Hydrogeochemistry of arsenic, fluoride, and other trace elements in groundwater in northern Tanzania
Occurrence, distribution, and impacts on drinking water quality
Tid: On 2023-04-05 kl 14.00
Plats: Sahara, Teknikringen 10B, Stockholm
Videolänk: https://kth-se.zoom.us/j/62010864863
Språk: Engelska
Ämnesområde: Mark- och vattenteknik
Respondent: Fanuel Josephat Ligate , Vatten- och miljöteknik, KTH-International Groundwater Arsenic Research Group
Opponent: Professor Joyanto Routh, Department of Thematic Studies (TEMA), Linköping University
Handledare: Professor Prosun Bhattacharya, Vatten- och miljöteknik; Professor Felix W Mtalo, Department of Water Resources Engineering, University of Dar es Salaam; Professor Jyoti Prakash Maity, Department of Chemistry, School of Applied Sciences, KIIT Deemed to be University, Bhubaneswar, Odisha 751024, India
QC 20230315
Abstract
Förekomsten av arsenik (As), fluorid (F-) och andra spårämnen (TE) med potentiell toxicitet i grundvattnet är ett globalt miljöproblem. Enligt den nationella kartläggningsdatabasen för vattenresurser kommer omkring 76 % av dricksvattenförsörjningen i Tanzania från grundvattenkällor. I norra Tanzania står grundvattnet för mer än 80 % av dricksvattenförsörjningen. Även om grundvattnets stora betydelse i norra Tanzania, grundvattenkvalitet med avseende på geogena föroreningar är inte optimalt förstått. Denna studie fokuserade på att uppskatta grundvattenkvaliteten med hjälp av analytiska, geokemiska modellerings-, statistiska och GIS-teknik som utfördes för att belysa grundvattnets kemiska kvalitet för att säkerställa dricksvattenförsörjning i Tanzania. Fluor etablerades som den främsta geogena grundvattenföroreningen i norra Tanzania, särskilt i avrinningsområden Pangani och Internal Drainage Basin, delar av Östafrikanska gravsänkesystemet (East Africa Rift Valley-system, EARV). Cirka 8 % och 57.6 % av vattenproverna från Geita och Sanya alluvial slätt har visat F- koncentration över WHO:s riktlinjer (1.5 mg/L) för dricksvatten. Den höga F- koncentrationen i grundvattnet härrör från F-rika mineraler och askavlagringar från de granitiska och alkaliska vulkaniska moderbergarterna. Konsumtionen av förhöjda koncentrationer av F- i grundvatten har orsakat omfattande tand-, skelett- och förlamande fluoros bland lokala befolkning. I guldfälten i Lake Victoria Basin (LVB) rapporterades As som den främsta forekommande geogena föroreningen med konsekvent hälsoproblem bland befolkning i området. Arsenik koncentrationen i 50 % och 82 % av grundvattenproverna från Tarime respektiv Geita översteg WHO:s riktlinjer (10 µg/L). Den höga koncentrationen av As i grundvattnet från LVB var starkt förknippad med naturliga geokemiska processer såväl som guldbrytningsaktiviteter. Resultat från geokemisk modellering visade att As-mobilisering påverkades av oxidativ och/eller reduktiv upplösning av As-innehållande sulfidmineraler respektive As-innehållande järnmineraler från moderbergarterna. Koncentration av andra spårämnen så som aluminium, krom, kobolt, koppar, järn, mangan, nickel och zink var under WHO:s riktlinjer för dricksvatten. Den rumsliga variationen av As och F- koncentrationen från dricksvattentäkter var relaterade till de olika grundvattennivåerna, djupet till brunnskärm och kontakttid för grundvattnets interaktion med de As och F-innehållande mineralerna i berg under grundvattenflödet. Dessutom bevattningsvatten från de F- förorenade grundvatten som används från borrade brunnar utgör risker för att förorena de grunda akvifererna som är lättillgängliga för konsumtion av människor och husdjur. De nuvarande WHO rekommenderade riktlinjerna för 10 µg As/L och 1.5 mg F-/L intag för människor är öppna för ytterligare epidemiologisk granskning, särskilt med tanke på kronisk/långvarig exponering i regionen. Den föreliggande studien belyser behovet av storskaliga utredningar för hydrogeokemiska och mänskliga hälsorisker när det gäller geogena föroreningar i regionen. Resultaten bidrar till de lokala, regionala och globala initiativen mot hållbart utnyttjande av grundvattenresurser i enlighet med Sustainable Development Goal (SDG) 6 för universell tillgång till rent vatten och sanitet för alla.