Integrated Groundwater Quality Assessment using Hydrogeochemical Characterization and Water Quality Index: A Case Study of Osun State University Campus, Southwestern Nigeria
यह अध्ययन ओसुन स्टेट यूनिवर्सिटी, नाइजीरिया में भूजल की गुणवत्ता का मूल्यांकन करता है, जिससे पता चलता है कि हालांकि पानी न्यूनतम भारी धातु संदूषण के साथ पीने के लिए रासायनिक रूप से उपयुक्त है, लेकिन व्यापक सूक्ष्मजैविक (कोलीफॉर्म) और आयरन संदूषण के साथ-साथ प्रयोगशाला गतिविधियों से होने वाले स्थानीय प्रदूषण के कारण यह सीधे उपभोग के लिए अनुपयुक्त हो गया है।
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दुनिया के कई हिस्सों में, विशेष रूप से उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में जहाँ नदियाँ सूख सकती हैं या प्रदूषित हो सकती हैं, लोग जमीन की गहराई में छिपे पानी पर निर्भर रहते हैं। यह पानी मिट्टी के नीचे चट्टानों की दरारों और छिद्रों में रहता है। दक्षिण-पश्चिमी नाइजीरिया जैसे स्थानों में, जमीन प्राचीन, कठोर क्रिस्टलीय चट्टान से बनी है जिसे बेसमेंट कॉम्प्लेक्स (basement complex) कहा जाता है। क्योंकि यह चट्टान ठोस और सघन है, पानी केवल वहीं मौजूद हो सकता है जहाँ सतह के पास मिट्टी की एक नरम, रेतीली परत बन गई हो या जहाँ गहरी दरारें इसे बहने की अनुमति देती हों। इस छिपे हुए स्रोत से पानी प्राप्त करना दैनिक जीवन के लिए महत्वपूर्ण है, लेकिन उस पानी की गुणवत्ता वर्षा, मिट्टी और उन चट्टानों के बीच होने वाली एक जटिल बातचीत पर निर्भर करती है जिनसे होकर वह गुजरता है। वैज्ञानिक इस अंतःक्रिया का अध्ययन करते हैं ताकि यह समझ सकें कि कौन से खनिज पानी में घुलते हैं और क्या मानवीय गतिविधियों ने इसमें कुछ हानिकारक मिलाया है। लक्ष्य सरल है: यह निर्धारित करना कि क्या कुएँ से आने वाला पानी पीने के लिए सुरक्षित है या क्या इसे उन लोगों की सुरक्षा के लिए उपचार (treatment) की आवश्यकता है जो इस पर निर्भर हैं।
शोधकर्ताओं की एक टीम ने हाल ही में ओसु स्टेट यूनिवर्सिटी, ओसोगबो, नाइजीरिया के परिसर में अपने ध्यान केंद्रित किया, ताकि संस्थान को आपूर्ति करने वाले भूजल की जांच की जा सके। वे यह जानना चाहते थे कि पानी में वास्तव में क्या था, यह कहाँ से आया था, और क्या यह छात्रों और कर्मचारियों के उपयोग के लिए सुरक्षित है। ऐसा करने के लिए, उन्होंने विश्वविद्यालय के परिसर में बिखरे हुए दस अलग-अलग बोरहोल (boreholes) से पानी एकत्र किया, जो प्रशासनिक भवनों से लेकर अनुसंधान प्रयोगशालाओं तक फैले हुए थे। उन्होंने पानी के साथ एक पहेली की तरह व्यवहार किया, जिसमें इसकी अम्लता और तापमान से लेकर इसमें मौजूद विशिष्ट खनिजों और बैक्टीरिया तक सब कुछ मापा गया। इन नमूनों का विश्लेषण करके, वैज्ञानिक पानी के इतिहास का पता लगा सकते थे, यह देख सकते थे कि इसने आसपास की चट्टानों के साथ कैसे संपर्क किया और क्या यह मानवीय गतिविधियों से दूषित हुआ था।
