Hydrochemical Characterization and Assessment of Groundwater Quality in the Mining Environment of Afema Township (South-East of Côte d’Ivoire)
Keywords:
Mining, metal pollution, water resources, water quality index, Afema
Abstract
Afema Township, located in the department of Aboisso, was mined from 1992 to 1998. At the end of the exploitation, the sites did not undergo any real rehabilitation work. In order to determine the impact of these mining activities on the physicochemical characteristics and quality of groundwater, this study was undertaken. The results of the water analyses collected in the mining area were processed using Piper's triangular diagram and Principal Component Analysis (PCA). The methodological approach consisted, first of all, in determining the hydro-facies of the waters studied, then in dividing them into different groups on the basis of their hydro-chemical similarity and in identifying the factors likely to explain both the origin of the parameters studied and their correlation. Finally, the overall quality of these waters was estimated from the calculation of the quality index. The results showed that the waters studied were divided into two main families: chloride-calcium-magnesium waters and bicarbonate-calcium-magnesium waters. They were on the whole weakly mineralized, with an average electrical conductivity of 195.76 μS.cm-1. This mineralization was controlled by two essential phenomena, the residence time of water in the aquifers and surface infiltration and leaching from unsaturated ground. The physico-chemical quality of the groundwater studied complied with the standards of potability recommended by the WHO. However, the results also showed high levels of cadmium (0.052 mg.L-1) and lead (0.058 mg.L-1); this explained the overall poor quality of these waters according to the water quality index. Thus, the studied waters presented a real risk for human consumption. The consumption of these waters by local communities exposes them to health risks.
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References
1. Adiaffi B., Marlin C., Oga Y.M.S., Massault M., Nauret A., Biemi J. (2009). Palaeoclimatic and deforestation effect on the coastal fresh groundwater resources of SE Ivory Coast from isotopic and chemical evidence. J. Hydrol., 369: 130-141.
2. Ahoussi K.E. (2008). Évaluation quantitative et qualitative des ressources en eau dans le Sud de la Côte d’Ivoire. Application de l’hydrochimie et des isotopes de l’environnement à l’étude des aquifères continus et discontinus de la région d’Abidjan-Agboville. Thèse de Doctorat Unique, Univeristé de Cocody, Abidjan, 270p.
3. Ahoussi K.E., Oga Y.M.S., Yao B.F., Kouassi A.M., Soro N., Biémi J. (2011). Caractérisation hydrogéochimique et microbiologique des ressources en eau du site d’un Centre d’Enfouissement Technique (CET) de Côte d’Ivoire : cas du CET de Kossihouen dans le District d’Abidjan (Côte d’Ivoire). Int. J. Biol. Chem. Sci., 5(5): 2114-2132.
4. Aké G.E., Dongo K., Kouadio B.H., Dibi, Saley M.B., Biémi J. (2009) : Contribution des méthodes de vulnérabilité intrinsèque DRASTIC et GOD à l’étude de la pollution par les nitrates dans la région de Bonoua (Sud-Est de la Côte d’Ivoire). European Journal of Scientific Research, vol. 31 (1) : 157-171.
5. Assié K.E. (2008). Lode gold mineralization in the Paleoproterozoic (Birimian) volcano-sedimentary sequence of Afema gold district, southeastern Côte d'Ivoire, PhD thesis, Technical University of Clausthal, Clausthal, 198p.
6. Castilla-Gómez J. & Herrera-Herbert J. (2015). Environmental analysis of mining operations: Dynamic tools for impact Assessment. Minerals Engineering 76 : 87–96.
7. Coulibaly A.S., Mondé S., N’guessan A.Y., Aka K. (2011). Spéciation chimique des éléments traces métalliques dans un environnement lagunaire confiné : la baie de Bietry. Int. J. Biol. Chem. Sci., 5(6): 2543-2556.
8. Dahariya NS, Ramteke S, Sahu BL, Patel KS. Urban Groundwater Quality in India. Journal of Environmental Protection, 7 : 961-971.
9. De Lasme O.Z. (2013). Contribution á une meilleure connaissance des aquifères fissurés du socle précambrien : cas de la région de San-pédro (sud-ouest de la côte d’ivoire). Thèse de Doctorat. Université Félix Houphouët-Boigny, Abidjan, 209p.
