当前世界环境

介绍

水是地球上生命存在所必需的，是从微生物到人类的所有生命形式的主要组成部分。各种物理化学参数在决定水的可饮用性方面起着重要作用。世界卫生组织认为，安全和卫生的饮用水是人类发展、健康和福祉的基本需要，是一项国际公认的人权。¹供人类饮用的水必须不含有害微生物、有毒物质、过量的矿物质和有机物。人口压力过大、无计划的城市化、不受限制的开采和污水的不当倾倒，加剧了有害化合物对地下水的渗透。²施肥、长期排放工业废水、生活污水和固体废物倾倒也加剧了地下水污染，对人类和动物的健康造成不利影响。水量等数量参数和质量参数也受到气候条件的影响，特别是全年变化的温度和降水。考虑到这些因素，本研究对喀拉拉邦埃鲁尔工业区井水理化质量的季节变化进行了评价。

材料与方法

研究区域

埃鲁尔是喀拉拉邦的工业中心，是一个面积14.21公里的岛屿²位于北纬地区之间的埃纳库拉姆地区^º3 '和10^º东经76度，6度^º20´和76^º28´。这个地区的土壤为砂壤土型。该地区以大型和小型工业单位而闻名，占该州工业的25%。该地区的主要工业单位包括化肥和化学品特拉凡科有限公司(FACT)、印度斯坦杀虫剂有限公司(HIL)、印度稀土有限公司(IRE)、Merchem有限公司等。

在研究中随机选择了位于工业单位半径1.5公里范围内的油井。样品直接从井中取出，装在容量为250毫升的无菌玻璃瓶中，用水冲洗瓶子三次。为了直接从井中采集样品，使用了颈上系有绳子的瓶子。另一根干净的长绳子系在无菌绳子的末端，然后把瓶子放进水里，让瓶子充满水。然后瓶子被提起并塞上了塞。收集到的样品在一个绝缘的冰容器中运输到实验室，并在收集后24小时内进行分析。

2009年，在夏季(2月)、季风前(3 - 5月)、季风前(6 - 9月)和季风后(10 - 11月)四个不同季节共收集了100个井水样本，每个样本25个，并分析了温度和pH等物理参数以及总硬度、化学需氧量(COD)、硝酸盐、氟化物、铁和铅、汞、锌和镉等重金属浓度等化学参数。研究是这样进行的，相同的25口井在四个季节取样。

每个样品分别用充汞玻璃温度计和数字pH计测量温度和pH值。^3.使用Total hardness test kit (Hi-media, India)估计样品的总硬度。样品在预热的Thermoreactor TR 320 (Merck, Germany)中消化后，在Spectroquant NOVA 60 (Merck, Germany)分光光度法测量COD。用NOVA 60分光光度仪测定了水样中硝酸盐、氟化物、铁、铅和汞的浓度，并以mg/l表示。用原子吸收分光光度法测定了锌和镉的含量。⁴

统计分析

方差分析(ANOVA)用于比较数据⁵使用SPSS软件包(版本10)。

结果与讨论

分析结果见表1和表2。温度范围为27-28.96度^oC.最低气温记录在季风期间，最高气温记录在季风前，这与环境温度模式一致。^6、7、8

井水pH值为5.75±0.19 ~ 6.30±0.09，季节间无显著差异。pH值主要受水量的影响，⁹土壤类型、¹⁰化学物质的存在和酸性肥料的施用。尽管elor的土壤类型是砂质壤土，pH值较高，¹¹井水pH值偏酸性。这可能是由于排放工业废水，酸性pH值¹²到地表水体，然后渗透到井水中。即使没有明显的季节变化，pH值在季风和季风后季节较高，而在夏季和季风前季节较低。雨季较高的pH值可能是由于宏观和微观植被的高光合作用导致高CO的产生_2，将平衡转移到碱性一侧。¹³这可能是由于在雨季，大多数井内都有繁茂的植被。水的酸性pH值可能是由于溶解的二氧化碳和有机酸，如腐殖酸和腐殖酸，这些有机酸是由植物材料的腐烂和随后的浸出产生的。¹⁴在干旱季节，由于缺乏足够的水，植物可能会死亡和腐烂，这增加了水中的有机酸含量，从而导致酸度。此外，在干旱季节，井中水量的大量减少也降低了pH值。⁹饮用水的pH值可接受范围为6.5-8.5。¹⁵在本研究中，pH值不在这个范围内。地下水pH值过低会引起胃肠道疾病，尤其是胃酸过多、溃疡和烧灼感。¹⁶pH值低于6.5的水会腐蚀金属管道，导致锌、铅、镉、铜等有毒金属的释放。较高的pH值加速水加热装置中的水垢形成，降低氯的杀菌潜力。

