Published December 1, 2023 | Version v1
Publication Metadata-only

Evaluation of Groundwater contamination and the Health Risk Due to Landfills using integrated geophysical methods and Physiochemical Water Analysis

Creators

  • 1. Texas Christian University
  • 2. University of Miskolc
  • 3. Mansoura University
  • 4. Qassim University

Description

The wobbly state of waste management (WM) and the high level of environmental irresponsibility pose a significant threat to environmental health, which invariably endangers public health, regional groundwater systems and atmospheric conditions. These unruly human factors have compelled this study to apply integrated geophysical methods, physiochemical water analysis, diagnostic survey questionnaires (DSQs) and reconnaissance surveys (RSs) to assess the environmental impacts and the possible public health risks of poor WM in Northern Nigeria. Geophysical investigation delineated leachate plume accumulated zones as conductive regions, which were captured within the depth of 0–10.5 m with low resistivity contrast relatively below 9.0 Ωm. The resistivity data of the overburden topsoil overlying the regional aquifer vary between 3.7 Ωm and 23 Ωm within the dumpsites and 111 Ωm – 413 Ωm off-dumpsites. The investigation was extended to 20 m–55 m off-dumpsites to monitor the impacts of landfills on the ambient environment. The resistivity data shows that the landfill leachate plumes have compromised the integrity of the regional subsoil, which invariably questions the purity of the groundwater. The physiochemical data depicts high content of BOD (79 – 811) mg/l, COD (99 – 1997) mg/l, TDS (511 – 2117) mg/l, while the level of the heavy metals (HMs) content across the three water sources vary significantly with Fe (0.210 – 2.997) mg/l, Pb (0.028 – 2.121) mg/l, Cr (0.029 – 1.413) mg/l, Cd (0.021 – 0.722) mg/l. The high content of organic substances and HMs present in the sample water may have altered the chemistry of the regional surface and groundwater, which are detrimental to human health. The comparative evaluation of the regional groundwater susceptibilities to the surface contaminants emerging from dumpsites/landfills in various geological locations shows that the landfill leachate plumes may be responsible for the regional groundwater pollution encountered in the water sample. The HMs-dominated leachate plumes penetrating the subsoil seem to have significantly influenced the electrical resistivity values of the landfill subsurface stratiform. A Strong media investment to enlighten the people is critical in going forward. This article will aid stakeholders in making strategic decisions to minimize the adverse effects of uncontrolled landfills.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تشكل الحالة المتذبذبة لإدارة النفايات والمستوى العالي من عدم المسؤولية البيئية تهديدًا كبيرًا للصحة البيئية، مما يهدد دائمًا الصحة العامة وأنظمة المياه الجوفية الإقليمية والظروف الجوية. أجبرت هذه العوامل البشرية الجامحة هذه الدراسة على تطبيق الأساليب الجيوفيزيائية المتكاملة، وتحليل المياه الفيزيائية والكيميائية، واستبيانات المسح التشخيصي (DSQs) ومسوحات الاستطلاع (RSs) لتقييم الآثار البيئية والمخاطر المحتملة على الصحة العامة لضعف إدارة المياه في شمال نيجيريا. حدد الفحص الجيوفيزيائي المناطق المتراكمة لعمود الرشح كمناطق موصلة، والتي تم التقاطها في عمق 0-10.5 متر مع تباين منخفض المقاومة أقل نسبيًا من 9.0 أوم. تتراوح بيانات مقاومة التربة السطحية المثقلة فوق طبقة المياه الجوفية الإقليمية بين 3.7 أوم و 23 أوم داخل مكبات النفايات و 111 أوم – 413 أوم خارج مكبات النفايات. تم تمديد التحقيق إلى 20 مترًا -55 مترًا من مكبات النفايات لرصد آثار مدافن النفايات على البيئة المحيطة. تُظهر بيانات المقاومة أن أعمدة رشح مردم النفايات قد أضرّت بسلامة التربة الجوفية الإقليمية، والتي تشكك دائمًا في نقاء المياه الجوفية. تصور البيانات الفيزيوكيميائية نسبة عالية من BOD (79 – 811) ملغم/لتر، COD (99 – 1997) ملغم/لتر، TDS (511 – 2117) ملغم/لتر، في حين أن مستوى محتوى المعادن الثقيلة (HMs) عبر مصادر المياه الثلاثة يختلف اختلافًا كبيرًا مع Fe (0.210 – 2.997) ملغم/لتر، Pb (0.028 – 2.121) ملغم/لتر، Cr (0.029 – 1.413) ملغم/لتر، Cd (0.021 – 0.722) ملغم/لتر. قد يكون المحتوى العالي من المواد العضوية و HMs الموجودة في مياه العينة قد غير كيمياء المياه السطحية والجوفية الإقليمية، والتي تضر بصحة الإنسان. يُظهر التقييم المقارن لقابلية تعرض المياه الجوفية الإقليمية للملوثات السطحية الناشئة عن مقالب القمامة/مدافن النفايات في مواقع جيولوجية مختلفة أن أعمدة رشح مردم النفايات قد تكون مسؤولة عن تلوث المياه الجوفية الإقليمي الذي تمت مواجهته في عينة المياه. يبدو أن أعمدة المادة المرتشحة التي تهيمن عليها HMs والتي تخترق التربة التحتية قد أثرت بشكل كبير على قيم المقاومة الكهربائية للطبقة تحت السطحية لمكب النفايات. يعد الاستثمار الإعلامي القوي لتنوير الناس أمرًا بالغ الأهمية للمضي قدمًا. ستساعد هذه المقالة أصحاب المصلحة في اتخاذ قرارات استراتيجية لتقليل الآثار الضارة لمدافن النفايات غير الخاضعة للرقابة.