जांच ने पानी के प्राकृतिक रसायन विज्ञान के बारे में एक स्पष्ट कहानी उजागर की। लगभग हर नमूने में एक ही बुनियादी लक्षण था: यह थोड़ा अम्लीय से तटस्थ था और कैल्शियम, मैग्नीशियम और बाइकार्बोनेट द्वारा प्रधान था। इस विशिष्ट मिश्रण ने शोधकर्ताओं को बताया कि पानी की प्राथमिक यात्रा एक धीमी रासायनिक अपक्षय (weathering) प्रक्रिया रही थी। जैसे ही वर्षा का जल मिट्टी से रिसकर नीचे गया, उसने कार्बन डाइऑक्साइड को सोख लिया और थोड़ा अम्लीय हो गया, जिससे वह नीचे स्थित एम्फीबोलाइट शिस्ट (amphibolite schist) चट्टान के सिलिकेट खनिजों को धीरे से घोलने में सक्षम हो गया। इस प्राकृतिक प्रक्रिया ने पानी में कैल्शियम और मैग्नीशियम को मुक्त कर दिया, जिससे पूरे परिसर में एक सुसंगत रासायनिक पहचान बनी। आंकड़ों ने दिखाया कि पानी अत्यधिक वाष्पीकरण या वायुमंडल से लवणों से प्रभावित नहीं हो रहा था, बल्कि यह पूरी तरह से अपने बेडरॉक (bedrock) के संपर्क से आकार ले रहा था। इसने पुष्टि की कि पानी ताजा था और हाल ही में वर्षा द्वारा पुनर्भरण (recharge) किया गया था, न कि लंबे समय तक स्थिर पड़ा रहा था।
हालाँकि, जबकि प्राकृतिक रसायन विज्ञान सुसंगत था, पानी की गुणवत्ता ने महत्वपूर्ण चुनौतियाँ पेश कीं। सबसे तात्कालिक समस्या खनिज नहीं, बल्कि बैक्टीरिया की उपस्थिति थी। प्रत्येक नमूने में 'टोटल कोलिफॉर्म बैक्टीरिया' (total coliform bacteria) पाया गया, जो सूक्ष्मजीवों का एक समूह है जो यह दर्शाता है कि पानी सतह के स्रोतों से दूषित हुआ है। कुछ मामलों में, इनका स्तर बहुत अधिक था, जो सुरक्षा सीमाओं से कहीं अधिक था। यह निष्कर्ष बताता है कि उथला भूमिगत जल सतह से प्रदूषण के प्रति संवेदनशील है, जो संभवतः सेप्टिक टैंक, अपवाह (runoff), या खराब तरीके से सील किए गए कुओं के कारण है। इस सार्वभौमिक जीवाणु संदूषण के कारण, पानी सीधे पीने के लिए सुरक्षित नहीं है, चाहे वह कितना भी साफ क्यों न दिखे या उसमें रासायनिक प्रदूषण कितना भी कम क्यों न हो।
बैक्टीरिया के अलावा, शोधकर्ताओं ने पाया कि पानी अक्सर धुंधला और लोहे (iron) से समृद्ध था। दस में से नौ नमूनों में, लोहे की सांद्रता पीने के पानी के लिए अनुशंसित सीमा से अधिक थी। यह लोहा प्राकृतिक रूप से चट्टानों में लोहे से भरपूर खनिजों के टूटने से आता है, लेकिन जब पानी को सतह पर पंप किया जाता है और हवा के संपर्क में लाया जाता है, तो लोहा लाल-भूरे रंग के ठोस में बदल जाता है जो पानी को मटमैला बनाता है और उसे एक धात्विक स्वाद देता है। धुंधलापन, या टर्बिडिटी (turbidity), भी हर नमूने में बहुत अधिक थी, जिसमें कुछ नमूने स्वीकार्य सीमा से पचास गुना अधिक तक पहुँच गए थे। यह धुंधलापन मिट्टी और लोहे के सूक्ष्म कणों के कारण होता है जो पानी में निलंबित रहते हैं। हालांकि ये मुद्दे अप्रिय और स्वाद एवं दिखावट से संबंधित सौंदर्य संबंधी चिंताएं हैं, लेकिन ये जहरीले औद्योगिक प्रदूषण के संकेत नहीं हैं।
