当前世界环境

介绍

粉煤灰是世界各国电厂燃煤后产生的一种废弃物。火力发电厂产生的飞灰数量不断增加，可能对环境造成严重威胁(Nalawade et al.， 2012)。粉煤灰中含有二氧化硅、铝和铁等主要元素，同时含有大量的钙、镁、钾、磷和硫(Ivanova et al.， 2011;Aswar, 2001)。它还含有微量的一些重金属，如钼、汞、硒和镉等(Adriano etal .， 1980)。粉煤灰本身就是一种废物，处理起来有很大的问题。粉煤灰以湿浆的形式收集在灰池中处理(Singh et al.， 2010)。在地表水体中处理粉煤灰会损害水生生物。在泥浆处理泻湖/沉淀池中，蚊子和细菌可能大量生长(Nawaz, 2013)。灰池对土壤和水的污染一直是全世界研究的主要课题(Theis et al.， 1978; Theis and Richter, 1979; Theis and Gardner, 1990; Carlson and Adriano, 1993; Deshmukh et al., 1994; Deshmukh et al., 1995; Gulec et al., 2001; Praharaj et al., 2002; Singh et al., 2010; Ramya et al., 2013; Nawaz, 2013). The water quality plays a vital role for the mankind as it directly affects the human health. More than 90% population in India is dependent on groundwater for drinking purpose (Yadav et al., 2012; Ramachandraiah, 2004; Tank and Singh, 2010). The present study was done to assess the impact of fly ash disposal on groundwater quality near Parichha Thermal Power Plant at Jhansi.

研究区域

选取Jhansi Parichha热电厂附近地区作为研究区域。Parichha热电厂位于北纬25°30′51.16”，东经78°45′37.40”。Jhansi位于北纬24°11'和25°57'，东经78°10'和79°25 '。贾劳恩位于贾西北部，马霍巴和哈米尔普尔位于东部，中央邦的提卡姆加尔位于南部，拉利特普尔位于西南部，通过一条狭窄的走廊与贾西地区相连。图1显示了研究区域的采样位置。

图1:研究区域取样地点位置图 点击此处查看图

样本收集

2014年1 - 5月在Parichha热电厂附近6个不同地点采集地下水样本。水样采集于聚乙烯瓶中，在实验室用硝酸和蒸馏水预清洗。在收集样品之前，用水样对预清洗的聚乙烯瓶进行两次清洗。水样立即被带到实验室进行分析，以尽量减少物理化学变化。

理化分析

物理化学参数如pH、浊度、温度、电导率、碱度、总硬度、钙硬度、镁硬度和铅、镉等重金属采用APHA(1995)的标准方法和Trivedi和Goel(1986)的方法测定。采用分析级试剂进行分析，并对仪器进行了标定。

结果与讨论

Parichha热电厂附近地下水的理化及重金属分析结果见表1。

表1:测试参数的平均结果 点击这里查看表格

研究样品的pH值为6.99 ~ 7.55，符合IS 10500:2012饮用水标准。高温会使水的碱度升高，因为它降低了CO的溶解度₂。温度范围从22℃到24.5℃。

浊度在14.63 ~ 15.78 NTU之间变化。所有样品均大于IS 10500:2012标准。

表2:地下水水质与饮用水标准的比较 点击这里查看表格

电导率是溶液通过水的电流承载能力(Gupta et al.， 2013)。EC值在614 ~ 1317µmhos/cm之间变化。它与可电离固体成正比。

水的碱性可能是由于水中总是存在像氢氧化钠或氢氧化钾这样的强碱，或者它们的浓度极低。gw1的最大碱度为455.5 mg/l, gw6的最小碱度为289.5 mg/l，超过标准值。这可能是由于低温和低地下水位导致盐的分解速度最小(Mahananda et al.， 2010)。如果水的碱度高，缓冲效果好。

分析的硬度范围为143.84 ~ 725.20 mg/l。有的样品在饮用水标准内，有的则超标。由于水中存在钙和镁，硬度导致肥皂消耗过多，并形成浮渣。

不同类型的岩石、污水和工业废物是造成水中钙和镁的原因(Trivedy和Goel, 1984)。钙含量在39.91 ~ 188.57 mg/l之间，镁含量在95.56 ~ 640.78 mg/l之间。

总溶解固形物和电导率通常是相互联系的。如果水的TDS超过500毫克/升，则认为不适合饮用(Jain, 2002年)。所调查样品的测定值在209.5 ~ 958.5 mg/l之间。一半样品在IS 10500:2012饮用水标准内，一半样品超标。

表3:不同参数的相关系数 点击这里查看表格

铅的测定范围为0.02 ~ 0.04 mg/l，镉的测定范围为0.002 ~ 0.004 mg/l。矿物磷肥的使用是镉的重要来源(Lambert et al.， 2007)。检测到的两个参数都在IS 10500:2012的允许范围内。

表4:各样本回归线的计算 点击这里查看表格

相关与回归分析

相关性研究减少了与决策相关的不确定性范围。使用相关系数r来了解参数之间的关系。利用下式计算系数:

式中，X、Y为调查参数，N为总观测数。

在本研究中，考虑取平均值，计算两个不同参数之间的相关系数r，如表1所示。计算了地下水的pH、浊度、温度、EC、碱度、总硬度、钙、镁、总溶解固体、铅、镉的相关系数。最高的正相关(r = 0.960)被发现在浊度和温度和最高的负相关(r = -0.803)被发现钙硬度和博士高值之间的相关系数之间的TH & EC (0.935), Mg & EC (0.955), Mg & TH (0.969), TH & pH值(-0.797)如表3所示,观察回归分析,回归方程和回归形成线绘制如图2,3,4,5、6和7。

图2:浊度回归线 和温度 点击此处查看图

图3:总硬度与 导电性 点击此处查看图

图4:镁的回归线 硬度和导电性 点击此处查看图

图5:镁的回归线 硬度和总硬度 点击此处查看图

图6:pH和 总硬度 点击此处查看图

图7:pH和 钙硬度 点击此处查看图

结论

通过对数值数据的分析和解释，得出地下水在浊度、碱度、镁、总硬度、钙和TDS等方面受到污染的结论。这可能是由于在Parichha热电厂附近处置了飞灰。研究表明，地下水在饮用前需要进行一定程度的处理。浊度与温度(0.960)、TH与EC(0.935)、Mg与EC(0.955)、Mg与pH(0.969)呈完全正相关，TH与pH(-0.797)、Ca与pH(-0.803)呈完全负相关。结果表明，浊度、总硬度和镁在本质上是永久性的，而TH和pH与Ca和pH之间没有关系。我们绘制回归线，从一个参数得到另一个参数的值。

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