当前世界环境

介绍

水是地球上最宝贵的资源，在本世纪对可持续的环境健康至关重要，因为它在全球范围内不断被开发。地下水和地表水质量的恶化程度高得惊人。¹通常情况下，水受到各种因素的污染，如人口爆炸、快速城市化和农业发展，这些因素不断导致水源的退化。人们注意到，这种环境资源退化导致各区域疾病发病率和死亡率上升(耆那教)et al。, 2007年²和阿迪马拉，2018年^3.）.联合国制定的千年发展目标7，即为全世界一半人口提供安全饮用水的目标已经实现，比预定的2015年提前了很多。⁴有趣的是，全世界约有6.63亿人仍然无法获得优质饮用水。⁵可持续发展目标六“清洁水和环境卫生”旨在到2030年为所有人提供安全、负担得起的饮用水。⁶

受污染的水源导致危害人类健康的水媒疾病。被污染的水传播疾病，如霍乱、志贺氏菌病、病毒性肝炎、弯曲杆菌病、各种皮肤病、胆囊和肾结石、其他胃肠道疾病和不同类型的癌症(Smith, 2018)。⁷根据世界卫生组织2017年的估计，全球约有11亿人饮用不安全的水。此外，世界上绝大多数腹泻疾病(88%)可归因于不安全的水、环境卫生和个人卫生。⁸全世界约3.1%的年度死亡人数(170万人)和3.7%的年度健康负担(即残疾调整生命年)(5,420万人)可归因于不安全的水、环境卫生和个人卫生(世卫组织，2015年)。⁹提供安全饮水和卫生服务是世界许多地方的最优先事项，也是几乎所有国家政策事项的隐含部分。但是，发展中国家特别是低收入国家在克服这一规定的障碍方面仍然面临着巨大的挑战。

水质指数(Water Quality Index, WQI)是美国国家卫生基金会提出的水质综合指标值(Brownet al。, 1970)。¹⁰虽然WQI在大多数国家被广泛使用，但稍加修改(Hallock, 2002)¹¹;Veerbhadram 2005¹²)，但它在印度很少使用。喜马偕尔邦的索兰地区位于喜马拉雅地区的西北部，是一个多山的地形，正在快速城市化/工业化。索兰的高疾病负担使得有必要对该地区的水源进行监测和监测。因此，本研究的目的是评估水的季节性物理化学参数，以及估计水质指数(WQI)和饮用水的质量。

材料与方法

根据以下方法，对阿尔基、达兰布尔、昌迪、纳拉加尔和叙利亚这五个卫生区的饮用水源进行了物理-化学评估:

根据HP索兰市卫生和家庭福利部首席医疗官办公室的记录，列出了属于这些部门的公共卫生机构的完整清单。此后，将5年(2012-2016年)每个PHI的腹泻发病率制成表格。为了进一步选择ph值，Singh和Sukhatme(1969)提出的常用的标准分层施工方法¹³被雇佣。将每种PHI的腹泻发生率制成表格。在此基础上，采用统计累积立方根法(cum3√f)，从频率分布表中划分出低、中、高、甚高4个层。在低(0 ~ 602)、中(603 ~ 1202)、高(1203 ~ 2402)、高(2403及以上)4个等级区间下，对49个PHIs进行了分层优化。采用近似统计法，在低、中、高、甚高类别下分别有1、6、11、7个ph值。在这些类别中，选择一个PHI值较低的区域和7个PHI值非常高的区域作为饮用水水源水质评价区域。因此，在低发病率类别下选择了库尔戈尔初级保健中心(PHC)，在高发病率类别下选择了阿尔基民用医院(CH)、库尼哈尔社区卫生中心(CHC)、巴迪初级保健中心(PHC)、坎大哈初级保健中心(CH)、帕尔瓦努雇员国家保险医院(ESI)、纳拉格尔初级保健中心和索兰地区医院(RH)。然后，在这些选定的公共卫生工作者中进行了横断面的知识、态度和实践调查(KAP)。

KAP调查的样本量

共180例患者(每个PHI 25例)被随机选择用于KAP调查。样本量的计算采用以下横断面调查的标准公式

样本量= Z_{1 -α/ 2}²p (1 - p) / d²= 163

•加入10%无反应，样本量= 180
•每个站点的样本量= 180/8 = 23，四舍五入为25

在这里

•Z_{1 -α/ 2 =}标准正态变量{在5%类型1误差(P< 0.05)}。等于1.96
•p是人口中的预期比例(根据NFHS- 4报告，Solan的腹泻概率为12.1%)
•d是绝对误差或精度(5%)。

