مقاله جدیدی توسط هالی مایکل و محفوظور خان و همکاران دانشگاه دلاور، که این هفته در Nature Communications منتشر شد، نشان می دهد که پمپاژ بیش از حد آب های زیرزمینی در داکا، بنگلادش، ممکن است عواقب پیش بینی نشده ای برای شهروندان ساکن در جوامع خارج از شهر داشته باشد. مرکز.
با جمعیتی بیش از 15 میلیون نفر، داکا - پایتخت بنگلادش - یک شهر بزرگ در نظر گرفته می شود و بسیاری از مشکلات مدیریت آب مشترک سایر شهرهای بزرگ را دارد.
در حالی که تلاش‌هایی برای حفظ کمیت و کیفیت آب در منابع شهری انجام می‌شود، پمپاژ داکا باعث شده است که سطح آب‌های زیرزمینی بیش از 200 فوت در 50 سال گذشته کاهش یابد و این سطوح تا 9 درصد کاهش پیدا کند. فوت در سال.
پیامد اغلب نادیده گرفته شده این اقدامات در کلان شهرها، تأثیر مرتبط با کیفیت آب و تامین آب به جوامع اطراف شهری یا روستایی است که در آن منابع آب تحت فشار قرار گرفته و آلودگی سطحی ناشی از فلزات سمی و مواد آلی است. و سایر آلاینده ها، گسترده است.
این به ویژه در بنگلادش مشکل ساز است، جایی که آرسنیک طبیعی در آب های زیرزمینی کم عمق (کمتر از 200 فوت) سلامت ده ها میلیون نفر را تهدید می کند. سطوح بالایی از آرسنیک در مناطق اطراف داکا وجود دارد، و مردم در آنجا از آب‌های زیرزمینی عمیق (بیشتر از 500 فوت) استفاده می‌کنند که آرسنیک کمی دارند.
کار خان و مایکل نشان می دهد که حتی در سیستم های غنی از آب مانند سیستم های حوضه بنگال، پمپاژ برای تامین آب به کلان شهرها می تواند منابع آب زیرزمینی منطقه را با ایجاد انتقال سریع آلاینده ها، به ویژه آرسنیک، تهدید کند. سرطان‌زا، به مناطق عمیق‌تر آبخوان، حتی خارج از محدوده شهر که می‌تواند چاه‌های عمیق مورد استفاده برای کاهش آرسنیک را آلوده کند.
"این یک مشکل عدالت زیست محیطی است زیرا افرادی که از تامین آب شهری بهره مند می شوند افرادی نیستند که چاه های آنها در معرض آلودگی باشد - آلودگی آرسنیک فقط در خارج از شهر وجود دارد. در آنجا، اگر چاه یک جامعه وجود داشته باشد. مایکل، کرسی محیط زیست یونیدل فریزر راسل و دانشیار زمین شناسی که در کالج زمین، اقیانوس و محیط زیست مستقر است، گفت: به دلیل آنچه در داکا اتفاق می افتد آلوده می شود، آنها ممکن است منبع آب سالم دیگری نداشته باشند.
درک نحوه حرکت آب های زیرزمینی
مدل‌های آب‌های زیرزمینی منطقه‌ای تمایل دارند از پارامترهایی استفاده کنند که نحوه حرکت آب در سطح زیرسطحی را تعمیم می‌دهد، و تنها ساختار زمین‌شناسی در مقیاس بزرگتر را به جای جزئیات کوچک مقیاس زمین‌شناسی شهر یا منطقه‌ای که مورد مطالعه قرار می‌دهد، در بر می‌گیرد.
در مطالعه خود، مایکل و همکارانش زمین شناسی داکا را با استفاده از اندازه‌گیری‌های زیرسطحی دقیق مدل‌سازی کردند و سپس مکانیزم پمپاژ قوی را به مدل برای تقلید از پمپاژ فعلی داکا اعمال کردند.
محققان دریافتند که وقتی پمپاژ قوی و ناهمگونی در رسوبات زیرزمینی مانند آنچه در دلتا یافت می شود وجود داشته باشد - بر هیدرولوژی کلی منطقه تأثیر می گذارد.
"در اصل، پمپاژ باعث جریان سریعتر آب زیرزمینی نسبت به حالت عادی می شود، زیرا به سرعت آب را به پمپ های عظیم شهری در اعماق آبخوان می کشاند. این تغییر هیدرولوژیکی می تواند آب های زیرزمینی کم عمق را، جایی که آرسنیک یافت می شود، وادار به مهاجرت به سمت پایین کند. مایکل که از سال 2004 مسائل مربوط به آب‌های زیرزمینی را در بنگلادش مطالعه کرده است، می‌گوید.
