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Jul 05, 2023

Approccio chemiometrico per valutare il comportamento chimico dell'acqua piovana in alta quota nel bacino di Shaune Garang, Himalaya occidentale

Scientific Reports volume 12, Numero articolo: 12774 (2022) Cita questo articolo 1182 Accessi 3 Citazioni 5 Dettagli metriche altmetriche La presente ricerca è stata eseguita per analizzare la sostanza chimica

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La presente ricerca è stata eseguita per analizzare il comportamento chimico dell'acqua piovana del bacino idrografico Shaune Garang (32,19° N, 78,20° E) nel bacino di Baspa, situato ad un'altitudine elevata (4221 m sopra il livello medio del mare) nell'Himachal Himalaya, India. Durante il periodo di studio, sono stati raccolti sedici campioni di acqua piovana dal bacino di Shaune Garang in cinque siti diversi. Il valore pH medio ponderato in volume (VWM) dell'acqua piovana variava tra 4,59 e 6,73, con un valore medio di 5,47 ± 0,69, indicando la natura alcalina delle precipitazioni. La forza ionica totale nell'acqua piovana variava da 113,4 a 263,3 µeq/l con un valore medio di 169,1 ± 40,4 µeq/l. I principali cationi dominanti erano Ca2+ (43,10%) e Na+ (31,97%) e gli anioni erano Cl− (37,68%), SO42− (28,71%) e NO3− (23,85%) nell'acqua piovana. I rapporti ionici sono stati calcolati tra tutti gli ioni. La frazione di (NO3− +Cl−) con SO42− è stata misurata come 2,3, che specifica i lati acidi dell'acqua piovana dovuti a HNO3, H2SO4 e HCl. Una valutazione statistica multivariata della chimica dell'acqua piovana attraverso l'analisi delle componenti principali (PCA) mostra la significatività di quattro fattori che controllano il 78,37% della varianza totale, inclusi i quattro componenti (PC1 spiegato 27,89%, PC2 spiegato 24,98%, PC3 spiegato 14,64%, PC4 spiegato 10,85%). Tuttavia, il contributo individuale del Fattore 1 (PC1) spiega il 27,89% della varianza totale (78,37%) e mostra un carico fortemente ottimistico per Ca2+ e Cl−. Inoltre, un carico elevato di Ca2+ e NO3− e un carico moderato di SO42− indicano il contributo della combustione di combustibili fossili e polvere del suolo. Gli inquinanti antropogenici e naturali influenzano la composizione dell’acqua piovana nell’Himalaya incontaminato a causa del trasporto locale e a lunga distanza. L’area di studio riceve precipitazioni da ovest e nord-ovest, trasportando polveri ed emissioni di combustibili fossili dal deserto del Thar e dai paesi nordoccidentali.

La regione himalayana fornisce un ecosistema unico e una risorsa idrica per molti fiumi in paesi come India, Nepal, Bhutan, Pakistan e Cina. I ghiacciai dell'Himalaya fungono da "torri d'acqua" e forniscono una quantità significativa di acqua di fusione alla popolazione a valle1. Tuttavia, il ritiro dei ghiacciai himalayani dovuto all’alterazione e alla variazione del modello delle precipitazioni nel regime ha un impatto sul cambiamento climatico2. Inoltre, l’inquinamento atmosferico come aerosol, polvere e particolato minaccia la regione himalayana alterando il bilancio delle radiazioni. Negli ultimi anni, gli inquinanti atmosferici sono aumentati in misura estrema a causa della crescita redditizia della popolazione. L’aumento della popolazione induce un aumento dell’industrializzazione, dell’urbanizzazione e del consumo di energia3,4,5. Inoltre, la contaminazione dell’aria rappresenta la quinta minaccia di morte più importante a livello globale, più grande della scarsità di cibo, del consumo di alcol e di uno stile di vita fisicamente inattivo6. Gli studi sulla chimica dell'acqua piovana riflettono la contaminazione dell'aria fornita all'atmosfera da fonti naturali o antropiche6. Aiuta a determinare il significato comparativo di varie cause e a prevedere la probabile capacità di tamponare l'acidificazione in futuro7. Aiuta anche a comprendere la quantificazione dell'inquinamento rimosso dall'atmosfera. Come meccanismo di rimozione degli inquinanti, le precipitazioni atmosferiche (come pioggia, rugiada e neve) sono le più efficaci. Può rimuovere un'ampia gamma di specie chimiche e aerosol atmosferici, gas solubili e il contributo di varie fonti inquinanti (crostali, marine, antropiche e naturali)8,9,10,11,12,13. Secondo gli studi, l’acidità dell’acqua piovana è diventata un rischio ambientale significativo, influenzando la struttura del suolo, la qualità delle acque sotterranee, la vegetazione, le piante e la salute umana. Di conseguenza, l’Organizzazione Meteorologica Mondiale ha istituito il programma Global Atmospheric Watch per monitorare i cambiamenti della chimica dell’acqua piovana in tutto il mondo attraverso diverse reti di stazioni.