当前世界环境

介绍

水是维持生命所必需的物质之一。在印度，池塘、河水和地下水被用于家庭和农业用途。地下水是城市和农村地区饮用水的主要来源。地下水污染不是自然因素造成的，而是人类活动造成的。地下水的水质可以根据其物理化学和微生物特性来描述。近年来，随着水的物理化学特性，一种基于统计相关性的替代方法被用来建立物理化学参数比较的数学关系

本文对马哈拉施特拉邦塔那地区地下水的理化参数进行了研究。分析数据与世界卫生组织推荐的标准值进行比较。系统地计算了水质参数之间的相关系数，以最大限度地降低大数据集的复杂度和维数。通过“t”检验进一步验证了显著相关性。

实验

使用的所有化学品均为a.r.级，购自s.d.精细化学品有限公司。采用PH计和电导率计(Model Equiptronics)测定PH值和电导率。溶解氧、化学需氧量、总硬度、总碱度、硫酸盐、磷酸盐、硝酸盐、钙、镁、钾、钠按APHA AWWA²标准程序测定。采用火焰光度计[型号Elico CL-178]测定金属离子Na⁺和K⁺．

采用标准方法进行统计分析。³计算了Karl Pearson相关系数(r)，并通过t检验对显著性相关进行了信任。

选取塔那地区22口钻孔和挖井作为采样点，进行地下水采样。10 - 11月每个地点抽取地下水一次。2008.采样地点、来源及相应栖息地见表1

表1:有位置的采样站 按此查看表格

结果与讨论

地下水样品理化参数标准值和观测值见表2和表3。pH值在7.48 ~ 8.52之间，表明地下水样品除G14样品(pH值5.93)外均呈微碱性。

表2:研究水的理化参数 按此查看表格

地下水样本G6、G10、G16、G19所含的T.D.S.超过世界卫生组织规定的最大容许限量。除G6、G10、G16和G17、G19外，地下水样品中含有的T.D.S均在WHO规定的最高期望限值或最大允许限值之内。如G6、G10、G16、G17、G19显示T.D.S.超过最大容许限度。这些样品位于工业区，这对这些样品有直接的影响。由于世卫组织没有就饮用水的溶解氧、电导率、钠和钾含量提出任何标准，因此无法与观测值进行比较。水样G1、G3、G4、G5和G8的化学需氧量值在最大允许范围内，其余地下水样品的化学需氧量值大于最大允许范围。C.O.D.的高值可能是由于生活和工业废物对井水和钻孔水的污染。⁵

表3:各采样站离子浓度 按此查看表格

地下水样品总硬度(30- 770mg /lt)值均在世界卫生组织规定的最高允许范围内，样品编号除外。G7 g17 g18 g19。样品中总硬度值异常是由于生活污水、造纸、纺织、化工废弃物排放所致。⁶裂缝G3, G5, G7附近的地下水样品显示出较高的硬度值，这可能是由于裂缝的邻近和水力连接。⁷

塔那地区地下水碱度平均值为300 mg/lit(表2)，超过了可推导的最高限度。水的碱度值提供了存在于水中的天然盐的概念。水的碱度是由于矿物质从土壤中溶解而成的。造成碱度的各种离子种类包括碳酸氢盐、氢氧化物、磷酸盐和有机酸。这些因素是水源和在任何特定时间发生的过程的特征。⁸

氯

地下水样品G6、G10、G14、G16、G17、G18和G19氯化物含量较高，超过了世界卫生组织规定的最大允许限量。这些水样中氯化物含量高可能是由于自然过程，例如水通过土壤中的天然盐层，也可能是工业或家庭废物污染的迹象。

表4:水质参数的相关矩阵。N = 22 按此查看表格

剩余的地下水样本显示氯化物值在世界卫生组织规定的最大允许限度内。硫酸盐(70-148 mg/L)硝酸盐(0.021-1.760 mg/L)磷酸盐(0.018-2.341 mg/L)钙(32-176 mg/L)镁(12-60 mg/L)地下水样本的值在世界卫生组织规定的最高理想限值或最大允许限值内。