10. Goné D.L., Adja J.T., Kamagaté B., Kouamé F., Koffi K., Savané I. (2008). Élimination du fer et du manganèse par aération–filtration des eaux de forage en zone rurale dans les pays en développement : cas de la région de Tiassalé (Sud de la Côte d’Ivoire). European Journal of Scientific Research, 19(3): 558-567.
11. Guillén M.T., Delgado J., Albanese S., Nieto J.M., Lima A., De Vivo B. (2012). Heavy metals fractionation and multivariate statistical techniques to evaluate the environmental risk in soils of Huelva Township (SW Iberian Peninsula). Journal of Geochemical Exploration, 119-120 : 32–43.
12. Idris, A.M. (2008). Combining multivariate analysis and geochemical approaches for assessing heavy metal. Microchemical Journal, 90 : 159–163.
13. Keumean K.N., Bamba S.B., Soro G., Soro N., Métongo B.S., Biémi J. (2013). Concentration en métaux lourds des sédiments de l’estuaire du fleuve Comoé. Journal of Applied Biosciences, 61: 4530-4539.
14. Kogel JE, Trivedi NC, Barker JM, Krukowski ST. 2006. Industrial Minerals Rocks: Commodities, Markets, and Uses, (7th edn). SME-Society for Mining, Metallurgy and Exploration.
15. Kouassi A.M., Ahoussi K.E., Yao K.B., Aké A.Y., Biémi J. (2012). Caractérisation hydrogéochimique des eaux des aquifères fissurés de la zone Guiglo-Duekoué (Ouest de la Côte d’Ivoire). Int. J. Biol. Chem. Sci., 6(1): 504-518.
16. Kouzana L., Ben Mammou A., Gaaloul N. (2007). Intrusion marine et salinisation des eaux d'une nappe phréatique côtière (Korba, Cap-Bon, Tunisie). Geo-Eco-Trop., 31: 57-70.
17. Lakhili F., Benabdelhadi M., Bouderka N., Lahrach H., Lahrach A. (2015). Etude de la qualité physicochimique et de la contamination métallique des eaux de surface du bassin versant de Beht (Maroc). European Scientific Journal, vol.11, No.11, pp. 1857- 7431.
18. Lasm T., Yao K.T., Oga M.S., Kouamé K.F., Jourda P., Kouadio K.E., Baka D. (2008). Analysis of the Physico-Chemical Characteristics of Groundwater in Proterozoic Land Region of the Tiassale Area (Southern Cote D’Ivoire). European Journal of Scientific Research, 20 (3) : 526-543.
19. Lasm T., De Lasme O., Oga M.S., Youanta M., Baka D., Kouamé K.F., Yao K.T. (2011). Caractérisation hydrochimique des aquifères fissurés de la région de San-Pedro (Sud-Ouest de la Côte d’Ivoire). Int. J. Biol. Chem. Sci., 5(2): 642-662.
20. Lions J., Pinson S., Parizot M. (2009). Identification des zones à risque de fond géochimique élevé dans les cours d'eau et les eaux souterraines de la Guyane. Rapport BRGM RP-57860- FR, Grenoble, 119p.
21. Makhoukh M., Sbaa M., Berrahou A.,Vanclooster M., (2011). Contribution à l’étude de l’impact d’un site minier abandonné dans la haute Moulouya sur la qualité de l’Oued Moulouya, Maroc. Afrique Sciences, 7(3): 34-48.
22. Monteiro F.F., Cordeiro R.C., Santelli R.E., Machado W., Evangelista H., Villar L.S., Viana L.C.A., Bidone E.D. (2012). Sedimentary geochemical record of historical anthropogenic activities affecting Guanabara Bay (Brazil) environmental quality. Environ. Earth Sci., 65 : 1661-1669.
23. Outtara Z., N’cho O.C., Gouedji G.F.E., Ouattara G. & Coulibaly Y. (2022). Evaluations Gitologique et Environnementale des Activites Minieres Artisanales Liees a L’or de Doumbiadougou, Duekoue, Ouest de la Cote d’Ivoire. ESI Preprints.
