当前世界环境

介绍

水可以被视为一种可再生资源，但为了满足人口和各种发展活动的需要，它将不得不成为不可再生的，从而造成环境困境。水是生命不可分割的一部分，对维持生命周期至关重要。水资源除了用于饮用和其他家庭任务外，还用于农业产出的灌溉。¹河流系统为人类社会和福祉提供了各种生态系统服务，包括支持、供应、调节和文化服务。²人为活动正以主动和被动的方式破坏着这一重要的环境部分。从建造到维护，道路活动对水资源产生广泛的负面影响，包括砍伐森林、车辆和发动机的操作和维护、沥青处理和铺设、建筑工地的清洁和垃圾倾倒以及燃料泄漏。道路结构对河流和运河的形态有明显的影响，进而扰乱了邻近地区的生物区系。道路活动被认为是河流、湖泊和溪流等邻近水体的主要污染源。^3.这些通过道路释放的污染物主要包括径流造成的土壤流失、溢出的油、油漆和溶剂、清洁剂和其他有毒化学物质，以及污垢。污染物要么直接进入水体，要么作为径流的结果进入水体，导致水质的物理、化学和生物降解。水质受到森林砍伐和河流采砂、垃圾处理和河岸耕作等退化活动的影响。⁴河流、海洋、溪流和湖泊等水体中盐的存在产生了盐度，阻碍了这些水体的蒸发，从而影响了气候。⁵此外，为了满足不断增长的人口的需要，最近城市化和工业化的增加导致建筑活动的步伐加快，这对许多天然水体的水质产生了重大的负面影响。⁶

本研究旨在描述道路运营对当地地表水水源的影响，评估道路污染物对水质的空间变异影响，并探讨各种水质参数与季节的关系。调查结果有助于确定由于车辆排放和道路上的其他活动导致水质恶化的程度。

材料与方法

研究区域

三条不同的路即,本研究选择了喜马偕尔邦康格拉地区希瓦利克山麓的NH-154国道(贾苏尔至沙普尔)、SH-28国道(努尔普尔至拉赫鲁)和连接公路。选定的路段(国道和国道)是连接两个城镇(达兰萨拉和达尔豪斯)以及旁遮普邦帕坦科特市的部分路线。此外，除了旅游之外，这条路线还承受着巨大的交通负荷，它还被用作向这些城镇运输蔬菜、水果和其他货物和服务的走廊。连接道路将村庄彼此连接起来，并与主要道路(NH或SH)连接起来。

气候及天气情况

康格拉地区气候温暖、温和。冬季从12月到2月开始，春季从3月到5月，然后是夏季，从6月到8月，秋季一直持续到11月。在这个地区，83%的降雨发生在季风月份。康格拉地区年平均降雨量约为1751毫米。平均气温范围为0^o摄氏至38度^o6月最热，1月最冷。

实验的细节

为研究道路活动对水质的影响，选取国道、国道和连接道3个站点进行研究，每条道路分为2个路段。每个站点的地表水样本分别在2018年和2019年季风前、季风期和季风后季节采集。共有9种治疗组合(3×3)，采用随机区组设计重复3次。方法流程图如图1所示。

抽样方法及分析

样品采集在容量为1升的塑料瓶中。地表水样品在水面以下10 ~ 12厘米处采集，进行详细的化学分析。收集后立即分析水质参数(pH、电导率、浊度、总溶解固形物、生物需氧量和化学需氧量)。采用微处理机pH、EC、TDS仪测定水样的pH、EC、TDS。采用生化需氧量(BOD)系统氧直接法和TR320分光光度法测定148℃消化后的生化需氧量(BOD)^o2小时。氯化(Cl^-)和硝酸盐(NO^{3 -})用分光光度计pharo 300进行光度测定。结果与WHO、CPCB规定的允许限量进行了比较(表1)。

表1:印度饮用水标准。

水化学性质(mg / l－1）	可取的限制3.	允许的限制3.
pH值	6.5 - -8.5	没有放松
导电性	200 - 800µS /厘米	-
浊度	1	5
TDS	500	2000
生化需氧量	< 2	5
鳕鱼	250	20.
氯	250 mg l－1	-
硝酸	45毫克升－1	-
砷	0.01	0.05
镉	0.003	没有放松
铬	0.05	没有放松
铜	0.05	1.5
引领	0.01	没有放松
镍	0．02	没有放松

