Integrated Groundwater Quality Assessment using Hydrogeochemical Characterization and Water Quality Index: A Case Study of Osun State University Campus, Southwestern Nigeria

Em muitas partes do mundo, especialmente em regiões tropicais onde os rios podem secar ou tornar-se poluídos, as pessoas dependem da água escondida profundamente no subsolo. Esta água vive nas fendas e nos poros das rochas sob o solo. Em lugares como o sudoeste da Nigéria, o solo é composto por uma rocha cristalina antiga e dura, conhecida como complexo de embasamento. Como esta rocha é sólida e compacta, a água só pode existir onde foi desgastada em uma camada arenosa e macia perto da superfície ou onde fendas profundas permitem que ela flua. Obter água destas fontes ocultas é vital para a vida diária, mas a qualidade desta água depende de uma conversa complexa entre a chuva, o solo e as rochas pelas quais ela passa. Os cientistas estudam esta interação para entender quais minerais se dissolvem na água e se as atividades humanas adicionaram algo prejudicial. O objetivo é simples: determinar se a água que vem de um poço é segura para beber ou se precisa de tratamento para proteger as pessoas que dela dependem.

Uma equipe de pesquisadores voltou recentemente sua atenção para o campus da Universidade do Estado de Osun, em Osogbo, Nigéria, para investigar a água subterrânea que abastece a instituição. Eles queriam saber exatamente o que havia na água, de onde ela vinha e se era segura para o uso de estudantes e funcionários. Para fazer isso, eles coletaram água de dez diferentes furos de sondagem espalhados pelo campus da universidade, variando de edifícios administrativos a laboratórios de pesquisa. Eles trataram a água como um quebra-cabeça, medindo desde sua acidez e temperatura até os minerais específicos e as bactérias que ela continha. Ao analisar estas amostras, os cientistas puderam traçar a história da água, vendo como ela havia interagido com a rocha circundante e se tinha sido contaminada pela atividade humana.

A investigação revelou uma história clara sobre a química natural da água. Quase todas as amostras compartilhavam o mesmo caráter básico: era ligeiramente ácida a neutra e dominada por cálcio, magnésio e bicarbonato. Esta mistura específica disse aos pesquisadores que a jornada primária da água tinha sido um processo lento de intemperismo químico. À medida que a água da chuva infiltrava-se no solo, ela absorvia dióxido de carbono e tornava-se ligeiramente ácida, o que permitia que dissolvesse suavemente os minerais de silicato na rocha subjacente de xisto anfibolito. Este processo natural liberou cálcio e magnésio na água, criando uma assinatura química consistente em todo o campus. Os dados mostraram que a água não estava sendo fortemente influenciada pela evaporação ou por sais da atmosfera, mas estava sendo moldada quase inteiramente pelo seu contato com o leito rochoso. Isso confirmou que a água era fresca e havia sido recarregada recentemente pela chuva, em vez de estar parada por longos períodos.

No entanto, embora a química natural fosse consistente, a qualidade da água apresentava desafios significativos para o consumo. O problema mais imediato não era os minerais, mas a presença de bactérias. Todas as amostras testadas deram positivo para bactérias coliformes totais, um grupo de organismos que indica que a água foi contaminada por fontes superficiais. Em alguns casos, os níveis eram extremamente altos, excedendo muito os limites de segurança. Este achado sugere que a água subterrânea rasa é vulnerável à poluição da superfície, provavelmente devido a fossas sépticas, escoamento superficial ou cabeças de poços mal seladas. Devido a esta contaminação bacteriana universal, a água não é segura para beber diretamente, independentemente de quão límpida ela pareça ou de quão baixa seja sua poluição química.

Além das bactérias, os pesquisadores descobriram que a água era frequentemente turva e rica em ferro. Em nove de dez amostras, a concentração de ferro era superior ao limite recomendado para água potável. Este ferro provém naturalmente da decomposição de minerais ricos em ferro na rocha, mas quando a água é bombeada para a superfície e exposta ao ar, o ferro transforma-se em um sólido castanho-avermelhado que faz a água parecer lamacenta e confere-lhe um gosto metálico. A turbidez, ou turvação, também era muito alta em todas as amostras, com algumas atingindo níveis cinquenta vezes acima do limite aceitável. Esta turbidez é causada por minúsculas partículas de argila e ferro que permanecem suspensas na água. Embora estes problemas sejam desagradáveis e possam manchar roupas ou acessórios, são primariamente preocupações estéticas e de saúde relacionadas ao sabor e aparência, e não sinais de poluição industrial tóxica.

O estudo também procurou por metais pesados perigosos como arsênio, chumbo e mercúrio, que são frequentemente associados a resíduos industriais. Felizmente, os pesquisadores não encontraram nenhuma destas substâncias tóxicas em nenhuma das amostras. Este é um sinal positivo, indicando que a água subterrânea da universidade não foi comprometida por derramamentos químicos perigosos ou descarte industrial. A única exceção ao padrão geral foi um furo de sondagem localizado no laboratório de pesquisa multidisciplinar. Esta amostra específica mostrou níveis incomumentmente altos de sólidos dissolvidos e condutividade elétrica, sugerindo que produtos químicos de atividades laboratoriais poderiam ter vazado para aquele poço em particular. Os pesquisadores notaram isto como um problema localizado que requer investigação adicional, mas não representava a qualidade da água no restante do campus.

Para dar sentido a todas estas descobertas, a equipe calculou um Índice de Qualidade da Água, um número único que resume o quão adequada a água é para o consumo. As pontuações variavam pelo campus, com alguns locais classificados como "bons" e outros como "pobres" ou "muito pobres". As pontuações baixas foram impulsionadas principalmente pelos altos níveis de bactérias, ferro e turbidez. Mesmo as amostras que pontuaram "bem" no aspecto químico ainda eram inseguras para beber devido às bactérias. Os pesquisadores concluíram que a água precisa de tratamento antes de ser usada. Passos simples, como filtrar o ferro e desinfetar a água para matar as bactérias, tornariam a água segura. Eles também recomendaram a criação de zonas protegidas ao redor dos poços para manter a poluição superficial afastada e o estabelecimento de um cronograma de rotina para testar a água regularmente.

Em última análise, este estudo fornece um quadro claro da situação da água na universidade. A água é naturalmente fresca e livre de venenos industriais tóxicos, mas é naturalmente alta em ferro e, infelizmente, contaminada por bactérias da superfície. A solução não é encontrar uma nova fonte, mas sim tratar a água existente para remover o ferro e matar os germes. Ao compreender exatamente o que há na água e de onde ela vem, a universidade pode tomar medidas específicas e eficazes para garantir que o abastecimento de água permaneça um recurso seguro e confiável para sua comunidade.