24. Oga M.S., Lasm T., Yao K.T., Soro N., Saley M.B., Kouassi D., Gnamba F. (2009). Caractérisation chimique des eaux des aquifères de Fracture: cas de la région de Tiassalé en Côte d’Ivoire. European Journal of Scientific Research, 31 (1): 72-87.
25. Omanović D., Piżeta I., Vukosav P., Kovács E., Franċsković-Bilinski S., Tamás J. (2015). Assessing element distribution and speciation in a stream at abandoned Pb-Zn mining site by combining classical, in-situ DGT and modelling approaches, Sci. Total Environ., 511 : 423-434.
26. Othmani M.A., Souissi F., Silva E.F., Coynel A. (2015). Geochemistry and potential environmental impact of the mine tailings at Rosh Pinah, southern Namibia, Journal of African Earth Sciences, 111 : 231-243.
27. Ramakrishnaiah C.R., Sadashivaiah C., Ranganna G. (2009). Assessment of water quality index for the groundwater in Tumkur Taluk, Karnatak State, India. E-Journ of Chemis, 6(2): 523-530.
28. Thierrin J., Steffen P., Cornaz S., Vuataz F., Loaser. (2003). Guide pratique de l’échantillonnage des eaux souterraines. Édité par l’Office de l’Environnement des Forêts et du Paysage et la Société Hydrogéologique de Suisse, 91p.
29. Shrestha S.M., Rijal K., Pokhrel R.M. (2016). Assessment of Heavy Metals in Deep Groundwater Resources of the Kathmandu Valley, Nepal. Journal of Environmental Protection, 7 : 516-53.
30. Sielaff K., Einax J.W. (2007). The application of multivariate statistical methods for the evaluation of soil profiles. Journal of Soils and Sediments, 7 : 45–52.
31. Yao K.A.F., Salze D., Lopez-Ferber M., Lasm T., Belcourt O. (2017). Impact of an Abandoned Mine on Surrounding Soils, Surface Water and Stream Sediment: Case of SOMIAF Gold Mine, Côte d’Ivoire. International Journal of Environmental Science and Development, 8 (9) : 642 – 646.
32. Yao K.S.A. & Ahoussi K.E. (2020). Caractérisation physico-chimique des eaux de surface dans un environnement minier du centre-ouest de la Côte d’Ivoire : Cas du Département de Divo. European Scientific Journal, vol.16, No.12, pp. 293 – 315.
33. Yapi Y.H.A., Dongui B.K., Trokourey A., Barima Y.S.S., Essis Y., Atheba P. (2014). Evaluation de la pollution métallique des eaux souterraines et de surface dans un environnement minier aurifère à Hiré (Côte d’Ivoire). Int. J. Biol. Chem. Sci. 8(3): 1281-1289.
2. Ahoussi K.E. (2008). Évaluation quantitative et qualitative des ressources en eau dans le Sud de la Côte d’Ivoire. Application de l’hydrochimie et des isotopes de l’environnement à l’étude des aquifères continus et discontinus de la région d’Abidjan-Agboville. Thèse de Doctorat Unique, Univeristé de Cocody, Abidjan, 270p.
3. Ahoussi K.E., Oga Y.M.S., Yao B.F., Kouassi A.M., Soro N., Biémi J. (2011). Caractérisation hydrogéochimique et microbiologique des ressources en eau du site d’un Centre d’Enfouissement Technique (CET) de Côte d’Ivoire : cas du CET de Kossihouen dans le District d’Abidjan (Côte d’Ivoire). Int. J. Biol. Chem. Sci., 5(5): 2114-2132.
4. Aké G.E., Dongo K., Kouadio B.H., Dibi, Saley M.B., Biémi J. (2009) : Contribution des méthodes de vulnérabilité intrinsèque DRASTIC et GOD à l’étude de la pollution par les nitrates dans la région de Bonoua (Sud-Est de la Côte d’Ivoire). European Journal of Scientific Research, vol. 31 (1) : 157-171.
5. Assié K.E. (2008). Lode gold mineralization in the Paleoproterozoic (Birimian) volcano-sedimentary sequence of Afema gold district, southeastern Côte d'Ivoire, PhD thesis, Technical University of Clausthal, Clausthal, 198p.
