当前世界环境

介绍

固体废物和有关环境影响的管理对发展中国家和发达国家都是一项挑战。快速工业化、人口增长和生活方式的改变是固体废物产生量增加的根本原因。印度每天产生的城市固体废物量约为15万吨。这大约是每年5000万吨。在收集到的全部城市垃圾中，平均有94%被倾倒在陆地上，5%被制成堆肥。然而，与发达国家相比，印度城市生活垃圾的平均产生率(0.35至0.60公斤/人/天)非常低。¹处置城市固体废物最广泛使用的方法是填埋。堆填区或露天垃圾场被大量用于处理固体废物，因为它们有能力积累大量废物，与焚烧相比成本非常低。长期以来，填埋是城市固体废物最常见的废物管理选择。这不仅是一种资源浪费，而且垃圾填埋场本身也构成健康危害和环境负担。²城市生活垃圾的无条件倾倒会产生有毒的渗滤液，渗滤液通过土壤渗透，最终到达地下水位，影响地下水。地下水作为水循环的重要组成部分，更容易受到各种污染源的污染。在缺点中，垃圾填埋场已被确定为对地下水资源的主要威胁之一。^3.不仅是地下水资源，它还通过降水引起的地表径流的横向运动影响地表水体。有毒渗滤液可能含有大量的有机和无机化合物。⁴在像印度这样的国家，地下水是饮用水和家庭用水的主要来源，如果渗滤液不加以控制，它会污染周围的土壤、植被、牲畜、地表水，最终污染地下水。污染含水层的地下水处理经济效率低，耗时长。此外，即使经过长期的修复过程，污染物仍可能留在含水层中。因此，无论是通过实验还是通过数学模型对污染进行控制，都必须定期监测井的质量评价。因此，对地下水质量进行了季节性评估，以确定供人类消费的水的状况，并提供垃圾场周围地下水污染的总体情况，从而为建立工程良好的垃圾填埋场开辟道路，以实现地下水的可持续性。水质指数是界定水质及其饮用适宜性的一项重要技术。它被定义为一种评级技术，它提供了单个水质参数对人类消费用水的总体质量的综合影响。⁵它是公认的综合指标之一，是反映水质特征对整体质量的综合影响的评级。WQI值越高，水质越好，值越低，水质越差。水质指数帮助我们将多方面的水质数据转化为简单易懂的信息，便于公众理解和使用。为了利用WQI指数估算季风前和季风后季节垃圾场周围地下水的水质，进行了若干研究。^{6, 7, 8, 9, 10}本研究的主要重点是评估2015年季风前后地下水的物理和化学参数。

材料与方法

研究地点

Jawaharnagar村垃圾场位于GHMC(大海得拉巴市政公司)的范围之外，在HMDA(海得拉巴的新范围)内。该项目距离海得拉巴市35公里，距离项目边界向西连接海得拉巴和那格浦尔的国道105公里。这是一个开放的垃圾场，固体废物无条件地倾倒在一个名为IrlaGutta (Gutta=Hill)的陆地上。贾瓦哈尔纳加尔垃圾场的总面积为350英亩。该基地每天接收5000公吨的城市固体废物。位于经度17Ëš29ʹ21ʹʹN ~ 17Ëš31ʹ39ʹʹN，东经78Ëš34’13”~ 78Ëš37’47”E之间(图1)。它有一个热带潮湿和干燥的气候，与炎热的半干旱气候接壤。年平均气温为26°C(78.8°F)。夏天(三月至六月)又热又潮湿。4月至6月的最高气温通常超过40°C(104°F)。冬天只持续2年左右¹⁄₂12月和1月的最低气温偶尔会降至10°C(50°F)。五月，最热的温度在26到38.8摄氏度之间。一月份是最冷的，气温在14到28摄氏度之间。西南夏季季风带来的大雨在6月至9月之间降落，为rangaredy提供了812.5毫米(32英寸)的年降雨量。Rangareddy地区取样年(2015年)月降雨量分布如图2所示。该地区的地质由粉红色和灰色花岗岩岩层组成。

图1:研究区域位置图 点击此处查看图

图2:朗加雷迪区月雨量分布资料来源:特伦加纳邦地下水部(2015年) 点击此处查看图

样品收集

渗滤液样品收集于1升预先清洗过的高密度聚乙烯瓶(HDPE)中，稀释HNO_3.在季风前和季风后(2015)期间，将其储存在4 ÌŠC的实验室中，以便在2天内进行监测。同样，采用随机抽样方法，在距垃圾场5公里范围内的12个站点采集了季风前和季风后的地下水样本。利用GARMIN GPS采集采样点的地理位置、经纬度，具体数据见(表1)。对各渗滤液和地下水样品进行了pH、TDS、TH、CH、Cl 8个参数的分析^-,所以₄²,没有_3.^-和F^-使用推荐的标准程序。¹¹取样时现场用数字pH计(HANNA institute . Italy)记录pH值。总溶解固形物(TDS)、总硬度(TH)、钙硬度(CH)和氯化物(Cl)等理化参数^-)，并对地下水样品进行了滴定分析。氯化物因其测量渗滤液在地下水体中的分散程度而被纳入水质评价。¹²采用离子选择电极(Orion)测定硝酸盐和氟化物。硫酸盐(所以₄²)，用浊度法对地下水样品进行了分析。