Translated Description (French)

L'état bancal de la gestion des déchets (GD) et le niveau élevé d'irresponsabilité environnementale constituent une menace importante pour la santé environnementale, qui met invariablement en danger la santé publique, les systèmes régionaux d'eaux souterraines et les conditions atmosphériques. Ces facteurs humains indisciplinés ont contraint cette étude à appliquer des méthodes géophysiques intégrées, une analyse physiochimique de l'eau, des questionnaires de diagnostic (DSQ) et des enquêtes de reconnaissance (RS) pour évaluer les impacts environnementaux et les risques possibles pour la santé publique de la mauvaise gestion des eaux dans le nord du Nigeria. L'enquête géophysique a délimité les zones accumulées de panache de lixiviat comme des régions conductrices, qui ont été capturées dans la profondeur de 0-10,5 m avec un contraste de faible résistivité relativement inférieur à 9,0 Ωm. Les données de résistivité de la couche arable de morts-terrains recouvrant l'aquifère régional varient entre 3,7 Ωm et 23 Ωm dans les décharges et 111 Ωm – 413 Ωm hors des décharges. L'enquête a été étendue à 20 m–55 m hors des décharges pour surveiller les impacts des décharges sur l'environnement ambiant. Les données de résistivité montrent que les panaches de lixiviat des décharges ont compromis l'intégrité du sous-sol régional, ce qui remet invariablement en question la pureté des eaux souterraines. Les données physiochimiques décrivent une teneur élevée en DBO (79 – 811) mg/l, DCO (99 – 1997) mg/l, TDS (511 – 2117) mg/l, tandis que le niveau de la teneur en métaux lourds (HM) dans les trois sources d'eau varie considérablement avec Fe (0,210 – 2,997) mg/l, Pb (0,028 – 2,121) mg/l, Cr (0,029 – 1,413) mg/l, Cd (0,021 – 0,722) mg/l. La teneur élevée en substances organiques et en métaux lourds présents dans l'eau de l'échantillon peut avoir modifié la chimie des eaux de surface et souterraines régionales, ce qui est préjudiciable à la santé humaine. L'évaluation comparative des susceptibilités régionales des eaux souterraines aux contaminants de surface émergeant des décharges/décharges dans divers sites géologiques montre que les panaches de lixiviat des décharges peuvent être responsables de la pollution régionale des eaux souterraines rencontrée dans l'échantillon d'eau. Les panaches de lixiviat dominés par les métaux lourds pénétrant dans le sous-sol semblent avoir influencé de manière significative les valeurs de résistivité électrique de la stratification souterraine de la décharge. Un investissement médiatique fort pour éclairer les gens est essentiel pour aller de l'avant. Cet article aidera les parties prenantes à prendre des décisions stratégiques pour minimiser les effets néfastes des décharges non contrôlées.