6. Castilla-Gómez J. & Herrera-Herbert J. (2015). Environmental analysis of mining operations: Dynamic tools for impact Assessment. Minerals Engineering 76 : 87–96.
7. Coulibaly A.S., Mondé S., N’guessan A.Y., Aka K. (2011). Spéciation chimique des éléments traces métalliques dans un environnement lagunaire confiné : la baie de Bietry. Int. J. Biol. Chem. Sci., 5(6): 2543-2556.
8. Dahariya NS, Ramteke S, Sahu BL, Patel KS. Urban Groundwater Quality in India. Journal of Environmental Protection, 7 : 961-971.
9. De Lasme O.Z. (2013). Contribution á une meilleure connaissance des aquifères fissurés du socle précambrien : cas de la région de San-pédro (sud-ouest de la côte d’ivoire). Thèse de Doctorat. Université Félix Houphouët-Boigny, Abidjan, 209p.
10. Goné D.L., Adja J.T., Kamagaté B., Kouamé F., Koffi K., Savané I. (2008). Élimination du fer et du manganèse par aération–filtration des eaux de forage en zone rurale dans les pays en développement : cas de la région de Tiassalé (Sud de la Côte d’Ivoire). European Journal of Scientific Research, 19(3): 558-567.
11. Guillén M.T., Delgado J., Albanese S., Nieto J.M., Lima A., De Vivo B. (2012). Heavy metals fractionation and multivariate statistical techniques to evaluate the environmental risk in soils of Huelva Township (SW Iberian Peninsula). Journal of Geochemical Exploration, 119-120 : 32–43.
12. Idris, A.M. (2008). Combining multivariate analysis and geochemical approaches for assessing heavy metal. Microchemical Journal, 90 : 159–163.
13. Keumean K.N., Bamba S.B., Soro G., Soro N., Métongo B.S., Biémi J. (2013). Concentration en métaux lourds des sédiments de l’estuaire du fleuve Comoé. Journal of Applied Biosciences, 61: 4530-4539.
14. Kogel JE, Trivedi NC, Barker JM, Krukowski ST. 2006. Industrial Minerals Rocks: Commodities, Markets, and Uses, (7th edn). SME-Society for Mining, Metallurgy and Exploration.
15. Kouassi A.M., Ahoussi K.E., Yao K.B., Aké A.Y., Biémi J. (2012). Caractérisation hydrogéochimique des eaux des aquifères fissurés de la zone Guiglo-Duekoué (Ouest de la Côte d’Ivoire). Int. J. Biol. Chem. Sci., 6(1): 504-518.
16. Kouzana L., Ben Mammou A., Gaaloul N. (2007). Intrusion marine et salinisation des eaux d'une nappe phréatique côtière (Korba, Cap-Bon, Tunisie). Geo-Eco-Trop., 31: 57-70.
17. Lakhili F., Benabdelhadi M., Bouderka N., Lahrach H., Lahrach A. (2015). Etude de la qualité physicochimique et de la contamination métallique des eaux de surface du bassin versant de Beht (Maroc). European Scientific Journal, vol.11, No.11, pp. 1857- 7431.
18. Lasm T., Yao K.T., Oga M.S., Kouamé K.F., Jourda P., Kouadio K.E., Baka D. (2008). Analysis of the Physico-Chemical Characteristics of Groundwater in Proterozoic Land Region of the Tiassale Area (Southern Cote D’Ivoire). European Journal of Scientific Research, 20 (3) : 526-543.
19. Lasm T., De Lasme O., Oga M.S., Youanta M., Baka D., Kouamé K.F., Yao K.T. (2011). Caractérisation hydrochimique des aquifères fissurés de la région de San-Pedro (Sud-Ouest de la Côte d’Ivoire). Int. J. Biol. Chem. Sci., 5(2): 642-662.
20. Lions J., Pinson S., Parizot M. (2009). Identification des zones à risque de fond géochimique élevé dans les cours d'eau et les eaux souterraines de la Guyane. Rapport BRGM RP-57860- FR, Grenoble, 119p.