表1:研究范围的地理资料

S.No。	取样站	纬度	经度	高度	距离(公里)
1	Malkaram	17 31 38	78 34 52	1858	1
2	Y.S.R.纳加尔	17 31 02	78 34 57	1859	1
3.	Gabbilalpet	17 31 01	78 34 45	1877	2
4	Haridaspally	17 31 39	78 35 49	1796	1
5	Ahmedguda	17 30 04	78 37 13	1703	1
6	IndirammaJn	17 31 05	78 36 52	1722	2
7	Dammaiguda	17 30 12	78 35 27	1763	2
8	Cheeriyal	17 31 52	78 37 49	1770	4
9	Kundanpally	17 29 56	78 38 16	1701	4
10	Yadgarpally	17 32 56	78 37 49	1735	4
11	居住	17 29 21	78 36 00	1703	5
12	Godumkunta	17 29 32	78 38 52	1688	5

水质指数的计算

在本研究中，WQI的计算选取了8个重要参数。水质指数的计算采用的是环保署建议的饮用水水质标准。¹³采用加权算术指数法(WAI)计算水样的水质量指数。此外，质量评级或子指数(q_n)用下式计算。

问_n= 100 (V_n- v_io] / [S - v_io] ...................( 1)

问_n= n的质量等级^th水质参数
V_n= n的估计值^th给定采样站的参数
年代_n= n的标准允许值^th参数
V_io= n的理想值^th参数在纯水中(即，0 for all other parameters except the parameter pH, where it is 7.0).

单位重量按与推荐标准值S成反比的值计算_n对应参数的，

W_n= K / S_n...................( 2)

W_n= n的单位权重^th参数
年代_n= n的标准值^th参数
K =比例常数

综合水质指数的计算方法是将水质等级与单位权重线性相加。

WQI =∑q_nW_nW /∑_n...................( 3)

NO等参数的最大权重为5_3.^-_，TDS, Cl^-F^-，所以₄²，因为它们在水质评估中非常重要。¹⁴

结果与讨论

渗滤液

分析了垃圾场周围收集的渗滤液在季风前和季风后的物理化学特征(图3)。从图中可以看出，pH值本质上是高碱性的。在弃置后10年，在堆填区通常会遇到碱性。¹⁵其他分析参数如TDS, TH, CH, Cl^-,所以₄^{2 -},没有_3.^-和F^-与季风后的渗滤液样本相比，在季风前收集的渗滤液中发现浓度较高。结果与。¹⁶

图3:渗滤液特征 贾瓦哈尔纳加尔市露天垃圾场 点击此处查看图

主要的阳离子和阴离子

2015年季风前和季风后收集的地下水样本的理化分析结果见(图4)和(图5)，并与世界卫生组织(世卫组织:2006年)进行了比较，见(表2)。在季风前和季风后垃圾场周围收集的所有地下水样本的pH值都在世卫组织(2006年)的限制范围内，表明其碱性。地下水样品的TDS值在季风前季节为384-1408mg/l，在528-1280mg/l之间，超过了世界卫生组织(2006年)的允许限值。TDS浓度在季风前最大，季风后浓度降低，这可能是由于降水对离子的稀释。季风前水样的总硬度值为205-1000mg/l，季风后水样的总硬度值为199-664mg/l，也高于世界卫生组织(2006年)的允许水平。在季风前，钙的硬度从75-335mg/l到110-499mg/l不等，高于世界卫生组织(2006年)的允许水平。季风前氯化物含量为78-1100mg/l，季风后氯化物含量为50-998mg/l，高于世界卫生组织(2006年)的允许水平。GW4站在季风后收集的氯化物浓度最高。地下水中氯含量高是由于生活污水、肥料、化粪池和渗滤液等污染源造成的。¹⁷季风前水样的硫酸盐含量为16-250mg/l，季风后为49-155mg/l。所有样本均在世卫组织(2006)允许的限度内。季风前硝酸盐值为13-196mg/l，季风后硝酸盐值为19-1580mg/l。大多数水样超过了世卫组织(2006年)的限值。令人担忧的是，季风过后在研究区域内的家禽养殖场收集到的GW8值最高(1580mg/l)，这是一个点源污染源。大约50-80%的氮被排出体外¹⁸这些牲畜很容易浸出到地下水位，对地下水资源构成威胁。一般来说，地下水中硝酸盐的其他主要来源包括生活污水、农田径流和垃圾填埋场的渗滤液。更高浓度的NO_3.^-会导致一种叫做“甲基血红蛋白血症”的疾病，也被称为“蓝宝宝综合症”。这种疾病尤其影响6个月以下的婴儿。¹⁹季风前水域的氟化物值为1.2-1.7mg/l，季风后季节为1.1-1.9mg/l。大多数样本略高于允许值(WHO:2006)。

