Integrated geophysical investigation techniques for mapping cassava effluent leachate contamination plume, at a dumpsite in Ilero, southwestern Nigeria
- 1. University of Ibadan
- 2. Olabisi Onabanjo University
Description
The subsurface illuminating strength of integrating Electrical Resistivity (ER) and Frequency Domain Electromagnetic (FDEM) geophysical investigation techniques to evaluate the level of subsurface leachate contamination plume generated by indiscriminate dumping of cassava product processing effluents and wastes around a dumpsite near cassava processing mill at Ilero southwestern Nigeria, has been demonstrated in this study. The lateral spread as well as depth extent of the cassava waste effluent leachate plume was determined from the subsurface resistivity and conductivity models generated from combined ER and FDEM geophysical surveys carried out through eight (8) Electrical Resistivity Tomography (ERT), eight (8) FDEM and (2) Vertical Electrical Sounding (VES) measurement profiles and stations purposively established across the dumpsite. Quality checked, inverted and depth matched ER and FDEM data generated 1D, 2D, and 3D resistivity and conductivity distribution in the form of subsurface logs, sections, constant depth maps and earth model employed to characterize the study area. Electrical resistivity result presents resistivity distribution that range in value between 21 Ωm to 213 Ωm from the topsoil to depths beyond 7.5 m. The FDEM sections and depth maps show conductivity distribution range between 4 mS/m – 286 mS/m across the dump site and provided information up to a depth of 60 m. The VES results generally delineate three (3) georesistivity layers, which include topsoil, weathered and fractured basement layers, occurring at depth between 0.4 – 10.0 m with characteristic resistivity values from 33.5 Ωm – 37.9 Ωm. The 3D resistivity and conductivity models generated by integrating the various results indicate anomalously low resistivity and relatively high conductivity (21 – 30 Ωm; 11 mS/m – 40 mS/m) zone which defines contamination plume in the central part of the cassava effluents and waste dumpsite. This study has through integrated electrical resistivity and frequency domain electromagnetic geophysical methods of investigation highlighted the subsurface contaminating potential of indiscriminating dumping of agricultural processing effluent and wastes, especially of cassava effluent, which has toxic cyanogenicglucosides constituent that is deleterious to the environment.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
تم توضيح قوة الإضاءة تحت السطحية لدمج تقنيات الفحص الجيوفيزيائي للمقاومة الكهربائية والمجال الكهرومغناطيسي للتردد لتقييم مستوى عمود التلوث بالنض تحت السطح الناتج عن الإغراق العشوائي لنفايات معالجة منتجات المنيهوت والنفايات حول مكب بالقرب من مطحنة معالجة المنيهوت في إيليرو جنوب غرب نيجيريا، في هذه الدراسة. تم تحديد الانتشار الجانبي وكذلك مدى عمق عمود نفايات الكسافا السائلة من نماذج المقاومة والموصلية تحت السطحية الناتجة عن المسوحات الجيوفيزيائية المشتركة بين ER و FDEM التي تم إجراؤها من خلال ثمانية (8) التصوير المقطعي للمقاومة الكهربائية (ERT) وثمانية (8) FDEM و (2) ملفات قياس السبر الكهربائي العمودي (VES) والمحطات التي تم إنشاؤها بشكل هادف عبر المكب. تم فحص الجودة وعكسها ومطابقتها مع بيانات ER و FDEM التي تم إنشاؤها 1D و 2D و 3D المقاومة وتوزيع الموصلية في شكل سجلات تحت السطح وأقسام وخرائط عمق ثابتة ونموذج أرضي يستخدم لتوصيف منطقة الدراسة. تعرض نتيجة المقاومة الكهربائية توزيع المقاومة الذي يتراوح في القيمة بين 21 أوم إلى 213 أوم من التربة السطحية إلى أعماق تتجاوز 7.5 متر. تُظهر أقسام FDEM وخرائط العمق نطاق توزيع الموصلية بين 4 مللي ثانية/م – 286 مللي ثانية/م عبر موقع التفريغ وقدمت معلومات تصل إلى عمق 60 م. تحدد نتائج VES بشكل عام ثلاث (3) طبقات من المقاومة الأرضية، والتي تشمل طبقات التربة السطحية والطبقات السفلية المجوية والمتصدعة، والتي تحدث على عمق يتراوح بين 0.4 – 10.0 متر مع قيم مقاومة مميزة من 33.5 أوم – 37.9 أوم. تشير نماذج المقاومة والموصلية ثلاثية الأبعاد الناتجة عن دمج النتائج المختلفة إلى مقاومة منخفضة بشكل غير عادي وموصلية عالية نسبيًا (21 – 30 أوم ؛ 11 مللي ثانية/م – 40 مللي ثانية/م) والتي تحدد عمود التلوث في الجزء المركزي من نفايات الكسافا السائلة ومكب النفايات. سلطت هذه الدراسة الضوء من خلال المقاومة الكهربائية المتكاملة ونطاق الترددات الجيوفيزيائية الكهرومغناطيسية على إمكانات التلوث تحت السطحي للإغراق العشوائي لنفايات المعالجة الزراعية والنفايات السائلة، وخاصة نفايات المنيهوت، التي تحتوي على مكونات سيانوجينية سامة ضارة بالبيئة.Translated Description (French)
La force d'éclairage souterrain de l'intégration de la résistivité électrique (ER) et des techniques d'investigation géophysique électromagnétique en fréquence (FDEM) pour évaluer le niveau de panache de contamination des lixiviats souterrains généré par le déversement aveugle d'effluents et de déchets de traitement des produits du manioc autour d'un dépotoir près d'une usine de traitement du manioc à Ilero, au sud-ouest du Nigeria, a été démontrée dans cette étude. La propagation latérale ainsi que l'étendue de la profondeur du panache de lixiviat des effluents de déchets de manioc ont été déterminées à partir des modèles de résistivité et de conductivité souterrains générés à partir des levés géophysiques combinés ER et FDEM effectués par huit (8) tomographies de résistivité électrique (ERT), huit (8) FDEM et (2) profils de mesure et stations de sondage