在选定的公共卫生中心收治的患者中，使用了一份由访谈者管理的半结构化试点问卷。这被用于确定研究区域的所有水源。此后，在选择性随机抽样技术的基础上，选择了具有代表性的水体，即80个水源(从8个地点各取10个水源)。

表1:饮用水标准推荐机构及单位权重。(除pH值和电导率外，其他数值均以mg/l为单位)。

Sl。	参数	标准	推荐机构	单位重量
1	pH值	6.5 - 8.5	ICMR,开展国际清算银行	0.219
2	导电性	300	ICMR	0.371
3.	总溶解固体	500	ICMR,开展国际清算银行	0.0037
4	生物需氧量	5	ICMR	0.3723
5	溶解氧	5	ICMR,开展国际清算银行	0.3723
6	钙	75	ICMR,开展国际清算银行	0.025
7	镁	30.	ICMR,开展国际清算银行	0.061
8	氯	250	ICMR	0.0074
9	硝酸	45	ICMR,开展国际清算银行	0.0412

水取样

根据标准程序，在水传播疾病高发区和低发区的选定来源的地表水和地下水中收集酸洗的一升塑料瓶样本(Rice, 2017)。¹⁴在挖井的情况下，样品是通过将瓶子放在水面以下约一英尺的深度来收集的。温度是在水银温度计的帮助下就地记录的。收集到的样品在适当标记后被运送到实验室，并立即检查pH、EC、TDS和BOD。剩余的样品保存在4ËšC实验室的冰箱中，以供后续分析。用微处理器pH计(EIA 510型)测定水的pH值。电导率(以µS cm表示)¹)和总溶解固形物(毫克/升)¹)用微处理器电导率/ TDS计(EIA - 1601型)测定。生化需氧量测定采用氧直接法(Oxi-direct)测定。用Pharo 300 (Merk make)分光光度法测定钙、镁、硝酸盐含量，并以mg / l表示¹。氯化物估计为(mg / l)¹)用美国标准方法(EPA 325.1)。方法与APHA-4500-Cl-E相似。测定了重金属As、Cd、Cr、Pb、Zn、Hg等微量元素(mg / l)¹)，采用Thermo公司的6300电感耦合等离子体模型。通过与CPCB (Centre Pollution Control Board)、WHO、BIS和ICMR标准的比较，讨论了饮用水的理化参数。化学需氧量(COD)，单位为mg / l¹，通过类似于EPA 410.4美国标准方法5220 D和ISO 15705的方法进行估算。

水质指数计算

加权算术指数法(Brown等, 1970)¹⁰已用于水体WQI的计算。质量等级或分指数(q_n)计算公式如下:

问_n= 100 (V_n- - - - - - V₄] / [年代_n-V₄]

这里，有n水质参数及水质等级或分项指数(问_n)对应于n^th参数是反映该参数在污染水中相对于其标准允许值的相对值的数字。式中各表达式的含义如下:

问_n的质量等级n^th水质参数

V_n的估计值n^th参数在给定的采样站

年代_n标准允许值n^th参数

V₄的理想值n^th除pH值和溶解氧的理想值分别为7.0和14.6 mg / l外，其他参数均为0¹分别)。

单位重量按与推荐标准值成反比的值计算年代_n对应参数的。

Wn= K /年代_n

Wn=的单位重量n^th参数

年代_n的标准值n^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 = Σ问_nWn /ΣWn

用这种方法对水质的评价见表2 (Chatterji和Raziuddin, 2002)。¹⁵

表2:按权重算术水质指数法对水质进行评级

水质指数的值	水质评级	分级
0 - 25	水质优良	一个
26 - 50	水质好	B
51 - 75	水质差	C
76 - 100	水质非常差	D
> 100	不宜饮用	E

统计分析

通过析因随机设计(Factorial Randomized Design, RBD)对实验产生的数据进行统计分析，并计算各处理的显著性(Cochran and Cox, 1964)。¹⁶

结果与讨论

仔细阅读表3所示的数据显示了八个选定地区的水物理参数的平均季节变化。TDS随季节、区域以及季节与水源地的相互作用有显著差异。随着季节和地区的变化，土壤的温度和pH值只受水源地区的影响。pH值:水源的pH值为6.92至7.43，但在正常范围内，也在BIS规定的允许范围内。在阿尔基记录的较高数值可归因于该区域工业化方面的人为活动较少。Kunihar、Baddi、Kandaghat、Nalagarh和Solan地区观测到的相对较低的值可能是由于这些地区的人口密集和工业的存在释放更多的CO₂进入水中，从而降低pH值，Kashyap也有类似的报道等,(2015)。¹⁷温度:疾病负担高的那拉嘎尔地区的最高温度可归因于该地区相对平坦的地形和较少的植被。此外，更大比例的污染物以工业废水、来自家庭、农业废物和污水的有机物的形式进入，也可能使水温升高。

