EVALUATION OF WATER QUALITY IN EL-SADAT CITY, EGYPT, USING NITROGEN ISOTOPES AND HEAVY METAL
POLLUTION INDICES *

KANDIL, A.T.⁽¹⁾, ABD EL-SAMIE, S.G.⁽²⁾, AHMED, M.A.⁽²⁾
and EL-MAGHRABI, H.M.⁽¹⁾

(1) Chemistry Department, Faculty of Science, Helwan University and (2) Sitting and Environmental Department, National Centre for Nuclear Safety and
Radiation Control, Atomic Energy Authority, Cairo, Egypt.

Key words: Isotopes, Nitrogen pollution, Heavy metals,
Pollution indices, Ground water.

تقييم جودة المياه بمدينة السادات بمصر باستخدام نظائر النيتروجين
ودلائل تلوث العناصر الثقيلة

عبد الحكيم طه قنديل و سوسن جمال عبد السميع و منى عباس أحمد و هبة محمد المغربى

خلاصـــة

يعتبر تلوث المياه الجوفية بالعناصر الثقيلة ومركبات النيتروجين مشكلة خطيرة ويعتبر تراكم الملوثات فى برك الأكسدة تهديد للمياه الجوفية بخزان البلستوسين المستخدم لأغراض الشرب. تم تجميع عينات من المياه الجوفية لتقييم مدى ملاءمتها كمياه للشرب وتجميع عينات من المياه السطحية من برك الأكسدة والصرف الصناعى لتحديد مستوى التلوث بالعناصر الثقيلة والنترات كمصادر للتلوث. ويعتمد تقييم مستوى التلوث على حساب أربعة طرق هم: دليل التلوث (C_d) ودليل تلوث العناصر الثقيلة (HPI) و دليل تقييم العناصر الثقيلة (HEI) و دليل تعبئة التلوث (PLI).

أوضح حساب نتائج هذه الطرق أفضل تقسيم لتلوث المياه الجوفية إلى ثلاث مستويات؛ الأقل تلوث والمتوسطة التلوث والأعلى تلوث. وقد خلصت النتائج أن 82% من مياه الصرف الصناعى و 67% من مياه البرك تقع فى المستوى الأعلى للتلوث حيث 62.5% من المياه الجوفية السطحية ذات عمق اقل من 100 متر و 89% من المياه الجوفية العميقة ذات عمق اكبر من 100 متر تقع فى المستوى الأدنى للتلوث (مياه غير ملوثة) ويدل هذا على ملاءمتها لأغراض الشرب. وتعتبر باقى عينات المياه الجوفية وخاصة فى النطاق الشمالى للمنطقة ملوثة وذلك لتأثير مياه الرى والصرف وهذا مطابق لزيادة تركيز النترات فى حوالى 78% من الآبار السطحية، كما أن قياس النيتروجين-15 قد أسهم فى تحديد مصادر التلوث بالنترات وذلك بوجود تركيزات عالية منه مع انخفاض قيمة نظير النيتروجين-15 كنتيجة لاستخدام مياه الصرف الصحى للرى مختلطة مع الأسمدة الغير عضوية ونيتروجين التربة.

ABSTRACT

Groundwater pollution by heavy metals and nitrogen compounds are a serious problem for human health. Waste water accumulation in the oxidation ponds could be threat the groundwater of the Pleistocene aquifer where it is used for bottling drinking water. Groundwater was collected from El-Sadat city, Egypt, to asses its suitability for drinking water. Also, surface water from oxidation ponds and industrial drainage water were sampled to detect the levels of heavy metals and nitrate pollution in these contamination sources. Four methods have been taken to evaluate the contamination level based on heavy metal concentration: (1) contamination index (C_d), (2) the heavy metal potential index (HPI), (3) heavy metal evaluation index (HEI) and (4) pollution load index (PLI). The output calculation of these methods gave a better classification of the pollution indices which straddle the groundwater samples to 3 classes via low, medium and high. The out put results show that 82% of industrial drainage samples and 67% of ponds water lie in the high class. About 62.5% of shallow groundwater at depth below 100 m and 89% of deep groundwater at depth up to 100 m lie in the low class (non-contaminated water) indicating the suitability of water for drinking purpose, whereas the rest of groundwater at the north-eastern border of the city was polluted by trace metals due to the effect of seepage from irrigation and drainage water. This was confirmed with the relatively high concentrations of nitrate obtained in 78 % of the shallow wells. Nitrogen isotope analysis δ¹⁵N_NO3 delineated the sources and mechanisms of nitrate pollution, where low values of
δ¹⁵N represent that nitrogen fertilizers and mineralized soil nitrogen were the dominant sources of NO₃-N contamination in the shallow part of the aquifer.