électrique vertical (ves) établis à dessein dans le site d'enfouissement. Les données ER et FDEM vérifiées en qualité, inversées et adaptées en profondeur ont généré une distribution de résistivité et de conductivité 1D, 2D et 3D sous forme de diagraphies souterraines, de sections, de cartes à profondeur constante et de modèle terrestre utilisés pour caractériser la zone d'étude. Le résultat de la résistivité électrique présente une distribution de résistivité comprise entre 21 Ωm et 213 Ωm depuis la couche arable jusqu'à des profondeurs supérieures à 7,5 m. Les sections FDEM et les cartes de profondeur montrent une plage de distribution de conductivité comprise entre 4 mS/m et 286 mS/m sur le site de décharge et fournissent des informations jusqu'à une profondeur de 60 m. Les résultats des ves délimitent généralement trois (3) couches de géorésistance, qui comprennent la couche arable, les couches altérées et fracturées du sous-sol, se produisant à une profondeur comprise entre 0,4 et 10,0 m avec des valeurs de résistivité caractéristiques de 33,5 Ωm à 37,9 Ωm. Les modèles 3D de résistivité et de conductivité générés par l'intégration des différents résultats indiquent une résistivité anormalement faible et une conductivité relativement élevée (21 – 30 Ωm ; 11 mS/m – 40 mS/m) dans la zone qui définit le panache de contamination dans la partie centrale des effluents de manioc et du site de décharge. Cette étude a, grâce à des méthodes d'investigation géophysiques électromagnétiques intégrées dans le domaine de la résistivité électrique et de la fréquence, mis en évidence le potentiel de contamination souterraine d'un déversement indiscriminé d'effluents et de déchets de traitement agricole, en particulier d'effluents de manioc, dont le constituant cyanogène glucosidique toxique est nocif pour l'environnement.Translated Description (Spanish)
La fuerza de iluminación del subsuelo de la integración de las técnicas de investigación geofísica de Resistividad Eléctrica (ER) y Electromagnética de Dominio de Frecuencia (FDEM) para evaluar el nivel de pluma de contaminación de lixiviados del subsuelo generada por el vertido indiscriminado de efluentes y desechos de procesamiento de productos de yuca alrededor de un vertedero cerca de la fábrica de procesamiento de yuca en Ilero, suroeste de Nigeria, se ha demostrado en este estudio. La extensión lateral y la profundidad del penacho de lixiviado de efluentes de residuos de yuca se determinaron a partir de los modelos de resistividad y conductividad subsuperficial generados a partir de estudios geofísicos combinados de ER y FDEM llevados a cabo a través de ocho (8) perfiles y estaciones de medición de Tomografía de Resistividad Eléctrica (ERT), ocho (8) FDEM y (2) Sondeo Eléctrico Vertical (VES) establecidos a propósito en todo el vertedero. Los datos de ER y FDEM de calidad comprobada, invertida y de profundidad coincidente generaron resistividad 1D, 2D y 3D y distribución de conductividad en forma de registros subterráneos, secciones, mapas de profundidad constante y modelo de tierra empleado para caracterizar el área de estudio. El resultado de la resistividad eléctrica presenta una distribución de la resistividad que varía en valor entre 21 Ωm y 213 Ωm desde la capa superior del suelo hasta profundidades superiores a 7,5 m. Las secciones de FDEM y los mapas de profundidad muestran un rango de distribución de conductividad entre 4 mS/m – 286 mS/m en todo el vertedero y proporcionaron información hasta una profundidad de 60 m. Los resultados de VES generalmente delinean tres (3) capas de georresistividad, que incluyen capas de la capa superficial del suelo, capas basales erosionadas y fracturadas, que ocurren a una profundidad entre 0.4 – 10.0 m con valores de resistividad característicos de 33.5 Ωm – 37.9 Ωm. Los modelos de resistividad y conductividad 3D generados mediante la integración de los diversos resultados indican una zona de resistividad anómalamente baja y conductividad relativamente alta (21 – 30 Ωm; 11 mS/m – 40 mS/m) que define la columna de contaminación en la parte central de los efluentes de yuca y el vertedero de residuos. Este estudio ha destacado, a través de métodos de investigación geofísicos electromagnéticos integrados de resistividad eléctrica y dominio de frecuencia, el potencial contaminante subsuperficial del vertido indiscriminado de efluentes y desechos de procesamiento agrícola, especialmente de efluentes de yuca, que tiene constituyentes cianogénicos tóxicos que son perjudiciales para el medio ambiente.Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تقنيات التحقيق الجيوفيزيائية المتكاملة لرسم خرائط عمود تلوث نفايات الكسافا السائلة، في مكب في إيليرو، جنوب غرب نيجيريا
- Translated title (French)
- Techniques d'investigation géophysique intégrées pour cartographier le panache de contamination des lixiviats d'effluents de manioc, sur un site de décharge à Ilero, dans le sud-ouest du Nigeria
- Translated title (Spanish)
- Técnicas integradas de investigación geofísica para mapear la pluma de contaminación de lixiviados de efluentes de yuca, en un vertedero en Ilero, suroeste de Nigeria
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3016324222
- DOI
- 10.1016/j.sciaf.2020.e00374
References
- https://openalex.org/W2177288697
- https://openalex.org/W2314182880
- https://openalex.org/W2778244402