.org/10.1007/s12665-014-3531-z Venkateswarlu, V., Seshaiah, P., Arun, P., & Behra, P. (2019). A study on water quality parameters in shrimp L. vannamei semi-intensive grow out culture farms in coastal districts of Andhra Pradesh, India. Int J Fish Aquat Stud, 7, 394–397. Wagh, V.M., Panaskar, D.B., Muley, A.A., & Mukate, S.V. (2017). Groundwater suitability evaluation by CCME WQI model for Kadava River Basin, Nashik, Maharashtra, India. Model Earth Syst Environ, 1–9. WHO. (2012) Progress on drinking water and sanitation-2012 update. Launched on 6 March 2012 Yang, Y., Wenjuan, S., Hu, I. L., Weibo, W., Linna, D., & Wei, X. (2018). Antibiotics and antibiotic resistance genes in global lakes: a review and meta-analysis. Environment International, 116, 60–73. https://doi.org/10.1016/j.envint.2018.04.011