亚穆纳河沉积物化学研究——以印度亚穆纳格尔工业废水为例
要不是Malhotra1＊吉里什·乔普拉1和Anita Bhatnagar1
1印度库鲁舍特拉大学动物学系，印度库鲁舍特拉136119
http://dx.doi.org/10.12944/CWE.9.1.30
通过对亚穆纳河沉积物化学和水质指标的研究，了解亚穆纳河的整体水质。选择了三个采样站:Y1站在污水流入前的上游，Y2站在流入点，Y3站在Y2站下游5公里处。结果表明，从Y1站到Y2站，土壤pH、碱度、氯离子和有机质均呈上升趋势。水质指标的计算也将Y2站划分为污染较重或较重的区域。相关统计表明，氯离子与pH呈显著正相关，有机质与水质指数呈显著负相关。本研究揭示了马斯卡拉纳河的污水对亚穆纳河沉积物整体化学成分的影响。
物理化学特征;污染的评估;沉积物分析;水质指数
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马志强，王志强，王志强，等。亚穆纳河沉积物化学特征及其在工业废水处理中的应用。当代世界环境2014;9(1)DOI:http://dx.doi.org/10.12944/CWE.9.1.30
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马志强，王志强，王志强，等。亚穆纳河沉积物化学特征及其在工业废水处理中的应用。生态学报，2014;9(1)。可以从://www.a-i-l-s-a.com/?p=5837
介绍
全球气候变化和持续超载的污染以及来自不同行业的废水吸引了各种研究人员对河流系统的地球化学研究进行分析(Toriman)等， 2009，加什等, 2009)。印度有十大水系，其中亚穆纳河是恒河在印度北部最大的支流等, 1991)。亚穆纳格尔(30岁0北纬6度77度0东经17度)是哈里亚纳邦重要的工业城市。一个long its paththrough Yamuna nagar, Yamuna riverget effluents from various industries like sugar mills, timber factories, paper industries etc. and sewage通过。maskaranala。在河流系统中，水系沉积物已被广泛用作环境指标，其化学分析可为评价人类活动和污染程度提供重要信息。沉积物在河流环境研究中也起着重要的作用，因为它们与河流生态系统的生物成分相互作用有很长的停留时间(Forstner和Wittmann, 1983)。它们在水生环境的养分循环和必需营养素的运输以及污染物的运输中起着重要作用。水质指数是传达水质信息的一种优秀的管理和一般行政工具，在评价水资源的各种用途的适宜性方面也起着重要作用(Chopra等, 2014)。在目前的研究中，亚穆纳河的水质指标与沉积物化学有关。已经进行了一些研究来评估亚穆纳河(乔普拉)的水质et al。现年2012岁的博et al。(2013年)，但关于亚穆纳河沉积物化学的研究非常少，特别是关于工业废水的研究。为了揭示污水对亚穆纳河沉积物化学的影响，目前进行了研究。
材料与方法
考虑到污染负荷，沿河段选取Y1、Y2、Y3 3个采样站进行实际操作。Y1站位于河流上游亚穆纳讷格尔区的卡拉瑙尔村附近，没有任何工业排放。这里是全村人民的洗浴中心。y2站位于Y1站下游4-5公里处。这里是排放工业废水的管道通过。马斯卡拉纳河与河流汇合。Y3站位于Y2站下游5公里处(图1)。
沉积物样本按季节收集，一式三份装在聚乙烯袋中。含水率，电导率和pH值立即测定，而其他物理化学参数，即土壤碱度和氯化物，硝酸盐和有机物，沉积物在空气温度下干燥，并根据标准程序进行分析(Golterman)等, 1978;APHA, 1998年)，在接下来的3至4天内。使用MultiSet F Line 3水分析试剂盒(E Merck)分析pH和电导率。用滴定法分析了碱度、氯化物和有机物。用分光光度法测定硝酸盐(APHA, 1998)。Brian Oram的水质指数(WQI A)和Kaur的水质指数(WQI B)是根据Oram(2007)和Kaur的标准参考资料，使用从选定地点收集的水样的pH、DO、BOD、浊度、碱度、钙、镁、硫酸盐、氯化物和硝酸盐等参数计算的等．(2001)。
结果与讨论
