Impact of damming on water quality in tropical semiarid rivers

ताजा पानी मानव सभ्यता की जीवनधारा है, लेकिन जो नदियाँ इसे ढोती हैं, उन्हें शायद ही कभी स्वाभाविक रूप से बहने दिया जाता है। दुनिया भर में, विशेष रूप से गर्म और शुष्क क्षेत्रों में, लोगों ने पीने, खेती और उद्योग के लिए पानी जमा करने के लिए विशाल बांध बनाए हैं। जब एक नदी को कंक्रीट की दीवार द्वारा रोक दिया जाता है, तो वह एक झील या जलाशय बन जाती है। यह परिवर्तन पानी के बारे में सब कुछ बदल देता है। पानी धीमा हो जाता है, गर्म हो जाता है, और हफ्तों या महीनों तक स्थिर रहता है। इस शांत अवस्था में, अदृश्य रासायनिक और जैविक प्रक्रियाएं नियंत्रण ले लेती हैं। सूर्य का प्रकाश शैवाल (एल्गी) जैसे सूक्ष्म पौधों को ईंधन देता है, बैक्टीरिया कचरे को तोड़ते हैं, और नाइट्रोजन और फास्फोरस जैसे पोषक तत्व एक रूप से दूसरे रूप में स्थानांतरित होते हैं। दशकों से, वैज्ञानिक इस बात पर विचार कर रहे हैं कि ये परिवर्तन पानी की गुणवत्ता को कैसे प्रभावित करते हैं जो अंततः बांध से बाहर बहती है। क्या जलाशय एक विशाल फिल्टर की तरह कार्य करता है, जो गुजरते समय पानी को साफ करता है? या यह एक ऐसी फैक्ट्री बन जाता है जो पानी को अधिक गंदा, शैवाल से समृद्ध और अधिक प्रदूषित बना देता है? एक गर्म होती दुनिया में, जहाँ सूखा लंबा और अधिक गंभीर होता जा रहा है, इसका उत्तर जल आपूर्ति के प्रबंधन के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है।

ब्राजील के अर्ध-शुष्क क्षेत्र में, जो उत्तर-पूर्व में एक विशाल, गर्म और शुष्क भूमि वाला क्षेत्र है, शोधकर्ताओं ने आठ अलग-अलग जलाशयों पर एक व्यापक, दीर्घकालिक नज़र डालते हुए इस प्रश्न का उत्तर देने का प्रयास किया। यह क्षेत्र जल संकट के संघर्ष से परिभाषित है। यहाँ नदियाँ अक्सर मौसमी होती हैं, और जलाशय ही सूखे महीनों के दौरान शहरों और खेतों को जीवित रखने का एकमात्र साधन होते हैं। 2015 और 2019 के बीच, इस क्षेत्र ने अपने इतिहास के सबसे भीषण सूखे में से एक का सामना किया। इन जलाशयों में जल स्तर इतना कम हो गया कि वे अपनी कुल क्षमता के एक प्रतिशत से भी कम पानी धारण कर रहे थे। यह एक आदर्श, हालांकि कठोर, प्राकृतिक प्रयोग था। ईरान एडुआर्डो लीमा नेटो के नेतृत्व वाली टीम ने राज्य की एजेंसियों द्वारा एकत्र किए गए वर्षों के डेटा को संकलित किया। उन्होंने जलाशय में प्रवेश करने से ठीक पहले और बाहर निकलने के ठीक बाद पानी में पंद्रह अलग-अलग चीजों को मापा। इन मापों में पानी के तापमान और रंग से लेकर ऑक्सीजन की मात्रा, बैक्टीरिया की उपस्थिति और शैवाल को खिलाने वाले पोषक तत्वों के स्तर तक सब कुछ शामिल था। जलाशय में आने वाले पानी की तुलना बाहर निकलने वाले पानी से करके, वे देख सके कि जलाशय नदी के साथ वास्तव में क्या कर रहा है।

परिणामों ने एक आम धारणा को चुनौती दी। कई लोग आशा करते हैं कि जलाशय प्राकृतिक उपचार संयंत्रों (ट्रीटमेंट प्लांट) के रूप में कार्य करते हैं, जो बांध के पीछे रुकने के दौरान प्रदूषण और जैविक कचरे को साफ कर देते हैं। अध्ययन में पाया गया कि अधिकांश मापे गए कारकों के लिए, जलाशयों ने इनमें से कोई भी काम नहीं किया। पानी का तापमान, खारापन, घुले हुए ठोस पदार्थों की मात्रा, और यहाँ तक कि बैक्टीरिया और फास्फोरस का स्तर भी जलाशय में प्रवेश करने और बाहर निकलने के बीच बहुत कम बदला। जलाशय फिल्टर के रूप में कार्य नहीं कर रहे थे, न ही वे इन विशिष्ट कारकों के लिए प्रमुख प्रदूषक थे। जो पानी बांध से बाहर निकला, वह काफी हद तक उसी पानी के समान रासायनिक संरचना वाला था जो इसमें प्रवेश कर रहा था। यह स्थिरता उस चरम सूखे के दौरान भी बनी रही जब जलाशय लगभग खाली थे। शोधकर्ताओं ने पाया कि जबकि जल स्तर में भारी उतार-चढ़ाव हुआ, इन मापदंडों पर बांध का समग्र प्रभाव लंबे समय तक उल्लेखनीय रूप से सुसंगत बना रहा।