表3:2017年索兰市饮用水源地物理参数的季节变化。

参数		pH值			温度(EšC)			导电性 (µS cm1）			总溶解固体 (毫克dl1）
疾病负担 面积的季节		米*	点* *	的意思是	米	点	的意思是	米	点	的意思是	米	点	的意思是
高发病率	”	7.48	7.39	7.43	28.83	28.83	28.83	233.95	132.06	183	63.21	31.55	47.38
	Baddi	7.18	7.21	7.19	28.77	28.77	28.77	254.17	198.6	226.38	97.56	61.08	79.32
	Kandaghat	7.3	7.09	7.19	28.13	28.35	28.24	309.26	146.07	227.66	34.04	15.83	24.93
	Kunihar	7.05	7.18	7.11	27.89	28.42	28.15	378.2	259.5	318.85	84.03	43.08	63.55
	Nalagarh	6.93	7.15	7.04	29.09	29.4	29.24	414.3	210.9	312.6	86.59	41.16	63.87
	Parwanoo	7.05	6.8	6.92	29.4	27.84	28.62	268.76	199.66	234.21	130.71	31.32	81.01
	塘鹅	7.02	6.83	6.93	27.96	28.59	28.27	542.5	286.8	414.65	0.67	3.81	2.24
发病率低	Kurgal	7.37	7.23	7.3	27.84	27.88	27.86	189.01	113.8	151.4	72.6	35.5	54.05
的意思是		7.17	7.11	7.14	28.48	28.51	28.46	323.76	193.42	258.59	71.17	32.92	52.04
西里尔·戴彼第(0.05)		0.22			0.84			77.19			23.75
地区的季节		NS			NS			38.59			11.87
原因X季节		NS			NS			NS			33.6

*季风，**后季风

在低疾病负担地区库尔加尔注意到的最低温度可能归因于存在植被丰富的丘陵地形，这一发现与Sanalkumar的一项研究一致et al .,(2014)。¹⁸电导率(EC): Solan区域电导率最高，为286.80µS cm¹)，可能与道路和建筑物建设等发展活动有关，垃圾和污水处理不当导致大量溶解的无机物以电离形式存在，Kerketta也报道了这一点等,(2013)。¹⁹正如Oyem报告的那样，在低疾病负担地区库尔加尔所记录的最低值可能归因于该地区普遍存在的相对较低的温度et al .,(2014)。^20.季风期间的EC值为323.76µS cm¹)超过了ICMR标准值300µS cm¹显著高于季风后状态(193.42µS cm)¹)，因为在季风月份，更多的径流导致离子污染物更多地溶解到水中。

总溶解固体

帕尔瓦努是疾病高负担地区，TDS最高，为81.01 mg / l¹)，以及巴迪、那拉加尔和库尼哈尔等在统计上属于高疾病负担地区。正如Rana在另一项研究中指出的那样，较高的TDS可能归因于许多工业的存在，这些工业可能通过固体和液体废物污染水源等。(2016)。²¹季风月份对水源TDS也有显著影响(71.17 mg l)¹）.然而，观察到的TDS值远低于BIS规定的500毫克/升的限值¹。

表4所示的数据显示了化学参数的季节性和区域变化。COD、BOD和浊度等参数在不同地区和季节有显著差异。此外，疾病负担区与季节的交互作用对DO和COD的变化也有显著影响。

表4:2017年索兰地区饮用水源化学参数的季节变化。

参数		溶解 氧气 (毫克dl1）			鳕鱼 (毫克dl1）			生化需氧量 (毫克dl1）			浊度 (毫克dl1）
疾病负担 面积的季节		米*	点* *	的意思是	米	点	的意思是	米	点	的意思是	米	点	的意思是
高发病率	”	8.04	8.18	8.11	225.7	78.6	152.15	15.1	9.4	12.25	6.4	2．5	4.45
	Baddi	7.68	7.85	7.76	192.8	39.8	116.3	21.4	10.7	16.05	2.6	1.4	2
	Kandaghat	7.46	7.41	7.43	148	167	157.5	25.4	12	18.7	6.3	1.9	4.1
	Kunihar	8.21	8.2	8.2	81	102.5	91.75	18.4	9.5	13.95	8.2	1.9	5.05
	Nalagarh	7.71	7.56	7.64	85.3	66.2	75.75	32	14.5	23.25	2.2	1.5	1.85
	Parwanoo	7.78	7.61	7.7	106.4	91.9	99.15	19	8.9	13.95	5.5	1.4	3.45
	塘鹅	9.09	8.03	8.56	133.8	100.1	116.95	21.9	11.9	16.9	4.1	1.5	2.8
发病率低	Kurgal	7.7	8.33	8.01	499.7	174	336.85	20.6	10.3	15.45	3.3	1.3	2.3
的意思是		7.95	7.96	7.95	184.08	102.51	143.29	21.72	10.9	16.31	4.82	1.67	3.24
西里尔·戴彼第(0.05)		0.43			83.49			5.71			1.59
地区的季节		NS			41.74			2.86			0.78
原因X季节		0.61			118.07			NS			2.25

