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主成分分析と汚染源探査に基づく地下水の水質評価：ベトナム・ホーチミン市の事例研究
Assessment of groundwater quality based on principal component analysis and pollution source-based examination: a case study in Ho Chi Minh City, Vietnam.
PMID: 32458070 DOI: 10.1007/s10661-020-08331-0.
抄録
本研究では、汚染源の品質を評価し、人為的活動が地下水に与える影響を検討することを目的とした。本研究は、(1)汚染源のアポーションを行うために、(1)地下水の水質のバルク検査に続いて主成分分析/因子分析(PCA/FA)を行い、(2)汚染源に基づいた検査を行い、人為的活動の影響を評価するという2つの段階を順次実施した。ベトナムのホーチミン市で2015年（233サンプル）と2019年（20サンプル）に井戸水サンプルを採取し、それぞれ8項目と15項目の水質パラメータについて分析した。その結果、調査井の99％がpH値が許容値以下であり、Fe、NH、COD（化学的酸素要求量）、大腸菌群の濃度がそれぞれ29、20、15、14％と許容値以上であった。PCA/FAの結果、農業活動、都市活動、工業活動の3つの汚染源が主に地下水の汚染物質濃度の上昇に寄与していることが明らかになった。農業活動は地下水を有機物で汚染する可能性があるが、都市部では大腸菌や大腸菌群などの細菌・病原体濃度が高くなる可能性があり、工業地域では無機物の汚染に寄与している可能性がある。地下水の水質指標とANOVAの結果から、調査地域の地下水の水質は悪いか非常に悪いかのいずれかであり、農業地域は3つの土地利用タイプの中で最も悪いことがわかった。要するに、調査地域の地下水の水質は劣化しており、農業活動が劣化の最も重要な要因であり、次いで都市活動、工業活動が劣化の原因となっている。
The current study aimed to assess the quality of apportion pollution sources and examine the impacts of anthropogenic activities on groundwater. The study was implemented in two sequential steps of (1) bulk examination of groundwater quality followed by principal component analysis/factor analysis (PCA/FA) to apportion pollution sources and (2) pollution source-based examination to assess the effects of anthropogenic activities. Well-water samples were taken in Ho Chi Minh City, Vietnam, in 2015 (233 samples) and 2019 (20 samples) and analyzed for 8 and 15 water quality parameters, respectively. The results showed that 99% of studied wells had pH value lower than the permissible limit, and 29, 20, 15, and 14% of studied wells had concentrations of Fe, NH, COD (chemical oxygen demand), and coliform, respectively, higher than the maximum permissible limit. PCA/FA revealed that three pollution sources, ranked in the order of importance: agricultural, urban, and industrial activities, could mainly contribute to enriching the pollutant concentrations of groundwater. While agricultural activities may contaminate groundwater with organic substances, the urban area may enrich bacterial-pathogen density such as E. coli and coliform, and the industrial area may contribute to contaminating groundwater with some inorganic parameters. Groundwater quality index and ANOVA showed that groundwater of the studied area was poor to very poor in quality and that in the agricultural area was the worst of the three land-use types. In brief, the groundwater quality in the studied area was degraded and agricultural activities were the most important factor causing the degradation followed by urban and industrial activities.