Integrated Assessment of Heavy Metal Concentrations and Current Pollution Status: A case study of Nworie River, Southeastern Nigeria

तकनीकी सारांश: दक्षिण-पूर्वी नाइजीरिया की न्वोरी नदी में भारी धातु सांद्रता और वर्तमान प्रदूषण स्थिति का एकीकृत मूल्यांकन

समस्या विवरण
ओवेरी, इमो राज्य की ओटामिरी नदी की एक प्रमुख सहायक नदी, न्वोरी नदी, घरेलू, कृषि और मनोरंजक उद्देश्यों के लिए एक महत्वपूर्ण जल स्रोत के रूप में कार्य करती है। हालाँकि, तीव्र शहरीकरण, जनसंख्या वृद्धि और मानवजनित गतिविधियों के कारण यह नदी महत्वपूर्ण पर्यावरणीय क्षरण का सामना कर रही है। मुख्य तनाव कारकों में संस्थानों (जैसे फेडरल मेडिकल सेंटर, अल्वन इकोकू फेडरल कॉलेज ऑफ एजुकेशन) से अनुपचारित सीवेज निर्वहन, औद्योगिक अपशिष्ट और घरेलू कचरा शामिल हैं। अध्ययन में रेखांकित एक विशिष्ट चिंता हाल ही में इमो राज्य सरकार और नाइजर डेल्टा डेवलपमेंट कमीशन (NDDC) द्वारा की गई ड्रेजिंग गतिविधियों का पर्यावरणीय प्रभाव है। हालांकि इनका उद्देश्य यूट्रोफिकेशन (eutrophication) और तलछट को कम करना था, लेकिन ड्रेजिंग प्रक्रिया में तलछट और वनस्पतियों को हटाना और किनारे पर छोड़ना शामिल है, जिससे प्रदूषकों का पुन: निलंबन (re-suspension), अम्लीकरण और जल स्तंभ में भारी धातुओं का निकलना हो सकता है। नदी की गुणवत्ता का आकलन करने वाले पिछले अध्ययनों (मग्बुडेम एट अल., ओकेरे एट अल., उमुनवाकवे एट अल.) के बावजूद, बढ़ती मानवीय गतिविधियों से प्रेरित प्रदूषक वितरण में गतिशील परिवर्तनों को ट्रैक करने के लिए निरंतर निगरानी आवश्यक है।

कार्यप्रणाली
यह अध्ययन जनवरी 2022 से जनवरी 2023 तक आयोजित किया गया था, जिसमें शुष्क और वर्षा दोनों मौसमों को कवर किया गया था। नदी के निचले हिस्से के तीन अलग-अलग स्टेशनों से मासिक रूप से जल के नमूने एकत्र किए गए थे:

1. एगबेडा ब्रिज (बिंदु 1): ऊपरी प्रवाह (Upstream)।
2. उमेज़ुरिकेके अस्पताल ब्रिज (बिंदु 2): मध्य प्रवाह (Midstream)।
3. अकानचावा ब्रिज (बिंदु 3): निचला प्रवाह (Downstream)।

नमूने सतह से 10 सेमी नीचे से एकत्र किए गए, 10% नाइट्रिक एसिड (HNO₃) के साथ अम्लीकृत किए गए, 4°C पर संरक्षित किए गए, और वॉटमैन नंबर 1 पेपर का उपयोग करके फिल्टर किए गए। भारी धातु विश्लेषण USEPA मानक विधियों का पालन करते हुए, केंद्रित HNO₃ और HCl के साथ एसिड डाइजेशन के बाद परमाणु अवशोषण स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री (AAS) का उपयोग करके किया गया।

प्रदूषण स्थिति का मूल्यांकन करने के लिए, अध्ययन ने एकल प्रदूषण सूचकांकों का उपयोग किया:

• संदूषण कारक (Contamination Factor - Cf): इसे मापी गई धातु सांद्रता और पृष्ठभूमि सांद्रता के अनुपात के रूप में गणना की गई ($Cf = C_{metal} / C_{background}$)।
• पारिस्थितिक जोखिम कारक (Ecological Risk Factor - Er): इसकी गणना टॉक्सिक-रिस्पॉन्स फैक्टर ($Tr$) और संदूषण कारक के गुणनफल के रूप में की गई ($Er = Tr \times Cf$)।
• पारिस्थितिक जोखिम सूचकांक (Ecological Risk Index - ERI): संयुक्त जोखिम का आकलन करने के लिए व्यक्तिगत पारिस्थितिक जोखिम कारकों का योग।

डेटा का विश्लेषण 0.05% संभाव्यता स्तर पर ANOVA और फिशर के LSD का उपयोग करके किया गया था, जिसमें SAS सॉफ्टवेयर के माध्यम से स्टूडेंटाइज्ड टी-टेस्ट (Studentized t-tests) के माध्यम से माध्य पृथक्करण किया गया था।

मुख्य परिणाम

• भारी धातु सांद्रता:
  • लेड (Pb) और आयरन (Fe): सांद्रता विश्व स्वास्थ्य संगठन (WHO) और संघीय पर्यावरण मंत्रालय (FMEnv) की अनुमेय सीमाओं से अधिक थी। अध्ययन ने स्पष्ट रूप से पाया कि लेड (0.05 mg/l) और आयरन (0.71 mg/l) मानक मान से ऊपर हैं, जो नदी के किनारों पर ड्रेजिंग सामग्री की बिखरी हुई उपस्थिति के कारण उत्पन्न स्थिति है। एगबेडा (बिंदु 1) में शुष्क मौसम के माप लेड के लिए 0.082 mg/l तक पहुंचे, और आयरन की सांद्रता बिंदु 2 और 3 पर सीमाओं से अधिक थी।
  • मरकरी (Hg): अध्ययन में पाया गया कि मरकरी की सांद्रता सभी सैंपलिंग पॉइंट्स पर दोनों मौसमों में FMEnv अनुमेय सीमा (0.001 mg/l) से अधिक थी। जबकि सारांश एक विशिष्ट मान 0.001 mg/l का उल्लेख करता है, परिणाम अनुभाग स्पष्ट करता है कि मापे गए मान, जैसे कि शुष्क मौसम के दौरान एगबेडा में 0.021 mg/l, मानक से ऊपर थे। फलस्वरूप, मरकरी ने विशिष्ट अवधियों और स्थानों, जैसे कि शुष्क मौसम के दौरान उमेज़ुरिकेके और एगबेडा में, उच्चतम संदूषण कारक (Cf) और पारिस्थितिक जोखिम कारक (Er) दर्ज किया। उदाहरण के लिए, शुष्क मौसम में उमेज़ुरिकेके (बिंदु 2) में मरकरी का Cf 0.60 था।
  • कैडमियम (Cd), क्रोमियम (Cr), और आर्सेनिक (As): ये धातुएं WHO/FMEnv मानक से नीचे पाई गईं। विशेष रूप से, कैडमियम (0.014 mg/l) और क्रोमियम (0.03 mg/l) मानक मान से नीचे पाए गए।
  • निकल (Ni): शुष्क मौसम के दौरान ऊपरी और मध्य प्रवाह स्टेशनों पर पता नहीं चला, लेकिन निचले स्टेशन (बिंदु 3) पर अनुमेय सीमाओं के भीतर पाया गया।
• प्रदूषण सूचकांक:
  • मरकरी ने सभी स्टेशनों और मौसमों में लगातार उच्चतम संदूषण कारक (Cf) और पारिस्थितिक जोखिम कारक (Er) दर्ज किया, जो इसके उच्च विषैलेपन और बढ़ी हुई सांद्रता के बावजूद इसके ऊंचे जोखिम को दर्शाता है। उदाहरण के लिए, उमेज़ुरिकेके (बिंदु 2) में, शुष्क मौसम में मरकरी का Cf 0.60 था।
  • क्रोमियम ने सबसे कम Cf और Er मान प्रदर्शित किए।
  • कुछ कम Cf मानों के बावजूद, अध्ययन नोट करता है कि ये सूचकांक चुनी गई पृष्ठभूमि सांद्रता पर बहुत अधिक निर्भर करते हैं और उन्हें जोखिम की पूर्ण अनुपस्थिति के रूप में व्याख्या नहीं किया जाना चाहिए।
• कालिक रुझान (Temporal Trends):
  • ऐतिहासिक डेटा (2010–2019) के साथ तुलना से जल की गुणवत्ता में गिरावट का संकेत मिलता है। मरकरी, आर्सेनिक और क्रोमियम, जो पिछले अध्ययनों में या तो अनडिटेक्टेड थे या सीमाओं से नीचे थे, वर्तमान अध्ययन में पाए गए।
  • वर्तमान अध्ययन में लेड की सांद्रता पिछले अध्ययनों में रिपोर्ट की गई तुलना में अधिक थी, जिसमें सारांश में उल्लेख किया गया है कि वे मानक मान से ऊपर पाए गए।
  • आयरन की सांद्रता अनुमेय सीमाओं से अधिक थी, जिसमें सारांश 0.71 mg/l का मान उद्धृत करता है, जो मानक से ऊपर है।