اما ناهمگونی چیست؟
مایکل توضیح داد کهسفره های زیرزمینی زمانی ایجاد می شوند که رسوبات زمین شناسی مانند ماسه ها و رس ها به طور طبیعی در طول زمان رسوب کنند. ناهمگونی به نحوه جهت گیری ماسه و خاک رس در زیر زمین، در زیرسطح آبخوان اشاره دارد و برای نحوه حرکت آلاینده ها در آب های زیرزمینی بسیار مهم است.
در دلاور، لایه های رسوب زمین شناسی بسیار طولانی تر و ضخیم تر هستند و به سمت دریا متمایل می شوند. آنها نسبتاً ثابت هستند، به این معنی که آب از چندین سفره به طور کلی جدا می شود و احتمال کمتری وجود دارد که آلودگی از یکی به دیگری سرایت کند.
در سیستم دلتا مانند بنگلادش، با این حال، لایه‌های رسی خرد می‌شوند، که به آب اجازه می‌دهد به روش‌های غیرقابل پیش‌بینی حرکت کند و عدم اطمینان در مورد اینکه آیا قرار دادن چاه در زیر لایه‌ی رسی از آن در برابر آلودگی محافظت می‌کند یا خیر. ایجاد می‌کند.
در حالی که شهر داکا به دلیل زمین‌شناسی منحصربه‌فردش عاری از آلودگی آرسنیک است، در خارج از داکا سرطان‌زای شناخته شده در همه جا وجود دارد. اگر پمپاژ در سیستم آب زیرزمینی تغییر یافته داکا در سطوح فعلی ادامه یابد، محققان این نظریه را مطرح می‌کنند که برخی از چاه‌های خارج از مرکز شهر ممکن است زودتر از آنچه قبلاً تصور می‌شد آلوده شوند. طی چند دهه تا قرن ها بسته به اثرات ژئوشیمیایی بر انتقال آرسنیک از طریق رسوبات آبخوان. مشکل دیگر این است که پمپاژ داکا سطح آب پایینی ایجاد می‌کند که می‌تواند عملکرد پمپ‌های دستی را فراتر از مرکز شهر به خطر بیندازد.
موضوع پیچیده، آرسنیک بی مزه، بی بو و بی رنگ است و فقط از طریق آزمایش در آب قابل تشخیص است. جوامع خارج از مرکز شهر با چاه‌های عمیق، که معمولاً آرسنیک کمی در نظر گرفته می‌شوند، ممکن است متوجه ناامن بودن آب خود نشوند.
پیامدهای گسترده تر کار
علاوه بر این، در تجزیه و تحلیل، مدل های محققان نشان داد که هیچ یک از داده های هیدروژئولوژیکی معمولی که دانشمندان به صورت محلی برای ارزیابی ایمن بودن یا نبودن یک چاه جمع آوری می کنند، پیش بینی کننده ایمن بودن یا نبودن چاه در این نوع چاه نیست. سیستم ناهمگن.
این یافته در تضاد شدید با آنچه در گذشته فرض شده بود است و نشان می دهد که حرکت آرسنیک و سایر آلاینده ها از طریق آبخوان و آلودگی چاه های عمیق به راحتی قابل پیش بینی نیست.
مایکل گفت: «مطالعه ما نشان می‌دهد که اگر مدل‌ها حرکت ناهموار و اغلب سریع آب را در نظر نگیرند، حتی بهترین مدل‌های کالیبره‌شده نیز می‌توانند اطلاعات مهم را از دست بدهند.»
دانشمندان قبلاً به این غیرقابل پیش بینی بودن در داکا اشاره کرده اند، اما به گفته مایکل تعداد کمی پیامدهای مقیاس بزرگتر را در نظر گرفته اند.
"تفکر گسترده در مورد اینکه کدام چاه ها آسیب پذیر هستند قبلاً انجام نشده است.بر اساس مدل‌سازی ما، اگر آلودگی وجود داشته باشد، احتمالاً بسیار محلی است، اما در طول چند دهه آینده می‌تواند گسترده‌تر شود و قطعاً در چند صد سال آینده، "او گفت.
نظارت بر کیفیت آب برای شناسایی مناطق آسیب پذیر، به ویژه خارج از مناطق مدیریت شهری، کلیدی خواهد بود. و در حالی که آلودگی یک مسئله مبرم است، مشکلات تامین آب نیز وجود دارد که باید در دهه آینده در نظر گرفته شود.
از آنجایی که این منطقه موسمی است و می تواند هر تابستان تا سه فوت بارندگی داشته باشد، و گاهی اوقات بسیار بیشتر، تغذیه مصنوعی آب زیرزمینی از طریق چاه های تزریقی ممکن است راه حلی را ارائه دهد.