统计分析

相关系数r由公式计算。



x = x - y = y -y， X和Y代表两个不同的参数。_x= X的平均值yY的平均值

各水质参数之间的相关系数r如表4和表5所示。观察到的相关系数的显著性采用t检验。在两个参数之间发现的63个相关性中。17例在5%水平上有显著性差异(t > 2.086)。其中正相关47例，负相关16例。电导率与钠(r = 0.7672, t = 5.349)、氯化物(r = 0.8873, t = 8.6073)、总硬度(r = 0.6618, t = 3.9481)、硫酸盐(r = 0.5109, t = 2.6578)、钙(r = 0.5864, t = 3.2374)呈显著正相关，随着钠、氯化物、总硬度、硫酸盐、钙的升高或降低，电导率也随之升高或降低。电导率与Mg (r = 0.38372, t = 1.8582)、K (r = 0.2456, t = 1.1329)、PO (r = 0.1585, t = 0.7179)、总碱度(r = 0.1859, t = 0.8461)、PH (r = 0.08167, t = 0.3664)呈正相关。电导率与NO离子呈负相关。总溶解固形物与Na呈显著正相关(r = 0.7672, t = 5.349)^-T.D.S.与Mg (r = 0.3838, t = 1.8582)、K (r = 0.2456, t = 1.1329)、PO (r = 0.1585, t = 0.7179)、总碱度(r = 0.1859, t = 0.8461)、PH (r = 0.08167, t = 0.3664)呈正相关(r = 0.8873, t = 8.603)， T.H (r = 0.6618, t = 3.941)、SO (r = 0.5109, t = 2.6578)、Ca (r = 0.5864, t = 3.2374)。

表5参数与相关系数(r)、(t)的关系 按此查看表格

钠与氯离子呈显著正相关(r = 0.8288, t = 6.6254)。钠与SO (r = 0.2053, t = 0.9381)、PO (r = 0.2655, t = 1.3215)、Na (r = 0.0432, t = 0.1936)呈正相关，K与Chloride (r = 0.2663, t = 1.2355)、PO (r = 0.5803, t = 2.9855)呈显著正相关。K与SO (r = -0.2716, t = 1.2620)、Na (r = -0.1216, t = 0.5478)呈负相关。

钙与氯(r = 0.3944, t = 1.9134)、SO (r = 0.3677, t = 1.7680)、PO (r = 0.2628, t = 1.3312)呈正相关。结果表明，氯化物以NaCl的形式存在量最大，同时也以KCl、CaCl的形式存在₂& Cl₂．

磷酸盐可能以磷酸钾盐的形式存在。Ca与Na呈负相关(r = -0.2934, t = 1.3674)， Mg与Na呈负相关(r = -0.0239, t = 0.1068)。Mg和PO之间没有相关性。

总硬度与Ca (r = 0.7405, t = 4.9278)、Mg (r = 0.6025, t = 3.3756) Cl呈显著正相关^-(r = 0.4967, t =2.5595)和SO (r = 0.5309, t = 2.8023)。总硬度与T.A. (r = 0.3468, t = 1.6554)、PO (r = 0.2095, t = 0.9580)、Na (r = 0.1908, t = 0.8693)呈正相关。总硬度与NO (r = -0.1726, t = 0.7836)、COD (r = -0.05039, t = 0.2256)呈负相关。硬度与Ca、Mg、Cl呈正相关^-，等等。因此，认为水样的硬度主要是由于氯化钙的存在₂,卡索₄, MgCl₂和MgSO_4．⁹

总碱度与Ca (r = 0.1335, t = 0.6024)、K (r = 0.0677, t = 0.3033)、磷酸盐(r = 0.2095, t = 0.9580)呈正相关。Mg (r = - 0.0396, t = 0.1771)、SO (r = 0.1670, t = 0.7577)、Na (r = -0.0638, t = 0.2859)呈负相关。化学需氧量与cod呈负相关(r = -0.0969, t = 0.4072)^-(r = -0.05995, t = 0.2685)。PH与C.O.D.呈显著正相关(r = 0.6287, t = 3.6156)， Cl (r = 0.2961, t = 1.3863)、Ca (r = 0.1432, t = 0.6470)、Na (r = 0.3403, t = 1.6179)呈显著正相关。PH与K (r = 0.0616, t = 0.2689)、T.H. (r = -0.1486, t = 0.6721)、T.A. (r = -0.1973, t = 0.7122)呈负相关。

结论

塔那地区地下水各项理化参数均在世界卫生组织规定的最高理想限值或最大允许限值范围内，但大部分地下水样品的化学需氧量值较高。该区地下水中Na、Cl、Ca、Mg含量较高。这可能是由于地下水采样站靠近裂缝。大量的因素和地质条件直接或间接地影响着不同对之间的相关性。电导率与Na和Cl有显著的正相关关系^-．Na和Cl^-含钙总硬度。

致谢

作者感谢普林。Dr. G. B. Vishe提供行政支持，Dr. S. Patil Chemist i.t.l;Thane和N. Kalyan m.d. Elca实验室，为Thane提供实验室设施。

参考文献

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