*季风，**后季风

溶解氧

在索兰和统计上在库尼哈尔地区的DO值最高，可能是由于该地区普遍的低温导致水中氧气溶解较多。在坎大哈地区观测到的最低DO值可能归因于该地区的高海拔，Tareq报告了类似的发现et al .,(2013)。²²然而，所观察到的数值远高于BIS的理想限值5毫克/升¹。不考虑疾病负担地区，最高DO为9.09 mg / l¹在季风季节的索兰，浓度最低，为7.41毫克/升¹在季风过后的几个月里在坎大哈然而，所观察到的数值远高于BIS的理想限值5毫克/升¹。COD:坎大哈最高，为157.50 mg / l¹)，这可能是因为大多数水源以开放溪流的形式存在，其中有更多来自点源的有机物，而由于径流，非点源与它们混合在一起。与之相反，那拉嘎尔地区大部分水源的COD最低，为75.75 mg / l¹)不是手动泵就是钻孔井。因此，这些地区不容易发生地表径流，有机质较少，此后COD值最低。Mahananda等(2010)²³也报告了类似的发现。季风月和季风后的COD分别为135.50和91.54 l¹分别。然而，在本研究中观察到的数值远低于BIS规定的250毫克/升的限值¹。生物需氧量:那拉嘎尔的生物需氧量最高值可能是由于一些水体中杂草等的生长较多，以及这些水体缺乏清洁度，导致这些植物物质腐烂后产生更多的有机物，本研究中进行的KAP调查也揭示了这一点。然而，观察到的数值远高于ICMR允许的5毫克/升水平¹。

表5索兰2017年饮用水源化学参数的季节变化


表5所示的数据显示了钙、镁、硝酸盐、氯化物和铅浓度的变化。地区和季节对钙、镁、氯化物和铅的含量有显著影响。区域与季节的相互作用不影响这些参数。

钙

Ca含量在37.2 ~ 122.9 mg / l之间¹。库尼哈尔的Ca浓度最高，为122.9 mg / l¹)可能归因于该地区存在大量石灰石，正如Bacciottini所报道的那样et al .,(2004)。²⁴在库尼哈尔和那拉加尔高疾病负担地区观察到的数值高于BIS允许的75毫克/升水平¹。而季风期观测值为71.29 mg / l¹)和季风后(53.77毫克/升)¹)均低于容许水平。

镁

Mg含量在14.25 ~ 30.61 Mg / l之间¹。库尼哈尔的镁含量最高可能与该地区的岩石类型有关。检测到的数值远远低于国际清算银行允许的100毫克/升的水平¹。

硝酸

坎大哈的最高浓度可能是由于该地区使用无机氮肥和粪肥所致。然而，检测到的数值远远低于国际清算银行允许的45毫克/升的水平¹。在季风期间观测到的高含量是由于点污染源和非点污染源，径流现象进一步加速了这一现象，穆勒也报道过et al .,(2013)。²⁵

氯

据Interlandi报道，索兰和库尼哈尔的氯化物浓度最高可能是由于该地区驯养奶牛、水牛、山羊等产奶动物所产生的污水混合在一起造成的等,(2003)。²⁶Chauhan也报告说，该地区的土地利用模式，特别是污水系统和牲畜管理，造成了氯离子的高水文通量，使它们通过下伏地层进入地下水等.，(2014)。²⁷然而，检测到的数值低于BIS允许的250毫克/升的限值¹。

表6中的数据显示了水中各种微量元素的季节和时间变化，如汞、砷、锌、镉和铬。水中铅浓度随季节和水源地区域变化显著，而Hb和Cr浓度则随季节、地区以及季节与地区的相互作用而变化。As、Zn和Cd的浓度不受季节和地区的影响，也不受两者的相互作用的影响。