将研究区域获得的水质参数与印度标准局(BIS, 2015)和中央污染控制委员会(CPCB)规定的水质标准进行比较，并用于讨论道路活动对水质影响的结果。

统计分析

从水样分析中获得的数据进行统计分析，使用双向和三向方差分析(ANOVA)进行因子随机分组设计，并按照Gomez和Gomez建议的程序在实验中以5%的显著性水平进行测试。⁷

图1:采用的方法流程图。 点击此处查看图

结果与讨论

pH值

仔细阅读表2中的数据可以发现，由于道路活动，水的pH值存在显著的空间和季节变化。pH值为6.94 ~ 7.31，在BIS和CPCB规定的允许范围内。水体pH值呈减小趋势，季风前pH值最大，季风后pH值次之，季风期pH值最小，分别为7.23、7.16和7.07，且具有统计学差异。结果与工作者的研究结果相吻合⁸季风前的pH值较高，季风后的pH值较低。这名工人也观察到了类似的趋势⁹在喜马拉雅山脉西北部的NH研究中。季风季节pH值较低可能是由于雨水的稀释作用。结果与工人一致¹⁰他在季风季节记录了pH值的下降。高速公路沿线最大pH值为NH(7.23)，与SH(7.18)和LR(7.05)差异有统计学意义。季节与公路相互作用的pH值在季风前显著最高，为7.31，季风期显著最低，为6.94。这一结果与工人们的发现一致¹¹他还说，建筑工地附近水源的水pH值下降可能是由于径流水含盐量高。

表2:Shivalik山麓道路沿线地表水pH的空间和季节变化。

季节 网站	Pre-monsoon	季风	Post-monsoon	的意思是
国家高速公路	7.31	7.14	7.23	7.23
国家高速公路	7.25	7.12	7.16	7.18
连接路	7.14	6.94	7.09	7.05
的意思是	7.23	7.07	7.16	7.15
CD0.05季节(0.02)公路(0.03)季节x公路(0.05)

(pH允许极限:6.5-8.5)

表3:欧空体(dS)的空间和季节变化^－1)沿着Shivalik山麓道路的地表水。

季节 网站	Pre-monsoon	季风	Post-monsoon	的意思是
国家高速公路	0.29	0.23	0.25	0.25
国家高速公路	0.26	0.21	0.24	0.23
连接路	0.22	0.18	0.20	0.20
的意思是	0.26	0.20	0.23	0.23
CD0.05《Season x Highway》(0.03)

(容许pH值上限:200 - 800µS /厘米)

电导率(EC)

表3的数据显示，由于道路活动，水EC的空间和季节变化显著，范围在0.18至0.29 dS m之间^－1，在BIS和CPCB规定的允许范围内。沿路水EC呈减小趋势，季风前最大，季风后最小，季风期最小，分别为0.26、0.23和0.20 dS m^－1这些值在统计上是不同的。结果与作者的结论一致¹²他们证实，季风期间地表水中较高的EC可能是由于地表水水源更多地暴露于道路活动，这直接导致硝酸盐、硫酸盐、氯化物、铁、铝离子增加，因为电导率主要取决于这些离子在溶液中的浓度。空间变异表明，最高的EC值为0.25 dS m^－1，其次是0.23 dS m^－1最小值为0.20 dS m^－1) EC记录于LR。季节与公路交互作用的EC最高，为0.29 dS m^－1在季风前季节记录，而显著最低的EC为0.18 dS m^－1是在季风季节录得。结果与工人们的发现一致。^11、13

表4:TDS (mg / l)的空间和季节变化^－1)沿着Shivalik山麓道路的地表水。

季节 网站	Pre-monsoon	季风	Post-monsoon	的意思是
国家高速公路	174.14	158.17	142.39	158.23
国家高速公路	172.08	156.29	140.94	156.43
连接路	170.21	152.42	140.29	154.30
的意思是	172.14	155.62	141.20	156.32
CD0.05季(3.56)高速公路(4.04)季x高速公路(6.23)

(TDS的允许限量:1000mg / l^－1）

总溶解固体(TDS)

