Nemerow Pollution Index and Inter-Variable Relationships in Esuk Oro River, Southern Nigeria

I fiumi sono sistemi viventi che trasportano una storia complessa in ogni goccia d'acqua, una storia scritta nel linguaggio della chimica. Per capire se un fiume è sano o in difficoltà, gli scienziati guardano spesso a specifici ingredienti disciolti o sospesi al suo interno, come nutrienti, sali e ossigeno. Tuttavia, un fiume contiene così tante diverse misurazioni che è difficile vedere il quadro generale a colpo d'occhio. Per risolvere questo problema, i ricercatori utilizzano uno strumento chiamato indice di inquinamento, che funge da traduttore. Esso prende tutti quei diversi numeri e li condensa in un unico punteggio che indica se l'acqua è sicura o se è stata contaminata. La sfida risiede nel fare correttamente la matematica; se le regole per confrontare le misurazioni con i limiti di sicurezza vengono applicate nel modo sbagliato, il punteggio finale può raccontare una storia completamente falsa, facendo sembrare l'acqua pulita sporca o l'acqua sporca pulita.

Nel fiume Esuk Oro, nel sud della Nigeria, un team di ricercatori dell'Università dello Stato di Akwa Ibom ha recentemente esaminato più da vicino la qualità dell'acqua per garantire che la storia raccontata fosse accurata. Si sono concentrati su tre punti specifici lungo il fiume: la sezione a monte vicino alla sorgente, la sezione centrale e la sezione a valle, più vicina a dove il fiume sfocia. Durante un periodo di cinque mesi, tra la fine del 2022 e l'inizio del 2023, hanno raccolto campioni d'acqua e misurato nove diversi indicatori, che andavano da quanto fosse salata l'acqua a quanto ossigeno contenesse. Il loro obiettivo era ricalcolare i punteggi di inquinamento per queste località perché sospettavano che una precedente valutazione avesse commesso un errore fondamentale nel gestire i dati.

I ricercatori hanno scoperto che la precedente valutazione aveva trattato in modo errato un ingrediente vitale, l'ossigeno disciolto. In un fiume sano, l'ossigeno è qualcosa che l'acqua deve avere in grandi quantità per sostenere la vita. Se il livello di ossigeno scende troppo, è un segno di inquinamento. Tuttavia, il calcolo precedente aveva trattato alti livelli di ossigeno come un problema, come se troppo di una cosa buona fosse un male. Correggendo questa logica, il nuovo studio ha rivelato un quadro molto diverso. L'acqua del fiume Esuk Oro non soffriva di una mancanza di ossigeno; anzi, i livelli di ossigeno erano sorprendentemente alti, variando da 20,50 a 29,91 milligrammi per litro, sebbene i ricercatori abbiano notato che questi numeri erano insolitamente alti per l'acqua calda di un fiume e che avrebbero dovuto essere ricontrollati rispetto ai diari di campo originali.

Una volta corretto il calcolo dell'ossigeno, la vera fonte dell'inquinamento del fiume è diventata chiara. Lo studio ha identificato il fosfato, un nutriente spesso presente in fertilizzanti e detersivi, come il principale colpevole. In ogni stazione lungo il fiume, la quantità di fosfato nell'acqua era molto superiore al limite di sicurezza. I ricercatori hanno calcolato un punteggio di inquinamento per ogni posizione confrontando la quantità misurata di fosfato con il parametro di riferimento per la sicurezza. I punteggi per il fosfato erano compresi tra 4,172 e 4,438, il che significa che il fiume conteneva più di quattro volte la quantità accettabile di questo nutriente. Questo alto livello di fosfato è stato il principale motore del punteggio di inquinamento complessivo per l'intero fiume.

Quando i ricercatori hanno combinato i punteggi per tutti i nove indicatori in un unico numero composito, i risultati hanno mostrato un fiume sotto stress a causa dell'arricchimento di nutrienti. Il punteggio di inquinamento complessivo partiva da 3,015 alla stazione a monte e saliva leggermente a 3,200 alla stazione a valle. Sebbene il fosfato fosse il problema predominante, lo studio ha anche scoperto che l'alcalinità, una misura della capacità dell'acqua di neutralizzare l'acido, era leggermente sopra il limite in tutte e tre le località. Inoltre, la sezione a monte presentava una piccola quantità di solidi sospesi, ovvero minuscole particelle che galleggiavano nell'acqua, che superava appena la soglia di sicurezza. Al contrario, altri inquinanti comuni come nitrati e sali erano ampiamente entro i limiti di sicurezza, e l'acqua non era così inquinata come suggerito dal precedente rapporto difettoso.

Oltre a misurare l'inquinamento, il team ha osservato come questi diversi ingredienti chimici si muovessero insieme durante i cinque mesi di osservazione. Hanno scoperto forti connessioni tra certe variabili. Ad esempio, quando i livelli di alcalinità aumentavano, anche i livelli di nitrato e cloruro tendevano ad aumentare. Viceversa, quando l'ammontare totale di solidi disciolti nell'acqua aumentava, i livelli di nitrato e cloruro tendevano a diminuire. Questi schemi suggeriscono che i diversi prodotti chimici nel fiume stiano rispondendo agli stessi cambiamenti stagionali o apporti, come la pioggia o il deflusso dai terreni vicini. Tuttavia, poiché lo studio ha considerato solo cinque mesi di dati, i ricercatori sono cauti nell'affermare che questi siano indizi piuttosto che la prova di una causa specifica. Non possono ancora dire esattamente da dove provenga il fosfato, se da scarichi fognari, deflusso agricolo o detersivi domestici.

Lo studio conclude che il fiume Esuk Oro sta attualmente affrontando una sfida significativa dovuta all'inquinamento da fosfati, che è il problema più urgente da affrontare per i gestori delle risorse idriche. I ricercatori sottolineano che il loro lavoro serve come strumento di screening per segnalare i problemi, non come un verdetto finale sulla sicurezza dell'acqua per il consumo. Raccomandano alle autorità locali di verificare i dati grezzi relativi a fosfato e ossigeno per garantirne l'accuratezza. Inoltre, suggeriscono di mappare l'area locale per trovare le fonti del fosfato, come gli scarichi fognari o i campi agricoli, e di stabilire un monitoraggio per un anno intero per vedere come cambia il fiume con le stagioni. Correggendo gli errori matematici del passato, questo studio fornisce una base più chiara e onesta per proteggere la salute del fiume Esuk Oro.