Hydrogeochemistry, contaminant transport and tectonic effects in the Okposi-Uburu salt lake area of Imo State, Nigeria

ABSTRACT

Hydrogeochemical data of groundwater samples from 35 boreholes drilled in the Okposi-Uburu salt lake area are analysed. The data reveal that concentrations of dissolved geochemical constituents such as calcium (Ca²⁺), manganese (Mn²⁺), magnesium (Mg²⁺), chloride (C1⁻), and sulphate (SO²⁺ ₄) ions show significant areal variations. Dissolved solids, chloride and manganese ions have concentrations up to and above the objectionable limits for drinking water in the salt lake area. Concentrations of dissolved solids in this zone are about 1200 mg 1⁻¹. Concentrations of chloride and manganese ions are 350 mg 1⁻¹ and 1.0 mg 1⁻¹ respectively. These geochemical constituents and groundwater flow patterns show that transport of contaminants away from the source zone has been greatly influenced by advection, while in areas of high velocity dispersion is the controlling factor. Temperatures for the Okposi and Uburu salt springs are 34.4 and 37.5°C respectively. Bomb tritium indicated water of pre-1953 age. Deuterium and oxygen-18 showed high isotopic enrichment. The high concentrations of dissolved salts resulted from the combined effects of migration of dissolved salts through fractures at the lake floor and evaporation from the lake surface. These findings are related to the tectonic history of the Okposi-Uburu area.

RESUME

Les données hydrogéochlmiques relatives a des échantillons provenant de 35 sondages forés dans la région du lac salé de Okposi-Uburu sont étudiées. Les données révèlent que les concentrations des constituants géochimiques dissous tels que le calcium (Ca²⁺), le Manganèse (Mn²⁺), le magnésium (Mg²⁺), les ions chlorures (C1⁻) et sulfates (SO^2- ₄) présentent des variations spatiales significatives. Les solides dissous, ions chlorures et manganèse ont des concentrations qui arrivent jusqu'aux limites acceptables pour l'eau potable et même qui la dépassent dans la région salée du lac. Les concentrations de matières solides dissoutes dans cette zone sont d'environ 1200 mg 1⁻¹. Les concentations des ions chlore et manganèse sont respectivement de 350 mg 1⁻¹ et 1.0 mg 1⁻¹. La répartition de ces constituants et le schéma de l'écoulement de l'eau souterraine montrent que le transport de ces polluants depuis la zone d'origine a été largement influencé par l'advection, tandis que dans les régions à vitesses élevées la dispersion est le facteur principal qui contrôle les phénomènes. Les températures pour les sources salées d'Okposi et d'Uburu sont respectivement de 34.4 et 37.5°C. La bombe au tritium montre que l'âge de ces eaux remonte au delà de 1953. La concentration en deuterium et en oxygène-18 mettent en évidence un enrichissement isotopique élevé. Les hautes concentrations en sels dissous résultent des effets combinés de la migrations de ces sels par les fractures du fond du lac et de l'évaporation à sa surface. Ces constatations sont en rapport avec l'histoire tectonique de la région de Okposi-Uburu.