Оценка качества грунтовых вод в провинции Кабул с применением индекса качества воды и геопространственных инструментов
Майванд Омари a*, Мохаммад Наджим Насими a, Мохаммад Насим Насими a
a Кабульский политехнический университет, Карте Мамурин, округ 5, Кабул, 1001, Афганистан
https://doi.org/10.29258/CAJWR/2024-R1.v10-2/117-138.eng
E-mail: maiwandomary@gmail.com
Мохаммад Наджим Насими: najim.nasimi@kpu.edu.af; Мохаммад Насим Насими: mnnasimi@yahoo.com
Аннотация
Цель настоящего исследования заключалась в оценке пригодности грунтовых вод в провинции Кабул для питья путем анализа данных, собранных на 34 контрольных скважинах. Задачи проекта включали: 1) оценку набора физико-химических параметров грунтовых вод (pH, мутность, общее содержание растворенных твердых веществ (ОСРТВ), содержание сульфата, фтора, нитрата и бора, общая жесткость воды (ОЖВ) в виде карбоната кальция, натрия, кальция, магния, а также общее содержание железа); и 2) определение индекса качества воды (ИКВ) [англ. Water Quality Index, WQI] на основе анализа проб воды, отобранных из контрольных скважин, расположенных в районах провинции Кабул и городе Кабул в течение 3-х лет (2018-2020 гг.), для получения четкого представления о текущем состоянии грунтовых вод и их классификации по различным классам качества – от «отличного» до «непригодного для питья». Кроме этого, в рамках исследования проведено картирование пространственного распределения значений ИКВ и 12 физико-химических параметров с использованием метода интерполяции обратных взвешенных расстояний (ОВР) [англ. Inverse Distance Weighted (IDW) Interpolation] в среде ArcMap 10.7, что позволило качественно охарактеризовать воды в исследуемом районе. Результаты анализа в рамках исследования указывают на соответствие концентраций ряда загрязнителей воды нормам Руководства по обеспечению качества питьевой воды [англ. WHO Guidelines for drinking-water quality] Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) и Национальным стандартам качества питьевой воды Афганистана (НСКПВА) [англ. Afghanistan National Drinking Water Quality Standards, ANDWQS]. Полученные значения ИКВ варьируются в пределах 27,5 и 112 (согласно НСКПВА) и в пределах 33 и 127,5 (согласно Руководству ВОЗ); также, согласно индексации качества воды ВОЗ 9% и согласно индексации качества воды НСКПВА 3% грунтовых вод в целевом районе являются непригодными для питьевых нужд. Разработанные в рамках исследования карты пространственных изменений (на основе интерполяции ОВР) показывают, что значения мутности, ОСРТВ, ОЖВ и концентрации магния в грунтовых водах в центральных и восточных частях провинции Кабул превышают допустимые пороговые значения. Результаты исследования подчеркивают необходимость внедрения целевых стратегий по управлению грунтовыми водами, включая в отношении контроля загрязнения и регулярного мониторинга, для обеспечения надлежащего качества воды и здоровья населения провинции.
Доступно на английском
Скачать статью (анг)Для цитирования:
Omary, M., Nasimi, M., Nasimi, M. (2024). Groundwater quality assessment using water quality index and geospatial tools: Kabul Province case study, 10(2), 117-138. https://doi.org/10.29258/CAJWR/2024-R1.v10-2/117-138.eng
Список литературы
Akter, T., Jhohura, F.T., Akter, F., Chowdhury, T.R., Mistry, S.K., Dey, D., Barua, M. K., Islam, M.A. & Rahman, M. (2016). Water Quality Index for measuring drinking water quality in rural Bangladesh: A crosssectional study. Journal of Health, Population and Nutrition, 35(1), 1-12 (https://doi.org/10.1186/s41043-016-0041-5);
Alobaidy, A.H.M.J., Abid, H.S. & Maulood, B.K. (2010). Application of Water Quality Index for Assessment of Dokan Lake Ecosystem, Kurdistan Region, Iraq. Journal of Water Resource and Protection, 02(09), 792-798 (https://doi.org/10.4236/jwarp.2010.29093);
ANDWQS (2013). ANDWQS.pdf;
ArcMap (2022). (https://desktop.arcgis.com/en/arcmap/latest/tools/spatial-analyst-toolbox/how-idw-works.htm);