प्रमुख योगदान
यह अध्ययन न्वोरी नदी में भारी धातु सांद्रता का एक अपडेटेड बेसलाइन प्रदान करता है, जो विशेष रूप से पोस्ट-ड्रेजिंग अवधि को संबोधित करता है। यह प्रदूषकों के स्थानिक और मौसमी विविधताओं को परिमाणित करता है, जिसमें मरकरी को उसके विषैलेपन और अनुमेय सीमाओं से अधिक सांद्रता के कारण उच्चतम पारिस्थितिक जोखिम कारक के रूप में पहचाना गया है। शोध विशिष्ट मानवजनित गतिविधियों—विशेष रूप से ड्रेज की गई सामग्रियों के अनुचित निपटान और छोड़ी गई मशीनरी की उपस्थिति—को लेड और आयरन के बढ़े हुए स्तरों से जोड़ता है, जो मानकों से अधिक पाए गए। यह ऐतिहासिक डेटा को एकीकृत करके जल की गुणवत्ता में गिरावट के रुझान को प्रदर्शित करता है, जिसका श्रेय अपर्याप्त अपशिष्ट प्रबंधन और नदी इंजीनियरिंग परियोजनाओं के पर्यावरणीय दुष्प्रभावों को दिया जाता है।

महत्व और दावे
लेखक दावा करते हैं कि न्वोरी नदी "नकारात्मक रूप से प्रतिकूल रूप से प्रदूषित" है, जो भौतिक-रासायनिक मापदंडों, भारी धातु सूचकांकों और फाइटोप्लांकटन वितरण द्वारा समर्थित है। अध्ययन का दावा है कि निष्कर्ष नियमित निगरानी की तत्काल आवश्यकता और वाटरशेड में संदूषण दरों और अवैध कचरा डंपिंग को कम करने के उपायों के कार्यान्वयन पर प्रकाश डालते हैं। लेखक इस बात पर जोर देते हैं कि जबकि नदी एक महत्वपूर्ण संसाधन बनी हुई है, इसकी गुणवत्ता मानवीय गतिविधियों के कारण समझौता की गई है, जिसके लिए नदी के जलग्रहण क्षेत्र के भीतर प्रदूषणकारी गतिविधियों (जैसे मैकेनिक वर्कशॉप और एग्रोकेमिकल का उपयोग) को प्रतिबंधित करने और पर्यावरण संरक्षण कानूनों को सख्ती से लागू करने की आवश्यकता है। शोध पत्र निष्कर्ष निकालता है कि हस्तक्षेप के बिना, नदी से जुड़े पारिस्थितिक कार्यों और सार्वजनिक स्वास्थ्य सुरक्षा का क्षरण जारी रहेगा।