अध्ययन में आर्सेनिक, लेड (सीसा) और मरकरी (पारा) जैसे खतरनाक भारी धातुओं की भी तलाश की गई, जो अक्सर औद्योगिक कचरे से जुड़े होते हैं। सौभाग्य से, शोधकर्ताओं को किसी भी नमूने में इनमें से कोई भी विषाक्त पदार्थ नहीं मिला। यह एक सकारात्मक संकेत है, जो दर्शाता है कि विश्वविद्यालय का भूजल खतरनाक रासायनिक रिसाव या औद्योगिक डंपिंग से समझौता नहीं किया गया है। एकमात्र अपवाद एक बोरहोल था जो बहुविषयक अनुसंधान प्रयोगशाला (multidisciplinary research laboratory) में स्थित था। इस विशिष्ट नमूने में घुले हुए ठोस पदार्थों और विद्युत चालकता (electrical conductivity) का स्तर असामान्य रूप से उच्च पाया गया, जिससे पता चलता है कि प्रयोगशाला गतिविधियों से रसायन उस विशेष कुएं में लीक हो सकते हैं। शोधकर्ताओं ने इसे एक स्थानीय मुद्दा बताया जिसके लिए आगे की जांच की आवश्यकता है, लेकिन यह शेष परिसर में पानी की गुणवत्ता का प्रतिनिधित्व नहीं करता है।
इन सभी निष्कर्षों को समझने के लिए, टीम ने 'वॉटर क्वालिटी इंडेक्स' (Water Quality Index) की गणना की, जो एक एकल संख्या है जो यह सारांश देती है कि पानी पीने के लिए कितना उपयुक्त है। स्कोर पूरे परिसर में भिन्न थे, जिनमें से कुछ स्थानों को "अच्छा" और अन्य को "खराब" या "बहुत खराब" श्रेणी में रखा गया। कम स्कोर मुख्य रूप से बैक्टीरिया, लोहे और धुंधलेपन के उच्च स्तरों के कारण थे। भले ही रासायनिक दृष्टि से "अच्छे" स्कोर वाले नमूने भी बैक्टीरिया के कारण पीने के लिए असुरक्षित थे। शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला कि उपयोग करने से पहले पानी को उपचार (treatment) की आवश्यकता है। लोहे को बाहर निकालने के लिए फ़िल्टर करने और बैक्टीरिया को मारने के लिए पानी को विसंक्रमित (disinfect) करने जैसे सरल कदम पानी को सुरक्षित बना देंगे। उन्होंने कुओं के आसपास संरक्षित क्षेत्र बनाने और पानी का नियमित रूप से परीक्षण करने के लिए एक निर्धारित कार्यक्रम स्थापित करने की भी सिफारिश की।
अंततः, यह अध्ययन विश्वविद्यालय में पानी की स्थिति की एक स्पष्ट तस्वीर प्रदान करता है। पानी स्वाभाविक रूप से ताजा है और जहरीले औद्योगिक जहरों से मुक्त है, लेकिन यह स्वाभाविक रूप से लोहे से उच्च और दुर्भाग्य से सतह से बैक्टीरिया से दूषित है। समाधान नया स्रोत खोजना नहीं है, बल्कि मौजूदा पानी को उपचारित करना है ताकि लोहे को हटाया जा सके और कीटाणुओं को मारा जा सके। यह समझने के बाद कि पानी में वास्तव में क्या है और यह कहाँ से आता है, विश्वविद्यालय अपने समुदाय के लिए एक सुरक्षित और विश्वसनीय संसाधन सुनिश्चित करने हेतु विशिष्ट और प्रभावी कदम उठा सकता है।
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