Basin, K. (2020a). Case Report: A Detailed Assessment of Groundwater Quality in Future Development, 1-19;
Basin, K. (2020b). Case Report: A Detailed Assessment of Groundwater Quality in Future Development, 1-19;
Batabyal, A.K. & Chakraborty, S. (2015). Hydrogeochemistry and Water Quality Index in the Assessment of Groundwater Quality for Drinking Uses. Water Environment Research, 87(7), 607-617 (https://doi.org/10.2175/106143015×14212658613956);
EC to TDS Calculator (n.d.). Retrieved August 7, 2024 (https://waternitylab.com/ec-to-tds/);
Gesim, N.A. & Okazaki, T. (2018). Groundwater Quality Mapping Using Water Quality Index in the Kabul City, Afghanistan. August, 6;
GISGeography (2016). IDW Interpolation. GIS Geography (https://gisgeography.com/inverse-distance-weighting-idw-interpolation/);
Hamidi, M.D., Kissane, S., Bogush, A.A., Karim, A.Q., Sagintayev, J., Towers, S. & Greenwell, H.C. (2023). Spatial estimation of groundwater quality, hydrogeochemical investigation, and health impacts of shallow groundwater in Kabul city, Afghanistan. Sustainable Water Resources Management, 9(1), 20 (https://doi.org/10.1007/s40899-022-00808-9);
Home – Bureau of Indian Standards (n.d.). Retrieved July 25, 2021 (https://bis.gov.in/);
Huey, G.M. & Meyer, M.L. (2010). Turbidity as an Indicator of Water Quality in Diverse Watersheds of the Upper Pecos River Basin. Water, 2(2), 273-284 (https://doi.org/ 10.3390/w2020273);
Ii, P. (2003). Hydrogeology of the Kabul Basin Part II: Groundwater geochemistry and microbiology;
Jawadi, H.A., Sagin, J. & Snow, D.D. (2020). A Detailed Assessment of Groundwater Quality in the Kabul Basin, Afghanistan, and Suitability for Future Development. Water, 12(10), 2890 (https://doi.org/10.3390/w12102890);
Kabul climate (2022). https://www.climatestotravel.com/climate/afghanistan/kabul;
Khwakaram, A.I., Majid, S.N. & Hama, N.Y. (2012). Determination of Water Quality Index (WQI) for Qalyasan Stream in Sulaimani City/Kurdistan Region of Iraq*, Salih N. Majid*, Nzar Y. Hama** Faculty of Agricultural Sciences, University of Sulaimani, Kurdistan Region. International Journal of Plant, Animal and Environmental Sciences, 2(4), 148-157;
Krishan, G. (2015). Assessment of Groundwater Quality for Drinking Purpose by Using Water Quality Index (WQI) in Muzaffarnagar and Shamli Districts, Uttar Pradesh, India. Journal of Waste Water Treatment & Analysis, 07(1) (https://doi.org/10.4172/2157-7587.1000227);
Mack, T.J., Chornack, M.P. & Taher, M.R. (2013). Groundwater-level trends and implications for sustainable water use in the Kabul Basin, Afghanistan. Environment Systems and Decisions, 33(3), 457-467 (https://doi.org/10.1007/s10669-013-9455-4);
Malakootian, M., Mansoorian, H.J. & Moosazadeh, M. (2010). Performance evaluation of electrocoagulation process using iron-rod electrodes for removing hardness from drinking water. Desalination, 255(1-3), 67-71 (https://doi.org/10.1016/j.desal.2010.01.015);
Manganese in Drinking Water | Effects | Earth and Human (n.d.). Retrieved July 26, 2021 (https://earthandhuman.org/manganese-in-drinking-water/);
Mann, A.G., Tam, C.C., Higgins, C.D. & Rodrigues, L.C. (2007). The association between drinking water turbidity and gastrointestinal illness: A systematic review. BMC Public Health, 7(xx), 1-7 (https://doi.org/10.1186/1471-2458-7-256);
Munagala, S., Jagarapu, D.C.K. & Ratnamala Reddy, B.S.S. (2020). Determination of water quality index for ground water near municipal dump site in Guntur. Materials Today: Proceedings, 33(xx), 724-727 (https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.06.030);
National Geographic (n.d.). Retrieved August 6, 2024 (https://www.nationalgeographic.com/);
Noori, K.M.A. & Nasimi, M.N. (2019). Kabul city groundwater and need for artificial recharge. International Conference on Civil, Structural and Transportation Engineering, 1-7 (https://doi.org/10.11159/iccste19.215);
