Hydrogeochemical characterization and groundwater quality assessment in a semi-arid carbonate aquifer system: Integration of GWQI and multivariate statistics (F'kirina region, Northeastern Algeria)

दुनिया के कई शुष्क और अर्ध-शुष्क क्षेत्रों में, जमीन ही ताजे पानी का एकमात्र विश्वसनीय स्रोत होती है। नदियों या झीलों के विपरीत, जो मौसम के साथ सूख सकती हैं, छिद्रपूर्ण चट्टानों की परतों, जिन्हें एक्वीफर (aquifers) कहा जाता है, में गहराई में जमा पानी अक्सर स्थिर रहता है। हालांकि, केवल इसलिए कि पानी जमीन के नीचे छिपा हुआ है, इसका मतलब यह नहीं है कि वह पीने के लिए अपने आप सुरक्षित है। जैसे-जैसे पानी चट्टानों के माध्यम से आगे बढ़ता है, वह खनिजों को घोल लेता है, जिससे नमक और अन्य पदार्थ उसमें मिल जाते हैं जो इसके स्वाद, स्पष्टता और सुरक्षा को बदल सकते हैं। उन स्थानों में जहाँ लोग इस भूमिगत आपूर्ति पर बहुत अधिक निर्भर हैं, वैज्ञानिकों को एक सतर्क मुनीम की तरह काम करना पड़ता है, जो ठीक से ट्रैक करते हैं कि पानी में क्या है और वह कहाँ से आया है। वे प्राकृतिक चट्टान विघटन (rock dissolution) के संकेतों को देखते हैं, जो पानी की यात्रा का एक सामान्य हिस्सा है, लेकिन वे मानवीय गतिविधियों के संकेतों पर भी नज़र रखते हैं, जैसे कि उर्वरक का बहाव या लीक होते पाइप, जो पानी को खतरनाक बना सकते हैं। प्राकृतिक परिवर्तनों और मानव-जनित प्रदूषण के बीच अंतर को समझना सार्वजनिक स्वास्थ्य की रक्षा करने और समुदाताओं के पास भरोसेमंद पानी सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक है।

उत्तरी पूर्वी अल्जीरिया के फिकिरिना (F'kirina) क्षेत्र में, शोधकर्ताओं की एक टीम ने उन भूजल का बारीकी से निरीक्षण करने का निर्णय लिया जो स्थानीय कस्बों को आपूर्ति करता है। यह क्षेत्र एक अर्ध-शुष्क क्षेत्र में स्थित है जहाँ वर्षा कम होती है और सतही जल अविश्वसनीय होता है, जिससे पीने के पानी के लिए भूमिगत एक्वीफर जीवन रेखा बन जाता है। वैज्ञानिकों ने अपना ध्यान पांच गहरे कुओं, या बोरहोल पर केंद्रित किया, जो प्राचीन चूना पत्थर (limestone) और कार्बोनेट चट्टानों की एक जटिल प्रणाली से पानी पंप करते हैं। इस पानी की गुणवत्ता को समझने के लिए, उन्होंने कई वर्षों में एकत्र किए गए डेटा को इकट्ठा किया, जिसमें भौतिक और रासायनिक गुणों की एक विस्तृत श्रृंखला को मापा गया। उन्होंने पानी के अम्लीय या क्षारीय होने, इसकी विद्युत चालकता (घुलित लवणों का संकेत), और इसकी धुंधलेपन (cloudiness) जैसी बुनियादी चीजों की जाँच की। उन्होंने कैल्शियम और मैग्नीशियम जैसे विशिष्ट खनिजों को भी मापा, जो पानी को "कठोर" (hard) बनाते हैं, साथ ही नाइट्रेट और अमोनियम को भी मापा, जो खेती या सीवेज से होने वाले प्रदूषण का संकेत दे सकते हैं। जटिल डेटा को एक एकल स्कोर में बदलने वाले एक उपकरण और डेटा को वर्गीकृत करने वाले दूसरे उपकरण को मिलाकर, टीम ने पानी की स्थिति की एक स्पष्ट तस्वीर बनाई।