总硬度在230.00±13.15 ~ 457.20±105.42 mg/l范围内，无明显季节变化。总硬度较高可能是由于排放了废水和未经处理的废物¹⁷从污染工业到附近的地表水源。总硬度在夏季最高。这可能是由于夏季水位低，蒸发率高。¹⁸印度标准局对饮用水总硬度的理想限制是300毫克/升。¹⁵在夏季和季风前，埃鲁尔井水的总硬度高于这一限值。硬度可以防止肥皂产生泡沫，提高水的沸点。通常情况下，水的硬度不会造成任何直接的健康问题，但可能会造成经济问题。硬度低于300mg /l被认为是可饮用的，但超过这个限度会产生胃肠道刺激。极硬的水可能会增加尿石症的发病率。

COD变化范围为81.68±5.75 ~ 150.56±14.07，季节间差异显著。在季风和夏季分别观测到最低和最高。较高的COD值表明存在可氧化有机物。¹⁹污水、工业废水和农业径流的进入可能是导致可氧化有机物含量增加的原因。¹⁸较高的COD可能是由于植物的死亡和腐烂以及随后在夏季有机物质的增加。¹³在季风期间观测到的较低COD可能是由于稀释的影响。

表1:井水的物理质量 点击这里查看表格

表2:井水的化学性质 点击这里查看表格

井水硝酸盐平均浓度为3.20±0.43 ~ 5.96±1 mg/l，符合世界卫生组织2006年饮用水硝酸盐标准(50 mg/l)。^20.和印度标准局的理想限值(45毫克/升)。¹⁵通常硝酸盐不存在于纯水中。然而，井水样本中检测到的硝酸盐可能来自腐烂的有机物，²¹含硝酸盐肥料的污水、工业废水和农田径流的排放。²²平均硝态氮浓度在季风前最低，季风后最高。季风后氮浓度最高可能是由于雨季对农田施用氮肥和随后的土壤渗透造成的。饮用水中的硝酸盐本身对健康是无毒的，大约85%的摄入的硝酸盐会迅速从胃肠道吸收并由肾脏排出。当硝酸盐转化为亚硝酸盐时，会遇到毒性作用，并可能造成潜在的健康危害。高水平的硝酸盐可能导致婴儿的甲基血红蛋白血症或蓝婴儿综合症。它可与存在于脊椎动物肌肉中的肌酐反应，形成致癌的亚硝基肌氨酸。²³

井水氟浓度平均值为0.05±0.04 ~ 0.21±0.06 mg/ l，季节间差异不显著。该数值符合世卫组织2006年饮用水中氟化物准则(1.5毫克/升)和1991年理想限值(1毫克/升)IS: 10500。位于FACT附近的井中存在可检测水平的氟化物。氟化物以气态和微粒的形式从生产磷肥的工厂释放到空气中。²⁴这可能会造成土壤、水和饲料的污染，不仅在工厂附近，而且在工厂几公里外。²⁵埃鲁尔的FACT就是这样一个生产磷肥的单位。工厂生产的石膏是化肥生产过程中的副产品，含有氟化物。¹²这可能是埃鲁尔井水中氟化物的来源之一。氟浓度未见明显的季节差异，可归因于持续的工业活动。根据人们提供的第一手资料，人们了解到石膏是在工厂里积累起来的。这有利于季风季节的淋滤，增加了季风期间井水的浓度。少量的氟化物对人体健康有益，可以预防龋齿。然而，如果摄入较高剂量(>1.5毫克/升)，则会导致氟牙症，而浓度过高(>3毫克/升)则可能导致氟骨症。在含氟量超过10毫克/升的供水中可发生致残性氟骨症。在调查期间，人们了解到6.9%的动物有跛行。这可能是由于摄入受污染的水和饲料而导致氟化物中毒。