引领

正如Cobbina报告的那样，Parwanoo和Solan的铅浓度最高可能归因于这些地区的大量电缆制造单位和塑料稳定剂工厂et al .,(2015)。²⁸检测值高于BIS允许限量0.01mg l¹。

汞

无论在哪个地区，阿尔基地区记录到的汞含量相对较高(0.09毫克/升)¹)，这可能是由于矿藏被浸出到地层中，并最终进入蓄水层。巴迪和坎大哈地区汞浓度最高可能是由于该地区广泛开展采矿活动造成的，金也报告了这一点等.，(2015)。²⁹在Arki、Nalagarh、Parwanoo和Solan的水源中没有检测到汞。

砷

在Parwanoo观测到的高含量可能归因于它们的地质来源，可能来自该地区存在的岩石类型。研究结果与尚卡尔的观点一致et al .,(2014)。^30. 检测到的值远低于国际清算银行允许的0.05毫克/升的限值¹。

锌

纳拉加尔地区铅浓度最高的原因可能是该地区大量的合金和钢铁镀锌工业以及制革厂，孟加拉国的其他研究也报告了这一点(哈桑)et al。, 2017)。³¹该地区在耕作中过度使用杀虫剂也可能导致水源中锌的浓度升高。然而，检测到的数值低于BIS允许的15毫克/升的限值¹。

镉

除索兰地区Cd含量为0.001 mg l外，其余水源均不含Cd¹然而，检测到的数值远低于允许的限值。正如马查多报告的那样，检测到的内容可能是由于汽车工业和建筑材料的废水et al .,(2017)。³²

铬

帕尔瓦努和索兰地区的最高铬浓度可能归因于与汽车工业废料、广泛用于建筑材料的油漆和染料、钢铁厂以及铬电镀工业混合的径流。坎大哈和库尼哈尔地区，主要是农村地区，没有工业，也有较高的含量。这些农村地区显示出化学农业的存在。使用杀虫剂和杀虫剂铅可能会导致水中铬含量升高，Repula也报道了这一点et al .,(2012)。³³

表6 2017年索兰市饮用水源化学参数的季节变化

表7索兰市2017年饮用水水源水质指数

疾病负担	区域	季风	帖子季风	的意思是
高发病率	”	119.87	84.18	102.02
	Baddi	160.93	94.15	127.54
	Kandaghat	182.52	96.08	139.29
	Kunihar	151.54	94.38	122.96
	Nalagarh	219.78	114.3	167.04
	Parwanoo	142.3	81.22	111.76
	塘鹅	177.45	102.05	139.75
发病率低	Kurgal	83.75	78.58	81.17
的意思是		154.77	93.12
西里尔·戴彼第(0.05)
赛季13.96
地区27.92
x季地区39.48

水质指数

水源地所在地区、季节以及季节与季节的相互作用对饮用水源地水质指数有显著影响(表6)。疾病负担高的那拉嘎尔地区水源地不适宜饮用(E级)，WQI为167.04，其次是索兰(139.75)和坎大哈(139.29)。Baddi、Kunihar、Parwanoo和Arki等其他疾病负担高的地区也有不适合饮用的水源。即使是低疾病负担地区的水源水质也很差，WQI为81.17。与水质非常差的季风季节(WQI- 93.12)相比，在不适合饮用的季风季节(WQI- 157.77)，水质的恶化明显更严重。纳拉加尔和索兰水源的饮用水质量不佳可能是由于拥挤的城市地区工业化的不良影响，在这些地区，工业废物和污水的猖獗排放不仅通过径流进入水源，而且可能还浸出并污染了各种地下水资源。正如Chauhan报告的那样，坎大哈地区主要是农村地区，大量使用化学农业，这可能会污染水源et al .,(2015)。²⁷库尔噶尔地区的水源主要是未受保护的，而且总是容易受到外部环境污染物和污染物的影响。径流现象，尤其是在季风期间，进一步恶化了这些水源的水质，Hasan也报道了这一点等(2017)³¹和马查多等,(2017)。³²

结论

猖獗的工业污染物恶化的水质是一个非常令人关注的问题，需要最大限度的公共行动。城市化和工业化对水质的不良影响在目前的研究中已经得到了明显的强调。污水处理不当，未经检查的工业废水进入水源，有时可能由于径流现象和天然水源本身的未保护性质，导致该地区饮用水源水质差。这可能导致该区域观察到的更高的腹泻病负担。最后但并非最不重要的是，人们在水资源管理方面的不良知识，态度和做法需要干预，以保护这些宝贵的自然资源。

致谢

我们高度感谢KAP调查的研究参与者，他们在确定各种饮用水源方面发挥了重要作用。

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