表4所示的数据显示，由于道路活动，水体TDS在140.29至174.14 mg l之间存在显著的空间和季节变化^－1，在BIS和CPCB规定的允许范围内。沿路TDS呈下降趋势，季前TDS最大(172.14 mg / l)^－1)，与季候风(155.62毫克/升)有统计学差异^－1)及季风后(141.20毫克/升)^－1)的季节。靠近道路的水体TDS较高，可能是由于道路污垢、溶解的矿物质和悬浮物被冲走并积聚在水体中。这个结果与工人们的发现是一致的¹⁴。之前的研究人员也得出了类似的结论¹⁵他们还证实，道路附近水体中TDS含量较高是由于道路活动产生的地表径流。空间观测结果显示，TDS最高为158.23 mg l^－1是在统计上与SH (156.43 mg l)相当^－1)和LR (154.30 mg / l)^－1)。季节和公路交互作用的TDS最高，为174.14 mg l^－1季风前季节在北半球观测到，与SH (172.08 mg l)相当^－1)和LR (170.21 mg l)^－1)，而TDS最低(140.29 mg / l)^－1)，在季风过后的季节，在低海拔地区观测到。

表5:Shivalik山麓道路沿线地表水浊度(NTU)的空间和季节变化。

季节 网站	Pre-monsoon	季风	Post-monsoon	的意思是
国家高速公路	3.66	3.36	3.38	3.46
国家高速公路	3.37	3.23	2.95	3.18
连接路	2.75	2.79	2.79	2.77
的意思是	3.26	3.12	3.04	3.14
CD0.05 季(0.25)高速公路(0.20)季x高速公路(0.43)

(浊度允许限度:10 NTU)

水浊度

仔细阅读表5中的数据，可以发现由于道路活动导致的水浊度存在显著的空间和季节变化，范围从2.75到3.66 NTU，在BIS和CPCB规定的允许范围内。沿路水浊度呈下降趋势，季风前浊度最大(3.26 NTU)，其次是季风季节(3.12 NTU)，后季风季节最低(3.04 NTU)，三个季节的浑浊度在统计上基本一致。这个结果与工人们的发现是一致的¹⁶世卫组织还证实，由于更多的粘土和淤泥从道路活动中浸入水体浑浊度增加。空间观测结果表明，NH的浊度最高，为3.46 NTU，与SH (3.18 NTU)和LR (2.77 NTU)有显著差异。季节和公路相互作用显示浊度最高，为3.66 NTU在季风前季节，NH与NH(季风期间为3.36 NTU，季风后为3.38 NTU)以及SH(季风前为3.37 NTU，季风期间为3.23 NTU)相当，而在季风前季节，LR的浊度最低(2.75 NTU)。

表6:生物需氧量(mg / l)的空间和季节变化^－1)沿着Shivalik山麓道路的地表水。

季节 网站	Pre-monsoon	季风	Post-monsoon	的意思是
国家高速公路	2.86	2.78	2.67	2.77
国家高速公路	2.78	2.67	2.62	2.69
连接路	2.44	2.40	2.30	2.38
的意思是	2.69	2.61	2.53	2.61
CD0.05季节(0.05)公路(0.03)季节x公路(0.07)

(BOD允许限量:5mg / l^－1）

表7:COD (mg / l)的空间和季节变化^－1)沿着Shivalik山麓道路的地表水。

季节 网站	Pre-monsoon	季风	Post-monsoon	的意思是
国家高速公路	19.63	17.04	15.89	17.52
国家高速公路	17.44	15.95	15.31	16.23
连接路	15.50	15.23	13.97	14.90
的意思是	17.52	16.07	15.06	16.22
CD0.05季(0.58)公路(0.49)季x公路(1.02)

(COD允许限量:20mg / l^－1）

生物需氧量(BOD)

表6中给出的数据显示，由于道路活动，水的BOD在空间和季节上有显著的变化，范围在2.30至2.86毫克/升之间^－1在BIS和CPCB规定的允许范围内。沿路水体BOD呈下降趋势，季风前BOD最大，为2.69 mg l^－1)，其次是季风(2.61毫克/升)^－1)，季风过后最低(每公升2.53毫克)^－1季节,季风前季节的BOD与其他季节有统计学差异。公路附近水体的生化需氧量较高，可能是由于接触公路活动产生的化学废水，可能导致水中的营养物质富集。这个结果与工人们的发现是一致的¹⁴。空间观测结果显示，BOD最高，为2.77 mg l^－1与SH (2.69 mg l)有显著差异^－1)和LR (2.38 mg / l^－1)。空间观测结果显示BOD最高，为2.77mg l^－1，与SH (2.69mg l^－1)和LR (2.38mg l^－1)。季节和公路交互作用BOD最高，为2.86 mg l^－1在季风前季节在北半球观测到，与SH (2.78 mg / l)有显著差异^－1)，而需氧量最低(2.30 mg / l)^－1)，在季风过后的季节，在低海拔地区观测到。结果与一名工人的发现一致¹⁷他们还证实，季风前季节更多的生物需氧量是由于有机物的出现和更高温度下氧气的快速利用。