水分含量反映了沉积物的持水能力。在本次沉积物质量评价中，Y2站的湿度值在冬季最大，Y1站的湿度值在夏季最小。含水率在Y1 ~ Y2站显著升高，在Y3站显著降低(表2)。在整个研究期间，沉积物的ph值呈碱性。从Y1站到Y3站，pH值逐渐增加。季节性波动很明显。Y1和Y3站在季风后最高，而Y2站在夏季最高。Y1和Y3站季风期间值最小，Y2站冬季值最小。考尔等．(1997),塔里克·et al。(2013)也记录了夏季的高pH值和季风月份的低pH值。电导率在200 ~ 215µmhos cm之间变化1．Y1和Y2站夏季和Y3站季风后电导率最高;Y1站季风期间最低，Y2站季风后最低，Y3站夏季最低。Bath和Kaur(1999)也记录了夏季电导率最大值和季风电导率最小值等．(2007)和辛格等．(2013)。电导率在Y1 ~ Y2处下降，在Y3处升高。降雨期间水的稀释导致了电导率的降低，甚至泥沙也是如此。碱度平均值在3.3 mg g之间1降到4.1毫克/克1．Y2站夏季碱性值最高，Y1站冬季碱性值最低。Shastree也记录了类似的趋势等．(1991)和Kaur等．(1997)。碱度值在Y1 ~ Y2站呈上升趋势，在Y3站呈下降趋势(表1，图2)。
Y3站在季风后测得氯化物最大值，Y1站在季风后测得最小值。季风后值的增加可能是由于水量的减少和蒸发速率的增加，而季风期间值的减少可能是由于水的稀释(Mandal和Das, 2011)。污水和工业废水中氯化物含量丰富，这些废水的排放导致淡水中氯化物含量更高(Guo-Qian和Niepin, 2000;Prabaharet al。, 2012)。从Y1站到Y2站和Y3站，氯化物含量呈增加趋势(表1，图2)。硝酸盐的平均值在0.2 mg g之间1(Y2)至3.2 mg g1(Y3)在学习期间。从Y1到Y2，硝态氮呈显著下降趋势(P<0.05)，然后在Y3站升高(图2表1)，Y3站在夏季、季风和季风后最高，Y2站在夏季和冬季最低。硝酸盐含量没有明显的季节变化规律。从Y1站到Y2站有机质增加，在Y3站有机质减少(表1，图3)。
Y2站有机质含量在冬季最高。一般来说，高营养物质和有机物的价值反映了污水输入的持续供应(Bath和Kaur, 1999)。Y2处有机物值的增加可能是由于通过maskaranala的污水流入Y2站(Singh)等, 2013)。
表1:亚穆纳河各站点沉积物化学和水质指数平均值(均值±S.E)
根据Brian Oram的水质指数(WQI A)， Y1站的水质指数最高，Y2站的水质指数最低。Kaur’s水质指数(WQI B)也表现出Y1高、Y2低的趋势。目前的调查显示，根据Brian Oram的说法，水的“质量很差”，根据Kaur在Y2站的水质指数严重污染(表1，图3)。水质指数的低值表明在污水流入点的水受到污染。相关研究表明，氯离子与pH呈显著正相关，有机质与WQI A呈显著负相关(表2)。相关统计表明，随着有机质的增加，河流水质呈退化趋势。Y1和Y3站沉积物的某些理化参数值较高，可能是由于这些站的人为活动相对较多。
表2泥沙化学参数与水质指标的相关性
结论
对不同湖底化学参数和沉积物样品有机质的研究表明，污水和工业废弃物对河流的污染程度增加。随着人们日益认识到人类健康与水污染之间的关系，必须对重要的水生生态系统进行定期监测和监督。为了控制亚穆纳讷格尔附近的亚穆纳山口的污染负荷，建议在排放废水之前，应采用各种污水/工业废物处理方法。
鸣谢
通讯作者非常感谢库鲁舍特拉大学动物系主任库鲁舍特拉为本工作提供必要的化学药品和实验室设施。
参考文献
全球气候变化和持续超载的污染以及来自不同行业的废水吸引了各种研究人员对河流系统的地球化学研究进行分析(Toriman)等， 2009，加什等, 2009)。印度有十大水系，其中亚穆纳河是恒河在印度北部最大的支流等, 1991)。亚穆纳格尔(30岁0北纬6度77度0东经17度)是哈里亚纳邦重要的工业城市。一个long its paththrough Yamuna nagar, Yamuna riverget effluents from various industries like sugar mills, timber factories, paper industries etc. and sewage通过。maskaranala。在河流系统中，水系沉积物已被广泛用作环境指标，其化学分析可为评价人类活动和污染程度提供重要信息。