图4:理化参数 季风前的地下水 点击此处查看图

图5:理化参数 季风后的地下水 点击此处查看图

表2季风前和季风后地下水理化、Wqi分析及其与Who: 2006的比较 点击这里查看表格

水质指数(WQI)

在季风前和季风后采集的地下水水质指数表明，站与站之间存在很大差异。本研究季风前和季风后WQI值分别为136.5和164.4(表3)和(表4)。根据^20.在印度，在季风前收集的水样中，75%属于“差”类别，25%属于“好”类别。同样，75%的水样属于“差”类别，16.9%的水样属于“好”类别，18.3%的水样属于“不合适”类别(表5)。

表3:Jawaharnagar垃圾场周围季风前地下水Wqi的计算平均值 点击这里查看表格

表4:Jawaharnagar垃圾场周围季风后地下水计算平均Wqi值 点击这里查看表格

表5基于Wqi值的季风前和季风后地下水水质分类

水质指数的值	水的质量	GW样品百分比	GW样品百分比
		前季风	帖子季风
< 50	优秀的	零	零
50 - 100	好	25%	16.9%
100 - 200	可怜的	75%	75%
200 - 300	非常贫穷的	零	零
＞300	不合适的	零	8.3%

季风前和季风后地下水参数的相关分析

相关性是用来评价两个变量之间的相互关系和关联程度的方法。²¹相关系数为1表示两个变量之间呈正相关关系。相关性为-1表示一个变量与另一个变量的关系成反比。相关性为零表示这两个变量之间没有关系。研究区季风前后地下水参数相关矩阵如(表6)和(表7)所示。在季风前季节，TDS对CH和Cl的影响^-呈正相关。TDS与CH呈正相关(r=0.730)，这在很大程度上决定了水中钙的硬度。TDS与Cl呈正相关(r=0.66)如图6所示。季风后季节TH与Cl呈正相关^-(r=0.766)、CH(r=0.617)、SO₄²(r=0.658)(图7)和(图8)。这一结果表明，硬度很大程度上依赖于钙、氯化物和硫酸盐。

表6:季风前地下水相关矩阵

	pH值	TDS	TH	CH	Cl-	所以42	没有3.-	F-
pH值	1
TDS	-0.56239	1
TH	-0.24759	0.297768	1
TH	-0.59079	0.730952	0.452917	1
Cl-	-0.05663	0.66473	0.144608	0.188295	1
所以42	-0.2597	0.413605	0.242431	0.322037	0.27596066	1
没有3.-	-0.59171	-0.01683	0.454436	0.309294	-0.2714739	-0.2306	1
F-	-0.10585	-0.17716	-0.43997	-0.3552	-0.2200465	-0.09241	0.021369	1

表7:季风后地下水相关矩阵

	pH值	TDS	TH	CH	Cl-	所以42	没有3.-	F-
pH值	1
TDS	-0.1574	1
TH	-0.31802	0.064187	1
TH	-0.45206	-0.1743	0.617686	1
Cl-	0.013082	-0.00072	0.766779	0.38716907	1
所以42	-0.37461	0.228926	0.658442	0.35664521	0.596911	1
没有3.-	0.142199	-0.26452	-0.08622	-0.1554513	-0.12873	0.132874	1
F-	0.331722	-0.16816	-0.18182	0.01231033	-0.37028	-0.16887	0.130479	1

图6:TDS与Cl的相关性-(毫克/升) 季风前地下水参数 点击此处查看图

图7:TH与Cl的相关性-(毫克/升) 季风后地下水参数 点击此处查看图

图8:TH与SO的相关性42(毫克/升) 季风后地下水参数 点击此处查看图

结论

城市垃圾填埋场和露天垃圾场对周围环境尤其是地下水资源造成了更大程度的污染。研究表明，随着时间的推移，在贾瓦哈尔纳格尔垃圾场无条件倾倒废物和建立不适当的渗滤液收集系统已经严重污染了地下水。研究结果表明，除了少数水样外，大多数水样都不适合饮用，因此强调政府在废物处理和管理方面的政策的执行，包括在远离居民区的地方设置垃圾场，以尽量减少污染，在处置前对废物进行分类和处理，以及建设工程良好的垃圾填埋场，以避免渗滤液渗入地下水。

确认

如果没有海德拉巴Osmania大学科学学院应用地球化学系实验室负责人M. Ramana Kumar博士的支持和帮助，这项研究是不可能完成的。

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