化学需氧量(COD)

表7所示的数据显示，由于道路活动，水体COD在13.97至19.63 mg l之间存在显著的空间和季节变化^－1在CPCB规定的容许范围内。沿路COD呈下降趋势，季风前COD最大(17.52 mg l)^－1)，其次是季风(16.07毫克/升)^－1)，季风过后最低(15.06毫克/升)^－1季节)。在统计上，季风前的COD与季风和季风后的COD相当。结果与以前的工人一致^11、12。空间观测结果显示COD最高，为17.52 mg l^－1NH值与SH值(16.23 mg / l)有显著差异^－1)和LR(14.90毫克/升^－1)。季节和公路交互作用COD最高，为19.63 mg l^－1在季风前季节，NH与SH (17.44 mg / l)有显著差异^－1)，而COD最低(13.97 mg / l)^－1)，在季风过后的季节，在低海拔地区观测到。

表8:氯化物浓度(mg l)的季节和空间变化^－1)沿着Shivalik山麓道路的地表水。

季节 网站	Pre-monsoon	季风	Post-monsoon	的意思是
国家高速公路	29.94	22.66	18.89	23.83
国家高速公路	27.87	22.06	16.89	22.27
连接路	24.79	19.29	15.01	19.70
的意思是	27.53	21.34	16.93	21.93
CD0.05季(1.56)公路(1.34)季x公路(1.67)

(氯的容许限度^-: 250 mg l^－1）

表9:硝酸盐浓度的季节和空间变化(mg / l^－1)沿着Shivalik山麓道路的地表水。

赛季的网站	Pre-monsoon	季风	Post-monsoon	的意思是
国家高速公路	4.14	4.67	4.22	4.34
国家高速公路	3.69	4.17	4.21	4.02
连接路	3.38	3.99	4.19	3.85
的意思是	3.73	4.28	4.21	4.07
CD0.05第四季(0.11)高速公路(0.17)第四季高速公路(0.26)

(NO的容许上限_3.^-: 45毫克/升^－1）

地表水体中的氯化物浓度

表8中的数据显示，由于道路活动，氯化物浓度在15.01至29.94 mg l之间存在显著的空间和季节变化^－1，在BIS和CPCB规定的允许范围内。道路沿线氯水浓度呈下降趋势，季风前氯水浓度最高，为27.53 mg l^－1)，其次是季风(21.34毫克/升)^－1)，季风后最低(16.93毫克/升)^－1季节)。氯水浓度在季风前季节，与季风和季风后季节有统计学差异。结果与以前的工人一致^11、13。空间观测显示氯离子浓度最高，为23.83 mg l^－1NH与SH (22.27 mg / l)差异显著^－1)和LR (19.70 mg / l)^－1)。季节和公路交互作用中氯离子浓度最高，为29.94 mg l^－1在季风前季节，NH与SH (27.87 mg / l)有显著差异^－1)，而氯化物浓度最低(15.01 mg / l)^－1)，在季风过后的季节，在低海拔地区观测到。

地表水体中硝酸盐浓度

表9所示的数据显示，由于道路活动，硝酸盐浓度在3.38至4.67 mg l之间存在显著的空间和季节变化^－1，在BIS和CPCB规定的允许范围内。沿路水体硝酸盐浓度呈下降趋势，季风期间最高(4.28 mg l)^－1)，其次是季风后(4.21毫克/升)^－1)，季风前最低(3.73毫克/升)^－1季节)。水中硝酸盐浓度在统计上，季风季节与季风相同，而与季风后不同。结果与工作人员的结论一致¹⁸世卫组织还报告，与其他季节相比，季风季节的硝酸盐含量较高。空间观测结果表明，硝态氮浓度最高，为4.34 mg l^－1与SH (4.02 mg / l)有显著差异^－1)和LR (3.85 mg / l)^－1)。季节和公路交互作用中硝酸盐浓度最高，为4.67 mg l^－1在西北季风季节观测到的，与SH (4.17 mg / l)有显著差异^－1)，而硝酸盐浓度最低(3.38毫克/升)^－1)，在季风来临前的季前季节，在陆基天文台观测到。