沉积物在河流环境研究中也起着重要的作用，因为它们与河流生态系统的生物成分相互作用有很长的停留时间(Forstner和Wittmann, 1983)。它们在水生环境的养分循环和必需营养素的运输以及污染物的运输中起着重要作用。水质指数是传达水质信息的一种优秀的管理和一般行政工具，在评价水资源的各种用途的适宜性方面也起着重要作用(Chopra等, 2014)。在目前的研究中，亚穆纳河的水质指标与沉积物化学有关。已经进行了一些研究来评估亚穆纳河(乔普拉)的水质et al。现年2012岁的博et al。(2013年)，但关于亚穆纳河沉积物化学的研究非常少，特别是关于工业废水的研究。为了揭示污水对亚穆纳河沉积物化学的影响，目前进行了研究。
材料与方法
考虑到污染负荷，沿河段选取Y1、Y2、Y3 3个采样站进行实际操作。Y1站位于河流上游亚穆纳讷格尔区的卡拉瑙尔村附近，没有任何工业排放。这里是全村人民的洗浴中心。y2站位于Y1站下游4-5公里处。这里是排放工业废水的管道通过。马斯卡拉纳河与河流汇合。Y3站位于Y2站下游5公里处(图1)。
沉积物样本按季节收集，一式三份装在聚乙烯袋中。含水率，电导率和pH值立即测定，而其他物理化学参数，即土壤碱度和氯化物，硝酸盐和有机物，沉积物在空气温度下干燥，并根据标准程序进行分析(Golterman)等, 1978;APHA, 1998年)，在接下来的3至4天内。使用MultiSet F Line 3水分析试剂盒(E Merck)分析pH和电导率。用滴定法分析了碱度、氯化物和有机物。用分光光度法测定硝酸盐(APHA, 1998)。Brian Oram的水质指数(WQI A)和Kaur的水质指数(WQI B)是根据Oram(2007)和Kaur的标准参考资料，使用从选定地点收集的水样的pH、DO、BOD、浊度、碱度、钙、镁、硫酸盐、氯化物和硝酸盐等参数计算的等．(2001)。
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图1:哈里亚纳邦地图显示了亚穆纳河和亚穆纳格尔地区的选定站点。 点击这里查看图 |
结果与讨论
水分含量反映了沉积物的持水能力。在本次沉积物质量评价中，Y2站的湿度值在冬季最大，Y1站的湿度值在夏季最小。含水率在Y1 ~ Y2站显著升高，在Y3站显著降低(表2)。在整个研究期间，沉积物的ph值呈碱性。从Y1站到Y3站，pH值逐渐增加。季节性波动很明显。Y1和Y3站在季风后最高，而Y2站在夏季最高。Y1和Y3站季风期间值最小，Y2站冬季值最小。考尔等．(1997),塔里克·et al。(2013)也记录了夏季的高pH值和季风月份的低pH值。电导率在200 ~ 215µmhos cm之间变化1．Y1和Y2站夏季和Y3站季风后电导率最高;Y1站季风期间最低，Y2站季风后最低，Y3站夏季最低。Bath和Kaur(1999)也记录了夏季电导率最大值和季风电导率最小值等．(2007)和辛格等．(2013)。电导率在Y1 ~ Y2处下降，在Y3处升高。降雨期间水的稀释导致了电导率的降低，甚至泥沙也是如此。碱度平均值在3.3 mg g之间1降到4.1毫克/克1．Y2站夏季碱性值最高，Y1站冬季碱性值最低。Shastree也记录了类似的趋势等．(1991)和Kaur等．(1997)。碱度值在Y1 ~ Y2站呈上升趋势，在Y3站呈下降趋势(表1，图2)。
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图2:水分含量的季节变化 pH，电导率，碱度，氯化物和硝酸盐 亚穆纳河在不同站点的沉积物。 点击这里查看图 |
Y3站在季风后测得氯化物最大值，Y1站在季风后测得最小值。季风后值的增加可能是由于水量的减少和蒸发速率的增加，而季风期间值的减少可能是由于水的稀释(Mandal和Das, 2011)。污水和工业废水中氯化物含量丰富，这些废水的排放导致淡水中氯化物含量更高(Guo-Qian和Niepin, 2000;Prabaharet al。, 2012)。从Y1站到Y2站和Y3站，氯化物含量呈增加趋势(表1，图2)。硝酸盐的平均值在0.2 mg g之间1(Y2)至3.2 mg g1(Y3)在学习期间。从Y1到Y2，硝态氮呈显著下降趋势(P<0.05)，然后在Y3站升高(图2表1)，Y3站在夏季、季风和季风后最高，Y2站在夏季和冬季最低。硝酸盐含量没有明显的季节变化规律。从Y1站到Y2站有机质增加，在Y3站有机质减少(表1，图3)。