हालाँकि, पदार्थों के एक विशिष्ट समूह के लिए कहानी बहुत अलग थी। जबकि जलाशयों ने पानी को साफ नहीं किया, उन्होंने इसके जैविक चरित्र को एक महत्वपूर्ण तरीके से बदल दिया। बांधों से बाहर निकलने वाले पानी में प्रवेश करने वाले पानी की तुलना में अकार्बनिक नाइट्रोजन, निलंबित ठोस पदार्थ (सस्पेंडेड सॉलिड्स), घुली हुई ऑक्सीजन और टर्बिडिटी (मैलापन) की मात्रा काफी अधिक थी। सबसे आश्चर्यजनक बात यह थी कि क्लोरोफिल-ए (chlorophyll-a), जो शैवाल की उपस्थिति का संकेत देने वाला एक वर्णक है, की मात्रा में 130 प्रतिशत की वृद्धि हुई। जलाशय पानी को छान नहीं रहे थे; वे सूक्ष्म वनस्पति जीवन के प्रस्फुटन (ब्लूम) को बढ़ावा दे रहे थे। शोधकर्ताओं ने निर्धारित किया कि ऐसा इसलिए हुआ क्योंकि जलाशयों ने नाइट्रोजन की तुलना में फास्फोरस को थोड़ा बेहतर तरीके से थामे रखा। इस असंतुलन ने, उष्णकटिबंधीय सूर्य की तीव्र गर्मी के साथ मिलकर, शैवाल के तेजी से बढ़ने के लिए एक आदर्श वातावरण तैयार किया। पानी में मापी गई उच्च घुली हुई ऑक्सीजन का स्तर उत्तम स्वास्थ्य का संकेत नहीं था, बल्कि तीव्र प्रकाश संश्लेषण (फोटोसिंथेसिस) का संकेत था, जो दिन के दौरान होता है, और यह एक ऐसी प्रक्रिया है जिसके कारण अक्सर रात में ऑक्सीजन का स्तर खतरनाक रूप से गिर जाता है जब शैवाल मर जाते हैं और सड़ने लगते हैं।

अध्ययन ने यह समझने के लिए और विभिन्न स्थितियों के परिणामों को परखने के लिए कंप्यूटर मॉडल का भी उपयोग किया। सिमुलेशन ने पुष्टि की कि जलाशयों का व्यवहार जमीन से आने वाली चीजों और पानी के भीतर होने वाली प्रक्रियाओं के बीच के संतुलन से संचालित था। शोधकर्ताओं ने पाया कि जलाशय सीवेज उपचार के लिए उपयोग किए जाने वाले बड़े, इंजीनियर किए गए तालाबों की तरह कार्य नहीं कर रहे थे, जिन्हें कचरा हटाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसके बजाय, ये उष्णकटिबंधीय जलाशय केवल पानी को प्रवाहित कर रहे थे जबकि आंतरिक जैविक प्रक्रियाओं को हावी होने दे रहे थे। शैवाल और पोषक तत्वों में वृद्धि मुख्य रूप से भूमि से आने वाले प्रदूषण—जैसे कटाव और अपर्याप्त स्वच्छता प्रणाली जो नाइट्रोजन और ठोस पदार्थों को नदियों में बहा लाती है—और जलाशय के भीतर गर्म परिस्थितियों के संयोजन से प्रेरित थी, जिसने उनकी वृद्धि को तेज कर दिया। सूखे ने स्वयं साल-दर-साल पानी के व्यवहार को बदला, लेकिन इसने जलाशयों की मौलिक प्रकृति को नहीं बदला। वे ऐसे स्थान बने रहे जहाँ पानी साफ नहीं हुआ, बल्कि जहाँ पोषक तत्वों का संतुलन शैवाल के विकास के पक्ष में झुक गया।

यह शोध एक स्पष्ट तस्वीर प्रदान करता है कि दुनिया के शुष्क और गर्म क्षेत्रों में बांध के पीछे पानी के साथ क्या होता है। निष्कर्ष बताते हैं कि इन वातावरणों में, जलाशयों पर भूमि से होने वाले प्रदूषण के कारण पानी की गुणवत्ता को ठीक करने के लिए भरोसा नहीं किया जा सकता है। वे उस कार्बनिक पदार्थ या बैक्टीरिया को नहीं हटाते हैं जो मानव स्वास्थ्य के लिए खतरा पैदा करते हैं, न ही वे उन पोषक तत्वों को निकालते हैं जो शैवाल के प्रस्फुटन का कारण बनते हैं। इसके बजाय, वे पानी की रासायनिक संरचना को सुरक्षित रखते हुए जैविक गतिविधि को बढ़ा देते हैं। इन समुदायों के लिए जो इन जलाशयों पर निर्भर हैं, सबक यह है कि जल गुणवत्ता के प्रबंधन के लिए 'अपस्ट्रीम' (ऊपरी प्रवाह) की ओर देखना आवश्यक है। बांध तक पहुँचने से पहले पानी को साफ करना अनिवार्य है, क्योंकि बांध स्वयं यह कार्य नहीं करेगा। जलाशय प्रदूषण का समाधान नहीं हैं; वे वह मंच हैं जहाँ प्रदूषण के परिणाम घटित होते हैं, जो अक्सर ऐसे पानी का परिणाम देते हैं जो जीवन से तो समृद्ध है, लेकिन उन लोगों के लिए संभावित रूप से अधिक खतरनाक है जिन्हें इसे पीना है।