地表水中不同重金属的浓度

通过统计分析得出的水中重金属浓度见表10。nhh、SH和LR处Cd、Cr、Pb、As、Cu和Ni浓度均值存在空间差异。所有重金属的浓度在BIS允许范围内。水体重金属浓度沿NH较高，SH次之，LR最低。

对喜马偕尔邦NH-22水体中重金属Cd、Cr、Pb和Fe的浓度进行了研究，发现这些重金属的浓度在0.005 ~ 0.018 mg / l之间^－1， 0.021-0.049 mg l^－1，0.012-0.032 mg l^－1和0.153-0.328 mg l^－1分别。¹⁹在冬季和夏季，测定了一条主要城市公路径流中重金属(Cd、Al、Co、Cu、Cr、Fe、Mn、Pb、Ni和Zn)的溶解态和颗粒态。^20.除Co和Al在冬季表现出较高的质量浓度外，所有金属的质量浓度在夏季都表现出较高的水平。对波兰格但斯克环城公路径流水中的污染物进行了分析，结果表明，公路径流将公路上的阳离子和阴离子携带到距离公路水平距离(<200 m)的水体中，最终导致水质恶化。¹⁴

表10:不同重金属浓度(mg / l)的空间变化^－1)沿着Shivalik山麓道路的地表水。

重金属	的意思是	分钟。	Max。	堡。＊	的简历＊
镉
NH	0.016	0.008	0.021	0.0092	0.4377
上海	0.012	0.006	0.017	0.0078	0.4575
LR	0.009	0.004	0.015	0.0078	0.5185
CD0.05季节(0.001)公路(0.001)季节x公路(0.002)
铬
NH	0.038	0.025	0.048	0.0163	0.3388
上海	0.032	0.021	0.041	0.0141	0.3449
LR	0.024	0.019	0.031	0.0085	0.2737
CD0.05季节(0.001)公路(0.001)季节x公路(0.002)
引领
NH	0.045	0.041	0.049	0.0057	0.1154
上海	0.036	0.031	0.041	0.0071	0.1725
LR	0.023	0.021	0.024	0.0021	0.0884
CD0.05季节(0.001)公路(0.001)季节x公路(0.002)
砷
NH	0.047	0.031	0.056	0.0177	0.3157
上海	0.040	0.025	0.051	0.0184	0.3605
LR	0.032	0.018	0.043	0.0177	0.4111
CD0.05《Season x Highway》(0.002)
铜
NH	0.046	0.033	0.054	0.0148	0.2750
上海	0.038	0.026	0.046	0.0141	0.3074
LR	0.030	0.021	0.035	0.0099	0.2828
CD0.05季节(0.001)公路(0.001)季节x公路(0.002)
镍
NH	0.025	0.018	0.029	0.0078	0.2682
上海	0.022	0.016	0.026	0.0071	0.2720
LR	0.016	0.014	0.018	0.0028	0.1571
CD0.05季节(0.001)公路(0.001)x公路(0.001)

^＊sd—标准差;^＊C.V.——变异系数

结论

在区域和季节分布的基础上，研究了道路活动(车辆排放)对公路旁水体水质参数的影响。根据研究结果，这些活动会将污染物带入当地水体，影响水质，最终导致水污染。虽然所有水质指标都在标准水质的允许范围内，但目前的研究表明，在现有情况下，由于人口增长等因素，水质可能随着时间的推移而恶化，这对自然资源造成了过度的压力。沿路水体周围交通排放的后果在西北地区最高，其次是南北区，而在南北区最低。前季风季节的水质指标最高，其次是季风季节，最后是后季风季节。因此，在各种道路活动产生有害活动之后，需要不断监测和监测水源的质量评价。

致谢

在研究期间，环境科学系的YSP UHF博士对进行研究的支持表示感谢。

资金来源

本研究工作没有资金或财政支持。

利益冲突

作者没有利益冲突。

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