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图3:有机物的季节变化 河流沉积物水质指标 亚穆纳在各个车站。 点击这里查看图 |
Y2站有机质含量在冬季最高。一般来说，高营养物质和有机物的价值反映了污水输入的持续供应(Bath和Kaur, 1999)。Y2处有机物值的增加可能是由于通过maskaranala的污水流入Y2站(Singh)等, 2013)。
表1:亚穆纳河各站点沉积物化学和水质指数平均值(均值±S.E)
| 日元 | Y2 | Y3 | |
| 水分% | 45.4±0.36C | 48.9±0.09一个 | 46.9±0.12B |
| pH值 | 7.3±0.03B | 7.5±0.02一个 | 7.5±0.02一个 |
| 电导率µm cm1 | 203±2.94B | 200±3.25B | 215±2.76一个 |
| 碱度mg g1 | 3.3±0.08B | 4.1±0.09一个 | 4.0±0.11一个 |
| 氯mg g1 | 2.2±0.12一个 | 2.4±0.03一个 | 2.4±0.07一个 |
| 硝酸盐mg g1 | 1.4±0.04B | 0.2±0.02C | 3.2±0.06一个 |
| 有机质百分比 | 2.8±0.09B | 3.4±0.06一个 | 3.1±0.10AB |
| 水质指数一 | 60±0.50一个 | 56±0.50B | 58±0.52一个 |
| 水质指数B | 67.4±2.8一个 | 39.9±4.3B | 47.5±3.0B |
根据Brian Oram的水质指数(WQI A)， Y1站的水质指数最高，Y2站的水质指数最低。Kaur’s水质指数(WQI B)也表现出Y1高、Y2低的趋势。目前的调查显示，根据Brian Oram的说法，水的“质量很差”，根据Kaur在Y2站的水质指数严重污染(表1，图3)。水质指数的低值表明在污水流入点的水受到污染。相关研究表明，氯离子与pH呈显著正相关，有机质与WQI A呈显著负相关(表2)。相关统计表明，随着有机质的增加，河流水质呈退化趋势。Y1和Y3站沉积物的某些理化参数值较高，可能是由于这些站的人为活动相对较多。
表2泥沙化学参数与水质指标的相关性
| 参数 | 水分 | pH值 | 气孔导度。 | 碱度 | 氯 | 硝酸 | 有机物质 | 水质指数一 | 水质指数B |
| 水分 | 1 | .822 | -.269 | .882 | .822 | -.471 | .997 | -.997 | -.944 |
| pH值 | - | 1 | .327 | .993 | 1.0** | .115 | .866 | -.866 | -.964 |
| 气孔导度。 | - | - | 1 | .217 | .327 | .976 | -.189 | .189 | -.063 |
| 碱度 | - | - | - | 1 | .993 | 组织 | .918 | -.918 | 条 |
| 氯 | - | - | - | - | 1 | .115 | .866 | -.866 | -.964 |
| 硝酸 | - | - | - | - | - | 1 | -.397 | .397 | .155 |
| 有机 | - | - | - | - | - | - | 1 | -1.0** | -.968 |
| 水质指数一 | - | - | - | - | - | - | - | 1 | .986 |
| 水质指数B | - | - | - | - | - | - | - | - | 1 |
结论
对不同湖底化学参数和沉积物样品有机质的研究表明，污水和工业废弃物对河流的污染程度增加。随着人们日益认识到人类健康与水污染之间的关系，必须对重要的水生生态系统进行定期监测和监督。为了控制亚穆纳讷格尔附近的亚穆纳山口的污染负荷，建议在排放废水之前，应采用各种污水/工业废物处理方法。
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通讯作者非常感谢库鲁舍特拉大学动物系主任库鲁舍特拉为本工作提供必要的化学药品和实验室设施。
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