Oke, A.O. & Ogedengbe, K. (2013). Mapping of River Water Quality Using Inverse Ogun-Osun River Basin, Nigeria. Lanskap & Environment, 7(2), 48-62;
Omid, S.M., Tsutsumi, J.G., Nakamatsu, R. & Hasanyar, M.H. (2018). Assessment of Groundwater Level To Improve Water Resource in Kabul City, 6(6), 6-13;
Palintest (2021). Palintest photometer.pdf (https://www.palintest.com/wp-content/uploads/2019/04/ZIINST7500-V5-EN.pdf);
Ram, A., Tiwari, S.K., Pandey, H.K., Chaurasia, A.K., Singh, S. & Singh, Y.V. (2021). Groundwater quality assessment using water quality index (WQI) under GIS framework. Applied Water Science, 11(2), 46 (https://doi.org/10.1007/s13201-021-01376-7);
Ramakrishnaiah, C.R., Sadashivaiah, C. & Ranganna, G. (2009). Assessment of water quality index for the groundwater in Tumkur taluk, Karnataka state, India. E-Journal of Chemistry, 6(2), 523-530 (https://doi.org/10.1155/2009/757424);
Razowska-Jaworek, L. (2014). Calcium and Magnesium in Groundwater. In Calcium and Magnesium in Groundwater (https://doi.org/10.1201/b17085);
Saleem, M., Hussain, A. & Mahmood, G. (2016). Analysis of groundwater quality using water quality index: A case study of greater Noida (Region), Uttar Pradesh (U.P), India. Cogent Engineering, 3(1), 1-11 (https://doi.org/10.1080/23311916.2016.1237927);
Sediqmal, M., Seddiqi, M.S., Turabi, H. & Wadat, M.N. (2022). Urbanization impact in terms of quality and quantity of groundwater: Case study of Kabul city. International Journal of Advanced Academic Studies, 4(2), 138-141 (https://doi.org/10.33545/ 27068919.2022.v4.i2c.788);
Sherrard, J.H., Moore, D.R. & Dillaha, T.A. (1987). Total dissolved solids: Determination, sources, effects, and removal. Journal of Environmental Education, 18(2), 19-24 (https://doi.org/10.1080/00958964.1987.9943484);
Shnizai, Z. & Iqbal, A.R. (n.d.). Physico-Chemical Properties of Groundwater In The Kabul Basin, Afghanistan;
The 17 Goals | Sustainable Development (n.d.). Retrieved August 6, 2024 (https://sdgs. un.org/goals);
Tünnermeier, T. & Houben, Dr.G. (2005). Hydrogeology of the Kabul Basin Part I: Geology, aquifer characteristics, climate and hydrography, 46;
Turbidity and Water (n.d.). Retrieved July 26, 2021 (https://www.usgs.gov/special-topic/water-science-school/science/turbidity-and-water?qt-science_center_objects=0#qt-science_center_objects);
USGS (2013). Groundwater Levels in the Kabul Basin, Issue 182;
Vasanthavigar, M., Srinivasamoorthy, K., Vijayaragavan, K., Rajiv Ganthi, R., Chidambaram, S., Anandhan, P., Manivannan, R. & Vasudevan, S. (2010). Application of water quality index for groundwater quality assessment: Thirumanimuttar sub-basin, Tamilnadu, India. Environmental Monitoring and Assessment, 171(1-4), 595-609 (https://doi.org/10 .1007/s10661-009-1302-1);
What Causes Water Hardness – Effects and Solutions for Hard Water (n.d.). Retrieved July 26, 2021 (https://ecolifemaster.com/what-causes-water-hardness/);
What is TDS in Water and it’s Effects? How to Reduce TDS of Water? (n.d.). Retrieved July 26, 2021 (https://www.bestrowaterpurifier.in/blog/what-is-tds-level-in-water/);
What is TDS Level in Water? Find Permissible limit of TDS in drinking water (n.d.). Retrieved July 26, 2021 (http://water-purifiers.com/tds-level-water-need-maintain/);
World Health Organization (WHO), Hardness in drinking water (2010);
WHO (2017a). Guidelines for drinking-water quality: Fourth edition incorporating first addendum (4th ed. + 1st add) (https://iris.who.int/handle/10665/254637);
WHO (2017b). Guidelines for drinking-water quality: Fourth edition incorporating first addendum (4th ed. + 1st add) (https://iris.who.int/handle/10665/254637);
Yogendra, K. & Puttaiah, E.T. (2008). Determination of Water Quality Index and Suitability of an Urban Waterbody in Shimoga Town, Karnataka. Proceedings of Taal2007: The 12th World Lake Conference: 342-346 Determination, 342-346.
индекс качества воды (ИКВ), интерполяции обратных взвешенных расстояний (ОВР), провинция Кабул, фи-зико-химические параметры