21. Makhoukh M., Sbaa M., Berrahou A.,Vanclooster M., (2011). Contribution à l’étude de l’impact d’un site minier abandonné dans la haute Moulouya sur la qualité de l’Oued Moulouya, Maroc. Afrique Sciences, 7(3): 34-48.
22. Monteiro F.F., Cordeiro R.C., Santelli R.E., Machado W., Evangelista H., Villar L.S., Viana L.C.A., Bidone E.D. (2012). Sedimentary geochemical record of historical anthropogenic activities affecting Guanabara Bay (Brazil) environmental quality. Environ. Earth Sci., 65 : 1661-1669.
23. Outtara Z., N’cho O.C., Gouedji G.F.E., Ouattara G. & Coulibaly Y. (2022). Evaluations Gitologique et Environnementale des Activites Minieres Artisanales Liees a L’or de Doumbiadougou, Duekoue, Ouest de la Cote d’Ivoire. ESI Preprints.
24. Oga M.S., Lasm T., Yao K.T., Soro N., Saley M.B., Kouassi D., Gnamba F. (2009). Caractérisation chimique des eaux des aquifères de Fracture: cas de la région de Tiassalé en Côte d’Ivoire. European Journal of Scientific Research, 31 (1): 72-87.
25. Omanović D., Piżeta I., Vukosav P., Kovács E., Franċsković-Bilinski S., Tamás J. (2015). Assessing element distribution and speciation in a stream at abandoned Pb-Zn mining site by combining classical, in-situ DGT and modelling approaches, Sci. Total Environ., 511 : 423-434.
26. Othmani M.A., Souissi F., Silva E.F., Coynel A. (2015). Geochemistry and potential environmental impact of the mine tailings at Rosh Pinah, southern Namibia, Journal of African Earth Sciences, 111 : 231-243.
27. Ramakrishnaiah C.R., Sadashivaiah C., Ranganna G. (2009). Assessment of water quality index for the groundwater in Tumkur Taluk, Karnatak State, India. E-Journ of Chemis, 6(2): 523-530.
28. Thierrin J., Steffen P., Cornaz S., Vuataz F., Loaser. (2003). Guide pratique de l’échantillonnage des eaux souterraines. Édité par l’Office de l’Environnement des Forêts et du Paysage et la Société Hydrogéologique de Suisse, 91p.
29. Shrestha S.M., Rijal K., Pokhrel R.M. (2016). Assessment of Heavy Metals in Deep Groundwater Resources of the Kathmandu Valley, Nepal. Journal of Environmental Protection, 7 : 516-53.
30. Sielaff K., Einax J.W. (2007). The application of multivariate statistical methods for the evaluation of soil profiles. Journal of Soils and Sediments, 7 : 45–52.
31. Yao K.A.F., Salze D., Lopez-Ferber M., Lasm T., Belcourt O. (2017). Impact of an Abandoned Mine on Surrounding Soils, Surface Water and Stream Sediment: Case of SOMIAF Gold Mine, Côte d’Ivoire. International Journal of Environmental Science and Development, 8 (9) : 642 – 646.
32. Yao K.S.A. & Ahoussi K.E. (2020). Caractérisation physico-chimique des eaux de surface dans un environnement minier du centre-ouest de la Côte d’Ivoire : Cas du Département de Divo. European Scientific Journal, vol.16, No.12, pp. 293 – 315.
33. Yapi Y.H.A., Dongui B.K., Trokourey A., Barima Y.S.S., Essis Y., Atheba P. (2014). Evaluation de la pollution métallique des eaux souterraines et de surface dans un environnement minier aurifère à Hiré (Côte d’Ivoire). Int. J. Biol. Chem. Sci. 8(3): 1281-1289.
Published
2023-01-17
How to Cite
François Yao, K. A., Ahoussi, K. E., Koffi, Y. B., Sandrine Tivoli, L. M., Salze, D., & Lopez-Ferber, M. (2023). Hydrochemical Characterization and Assessment of Groundwater Quality in the Mining Environment of Afema Township (South-East of Côte d’Ivoire). European Scientific Journal, ESJ, 13, 263. Retrieved from https://eujournal.org/index.php/esj/article/view/16336
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ESI Preprints
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