Translated Description (Spanish)

El estado tambaleante de la gestión de residuos (MM) y el alto nivel de irresponsabilidad ambiental representan una amenaza significativa para la salud ambiental, que invariablemente pone en peligro la salud pública, los sistemas regionales de aguas subterráneas y las condiciones atmosféricas. Estos factores humanos rebeldes han obligado a este estudio a aplicar métodos geofísicos integrados, análisis fisicoquímicos del agua, cuestionarios de encuestas de diagnóstico (DSQ) y encuestas de reconocimiento (RS) para evaluar los impactos ambientales y los posibles riesgos para la salud pública de la mala gestión del agua en el norte de Nigeria. La investigación geofísica delineó las zonas acumuladas de penacho de lixiviado como regiones conductoras, que fueron capturadas dentro de la profundidad de 0–10.5 m con un contraste de baja resistividad relativamente por debajo de 9.0 Ωm. Los datos de resistividad de la capa superficial del suelo que cubre el acuífero regional varían entre 3,7 Ωm y 23 Ωm dentro de los vertederos y 111 Ωm – 413 Ωm fuera de los vertederos. La investigación se extendió a 20 m-55 m fuera de los vertederos para monitorear los impactos de los vertederos en el medio ambiente. Los datos de resistividad muestran que las plumas de lixiviados de los vertederos han comprometido la integridad del subsuelo regional, lo que invariablemente cuestiona la pureza del agua subterránea. Los datos fisioquímicos representan un alto contenido de DBO (79 – 811) mg/l, DQO (99 – 1997) mg/l, TDS (511 – 2117) mg/l, mientras que el nivel del contenido de metales pesados (HM) en las tres fuentes de agua varía significativamente con Fe (0.210 – 2.997) mg/l, Pb (0.028 – 2.121) mg/l, Cr (0.029 – 1.413) mg/l, Cd (0.021 – 0.722) mg/l. El alto contenido de sustancias orgánicas y HM presentes en el agua de muestra puede haber alterado la química de las aguas superficiales y subterráneas regionales, lo que es perjudicial para la salud humana. La evaluación comparativa de las susceptibilidades regionales de las aguas subterráneas a los contaminantes superficiales que emergen de los vertederos/vertederos en varios lugares geológicos muestra que las plumas de lixiviados de los vertederos pueden ser responsables de la contaminación regional de las aguas subterráneas encontrada en la muestra de agua. Las plumas de lixiviado dominadas por HMs que penetran en el subsuelo parecen haber influido significativamente en los valores de resistividad eléctrica del estratiforme del subsuelo del vertedero. Una fuerte inversión en medios para iluminar a la gente es fundamental para avanzar. Este artículo ayudará a las partes interesadas a tomar decisiones estratégicas para minimizar los efectos adversos de los vertederos no controlados.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تقييم تلوث المياه الجوفية والمخاطر الصحية الناجمة عن مدافن النفايات باستخدام الأساليب الجيوفيزيائية المتكاملة وتحليل المياه الفيزيائية والكيميائية
Translated title (French)
Évaluation de la contamination des eaux souterraines et du risque sanitaire dû aux décharges en utilisant des méthodes géophysiques intégrées et l'analyse physiochimique de l'eau
Translated title (Spanish)
Evaluación de la contaminación del agua subterránea y el riesgo para la salud debido a los vertederos utilizando métodos geofísicos integrados y análisis fisicoquímicos del agua

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4387637557
DOI
10.1016/j.cscee.2023.100523

Is supplement to
https://openalex.org/W2883139762 (Other)
https://openalex.org/W2088917074 (Other)
https://openalex.org/W2085016568 (Other)
https://openalex.org/W2077960828 (Other)
https://openalex.org/W2069999790 (Other)
https://openalex.org/W2048712362 (Other)
https://openalex.org/W2029597891 (Other)
https://openalex.org/W2023716556 (Other)
https://openalex.org/W2016209990 (Other)
https://openalex.org/W1996274509 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Nigeria

References

  • https://openalex.org/W2087584820
  • https://openalex.org/W2187654724
  • https://openalex.org/W2395221057
  • https://openalex.org/W2739153583
  • https://openalex.org/W2792420451
  • https://openalex.org/W2803220515
  • https://openalex.org/W2810589509
  • https://openalex.org/W2907529398
  • https://openalex.org/W2913882479
  • https://openalex.org/W2945325839
  • https://openalex.org/W3082925269
  • https://openalex.org/W3091993949
  • https://openalex.org/W3162274419
  • https://openalex.org/W3201988305
  • https://openalex.org/W4200049063
  • https://openalex.org/W4210670750
  • https://openalex.org/W4283777521
  • https://openalex.org/W4310170733
  • https://openalex.org/W4319241012
  • https://openalex.org/W4366245860
  • https://openalex.org/W4367059855
  • https://openalex.org/W4382394641
  • https://openalex.org/W4383877533
  • https://openalex.org/W4386879799
  • https://openalex.org/W4386980884