平均铁浓度在0.29±0.02 ~ 0.95±0.33mg/l之间。仅在季风季节，该值在理想限值(0.3mg/l)内(IS: 10500, 1991)。在elor观察到的高铁含量可能是由于工业单位排放含铁废物的影响。废物分析¹²由HIL, Merchem Limited和FACT产生的数据表明，这些工业单位产生了大量的铁。这些工业将其废物排放到附近的地表水中，最终导致地下水污染。有些人抱怨说，他们的水经常变成红色和铁锈味。四季平均铁浓度差异不显著。夏季铁浓度最高(0.95±0.33 mg/l)，季风期最低(0.29±0.02 mg/l)。夏季地下水中铁含量较高可能是由于浓度效应。²⁶由于接触铁的毒性作用，导致腹部不适，嗜睡和疲劳。肝脏是铁储存的主要部位。过量的铁沉积导致肝脏萎缩，随后发生纤维化和肝硬化。铁的毒性作用主要由摄入引起，因为铁在胃肠道中被迅速吸收。

平均铅浓度为0.30±0.03 ~ 0.72±0.16 mg/l，高于2006年世界卫生组织饮用水铅标准(0.01 mg/l)和1991年国际标准(10500 mg/l)。卢尔是一个工业区，其含铅污水排放到附近的水体中。废物分析¹²由HIL, Merchem Limited和FACT产生的数据表明，这些工业单位在其废物中产生了大量的铅。含铅量高的污水排入附近水体，影响了该地区的地下水水质。尽管季节变化不显著，但季风样品浓度最低，季风前样品浓度最高。在鲁尔，不论季节，水体都暴露在连续排放的污水中。这可能是缺乏显著季节变化的原因。季风前阵雨期间水量减少和轻微淋滤的综合作用可能是季风前降雨期间铅浓度较高的原因。在季风季节观测到的最低铅浓度可归因于稀释。随着时间的推移，铅的暴露会不断累积。体内高浓度铅可导致死亡或对中枢神经系统和肾脏造成永久性损伤。这种损伤通常会导致行为和学习问题、记忆和注意力问题、高血压、听力问题、头痛、生殖问题、消化问题、肌肉和关节疼痛。 Lead poisoning stunts a child’s growth, damages the nervous system and cause learning disabilities. It was noted that a school for mentally retarded children is functioning in the panchayath. In animals lead poisoning causes neurological signs preceded or accompanied by gastrointestinal malfunctions. Death of cattle, following nervous signs as reported by one farmer might be attributed to lead poisoning. Abortion in cattle at 5 to 6 month of gestation was also reported by some farmers suggestive of lead toxicity.²⁷由于铅对消化道粘膜的腐蚀作用，胃肠炎也与铅中毒有关。²⁶

在整个研究过程中，没有在井水样本中检测到汞。

平均锌浓度在0.06±0.01 ~ 0.21±0.04 mf/l范围内，在印度标准局(IS: 10500, 1991)规定的5 mg/l限值之内。采用环境影响评价的方法，对elor - Edayar产业带HIL、Merchem Limited和FACT产生的废弃物进行了分析。¹²分析报告指出，这些工业单位产生了大量的锌，这反过来又恶化了地下水水质。夏季浓度最高。在夏季，水的枯竭导致金属的浓度增加。²⁶

平均镉浓度变化范围为0.003±0.001 ~ 0.05±0.005 mg/l，季节间差异显著。对印度斯坦杀虫剂有限公司(HIL)、Merchem有限公司和化肥化学品特拉凡科有限公司(FACT)产生的废物进行了分析，并对埃鲁尔-埃达亚尔工业区进行了环境影响评估。¹²并发现这些工业在其废物中排放了一定量的镉，使地下水质量恶化。镉浓度在季风期间最高，这可能与季风淋滤有关。发现季风前、季风后和季风前的平均镉浓度均超过世界卫生组织(WHO)标准(0.003 mg/l)，季风期间的平均镉浓度为10500,1991 (0.01 mg/l)。镉在环境中具有生物蓄积性和持久性。镉没有生化和营养功能，对人、植物和动物都有剧毒。对人类和动物来说，镉会导致肾脏损伤。低剂量的镉会引起咳嗽、头痛和呕吐。如果剂量过大，镉会在肝脏和肾脏中积累，并取代骨骼中的钙，导致痛苦的骨骼疾病和肾衰竭。肾脏被认为是长期摄入镉的关键靶器官。

研究区地下水水质温度、COD、硝酸盐、锌和镉浓度均呈现季节性变化，均超过WHO指南和IS: 10500, 1991的限值。为了改善地下水的质量，保护人和动物免受地下水污染的危害，必须采取措施，通过严格执行工业立法来控制工业废水的污染。定期建立地下水水质监测台站。更换损坏的管道和下水道排水管衬里是必要的，以防止管道中的污水泄漏和通过没有衬里的渠道渗漏，并防止污水与地下水混合。还建议对公众进行安全处理和使用饮用水的教育。

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