इस जांच के परिणामों ने एक मिश्रित कहानी पेश की। जबकि कुछ कुओं का पानी काफी अच्छा था, अन्य कुओं का पानी उपचार के बिना पीने के योग्य नहीं था। शोधकर्ताओं ने प्रत्येक कुएं की समग्र गुणवत्ता को रेट करने के लिए एक विशिष्ट स्कोर की गणना की। एक कुआं, जिसे O45 के रूप में जाना जाता है, को उच्च रेटिंग मिली, जिसका अर्थ था कि पानी अच्छा था। यह कुआं बहुत गहरा है, जो 274 मीटर तक पहुँचता है, और ऐसे क्षेत्र में स्थित है जहाँ मानवीय गतिविधियाँ कम हैं, जिसने संभवतः पानी को साफ रखने में मदद की। हालांकि, अन्य चार कुओं को कम स्कोर मिला, जिससे उन्हें "खराब" की श्रेणी में रखा गया। खराब रेटिंग के मुख्य कारण अनिवार्य रूप से जहरीले रसायन नहीं थे, बल्कि दो विशिष्ट मुद्दे थे: पानी बहुत कठोर था और बहुत धुंधला था। एक कुएं में, H47 में, धुंधलापन इतना अधिक था कि वह 12.9 यूनिट तक पहुँच गया, जो पीने के पानी के लिए अनुशंसित 1 यूनिट की सुरक्षित सीमा से कहीं अधिक है। इसी तरह, कई कुओं में पानी की कठोरता बहुत अधिक थी, जिसमें एक कुआं 56 यूनिट तक पहुँच गया, जो 30 यूनिट के स्थानीय मानक से काफी ऊपर है। उच्च कठोरता का अर्थ है कि पानी में कैल्शियम और मैग्नीशियम जैसे घुले हुए खनिज बहुत अधिक हैं, जो पाइपों में स्केल छोड़ सकते हैं और स्वाद को प्रभावित कर सकते हैं, जबकि उच्च धुंधलापन यह बताता है कि मिट्टी या तलछट के सूक्ष्म कण पानी में प्रवेश कर रहे हैं, जो हानिकारक बैक्टीरिया ले जा सकते हैं।

यह समझने के लिए कि पानी ऐसा क्यों दिख रहा था, शोधकर्ताओं ने प्राकृतिक कारणों को मानवीय कारणों से अलग करने के लिए एक सांख्यिकीय पद्धति का उपयोग किया। उन्होंने पाया कि पानी की केमिस्ट्री में अधिकांश भिन्नता दो मुख्य स्रोतों से आई थी। पहला स्रोत उस क्षेत्र की प्राकृतिक भूविज्ञान (geology) था। जैसे-जैसे पानी प्राचीन चूना पत्थर और जिप्सम की चट्टानों से होकर बहता है, वह स्वाभाविक रूप रूप से खनिजों को घोल देता है, जिससे नमक की मात्रा और कठोरता बढ़ जाती है। यह इस प्रकार की चट्टानों के माध्यम से पानी के गुजरने की एक सामान्य प्रक्रिया है। दूसरा स्रोत कुओं और उनके ऊपर की सतह से संबंधित था। शोधकर्ताओं ने देखा कि सबसे धुंधला पानी उन कुओं से आया जहाँ जल स्तर (water table) उथला था या जहाँ कुओं का बुनियादी ढांचा क्षतिग्रस्त हो सकता था। इससे पता चलता है कि वर्षा का जल, जो सतह से मिट्टी लेकर आता है, कुओं में रिस रहा था, या कुओं के सुरक्षात्मक कवर ठीक से काम नहीं कर रहे थे। अध्ययन में यह भी पाया गया कि हालांकि नाइट्रेट का स्तर आम तौर पर सुरक्षित था, लेकिन कृषि क्षेत्रों के पास के कुओं में यह अधिक था, जो संकेत देता है कि खेती की गतिविधियाँ पानी की गुणवत्ता को प्रभावित करना शुरू कर रही हैं।

टीम ने निष्कर्ष निकाला कि हालांकि इस क्षेत्र में भूजल एक महत्वपूर्ण संसाधन है, लेकिन वर्तमान स्थिति में अधिकांश कुओं से इसे सीधे नल से नहीं पिया जा सकता है। पानी जहरीला नहीं है, लेकिन यह तत्काल उपभोग के लिए बहुत कठोर और बहुत गंदा है। अध्ययन का सुझाव है कि समाधान कुओं की भौतिक समस्याओं को ठीक करने में निहित है। धुंधले कुओं के लिए, फिल्टर और सेटलिंग टैंक स्थापित करने से पानी साफ हो जाएगा। कठोर पानी के लिए, उपचार प्रणालियाँ अतिरिक्त खनिजों को हटा सकती हैं। एक कुआं जो साफ रहा, O4O, उसे वैसा ही बनाए रखने के लिए सावधानीपूर्वक संरक्षित किया जाना चाहिए। सरल स्कोरिंग और पैटर्न-खोजने वाली सांख्यिकी के संयोजन का उपयोग करके, शोधकर्ता स्पष्ट रूप से पानी की प्राकृतिक संरचना और पुराने बुनियादी ढांचे या सतही प्रदूषण के कारण होने वाली समस्याओं के बीच अंतर करने में सक्षम रहे। यह दृष्टिकोण स्थानीय अधिकारियों को यह प्राथमिकता देने के लिए एक ठोस मार्ग प्रदान करता है कि किन कुओं को मरम्मत और उपचार की आवश्यकता है, जिससे यह सुनिश्चित हो सके कि भविष्य में फिकिरिना के लोगों के पास सुरक्षित और स्वच्छ पानी उपलब्ध हो।