当前世界环境

介绍

水被称为生命的母体，因为它是所有生命系统的重要组成部分，是生命进化和存在的媒介。¹众所周知，人类的健康和生存取决于饮用和其他目的使用未受污染的清洁水。地下水是地球上可用淡水的良好来源，因为与地表水相比，地下水对污染的敏感性相对较低，而且储存量大。据估计，世界上大约三分之一的人口使用地下水作为饮用目的，今天世界上一半以上的人口依靠地下水生存。²人为干扰导致地下水水质退化。当某些物质的引入或去除使地下水的质量参数发生超出其自然变化的变化时，就会发生地下水质量退化。^3.

地下水是研究区唯一的供水来源。Atiq对阿里加尔市疾病流行情况进行的一项研究得出的结论是，55%的抽样家庭患有腹泻和痢疾，43%患有黄疸。⁴Down to earth报告称，阿里格尔市80%以上的地下水容易受到污染，其中50%的地下水资源处于高风险状态，24%处于中度脆弱状态，只有19%比较安全。⁵鉴于此，本研究的主要目的是分析地下水水质的各种理化参数和水质指数(WQI)的发展。地下水水质和水质指数的评价可为地下水使用者和决策者采取补救措施提供参考。

研究区域

阿里加尔是印度北部北方邦的一座古城，位于恒河和亚穆纳河之间的中部，距离德里东南130公里，位于德里-豪拉铁路路线和大干线公路上。阿里格尔位于北纬27º54′和28º之间，东经78º和78º5′之间。阿里格尔市占地约36.7公里²．该地区位于西部的Karwan河和东部的Senger河之间，是恒河盆地中部的一部分。它是阿里格尔省的行政总部。阿里格尔是一座著名的大学城，著名的阿里格尔穆斯林大学就坐落在这里。阿里格尔市是一个重要的锁具和铜器制造中心。阿里格尔市共有5506个工业单位，其中;小型工业3500个，中型工业2000个，大型工业6个。该地区环境质量恶化的主要原因是工业活动的增加。为了了解该地区的污染现状，由于工业活动的增加趋势，识别各种污染源是非常必要的。环境的各个部分都受到各种方式的污染。 However, the study of water pollution is selected as it is not an ordinary liquid but is the elixir of life.

阿里格尔属季风影响的湿润亚热带气候。七月是最潮湿的月份。正常年降雨量为760毫米。最高气温可达47度⁰摄氏2度左右，最低气温可能会下降⁰C.早晨平均相对湿度62.25%，晚上平均相对湿度44.2%。水文地质学上有三到四层含水层系统。含水层似乎彼此融合在一起，从而形成了一个单一的含水层。这使得含水层容易受到污染。⁶

材料与方法

在2012年季风前(5月)和季风后(11月)各采集了40个水样。这些样品是按照规定的标准取样方法收集的。使用1.5升容量带塞的塑料瓶收集样品。每个瓶子用2%硝酸和阿里格尔市位位图清洗，然后用蒸馏水冲洗三次。样品的pH值、浊度、总溶解固形物(TDS)、硬度、氯化物、硫酸盐、总碱度、氟化物、铁、钙、镁、硝酸盐、锌、铜在阿里格尔的upp Jal Nigam实验室进行了分析。所有测试均按照美国公共卫生协会(APHA, 1998)所描述的技术进行。

pH由数字pH计微处理器测量，型号:LPV 2550t97, 2002年制造:HACH USA。电导率(EC)和总溶解固形物(TDS)的测量采用数字EC-TDS分析仪，型号:CM 183, Elico，印度。浊度测量采用Nephalo-meter型号:2100 Q-01，制造商:Hach USA。用分光光度计测定铁、硝酸盐、硫酸盐、氟化物、钙、镁、铜、锌等离子浓度，采用美国Hach公司生产的紫外可见分光光度计(型号:DR 5000)。研究中使用的一般化学品均为分析试剂级(Merck/BDH)。金属离子标准溶液采购自德国默克公司、孟买Fisher科学公司和新德里RFCL有限公司Rankem公司。使用Microsoft Excel 2007对实验数据进行各种统计分析。

图1 点击这里查看图

水质指数(WQI)被认为是最有效的传达水质信息的方法之一。⁸水质指数(WQI)是一种数学工具，用于将大量的水质数据转换成一个代表水质水平的数字。⁹该指数的目标是将复杂的水质数据转化为公众可以理解和使用的信息。在一些全国性的研究中，根据计算的水质指数对不同自然资源的水质进行了评价。¹⁰

采用Horton提出的方法计算地下水WQI¹¹由Tiwari和Mishra修改。¹²根据各参数对地下水整体水质的重要性和发生率，确定了不同理化参数的理想值作为评分尺度。即使它们存在，它们也可能不是主要因素。因此，它们被赋零值

1.质量等级，Q_n= 100[(Vn - Vi) / (Vs - Vi)]
在哪里
Vn: n的实际量^th参数
Vi:该参数的理想值，
除pH值外，pH值为Vi = 7.0
Vs:对应参数的推荐标准。

2.指定单位重量(W_n)与推荐标准(S_n)获取相应参数。
W_n= k / s_n
在哪里
K:常数Σ
W_n= 1
n = 14

3.分项指数(SI)_n=(问_n）^Wn

4.总WQI采用这些子指数的几何平均值计算。
n = 14
WQI- Anti [logof∑Wn log10 On]
n = 1

在多项水污染研究的基础上，根据WQI值对水是否适合人类饮用作出如下假设¹³：
0-25 =优秀;
26-50:很好,
51-75:坏(中度污染);
76-100:非常糟糕(过度污染)
100以上:不合格(严重污染)。

结果与讨论

一个。地下水水质变化

根据印度标准饮用水规范IS: 10500:2012，按照印度标准局规定的标准对所得结果进行评价。¹⁴

pH值

溶液的pH是氢离子浓度的负对数，单位是摩尔每升。季风前的pH值为7.52 ~ 8.79，季风后的pH值为7.42 ~ 8.74。56.25%的样品高于BIS规定的标准限量(6.5 ~ 8.5)。

总溶解固体(TDS)

TDS被用来表示饮用水的美学特征，并作为存在各种化学污染物的综合指标。季风前的TDS值为229 ~ 980 mg/l，季风后的TDS值为221 ~ 973 mg/l。42.5%的样品中TDS含量高于国际标准局规定的500mg /l。TDS含量过高的水适口性较差，可能引起短暂饮用者的不良生理反应和胃肠道刺激。自然产生的全溶解固体是由岩石和土壤的风化和溶解产生的。

浊度

所有样品的浊度均低于BIS标准限值5.0 NTU。季风前浊度最大值为2.4 NTU，季风后浊度最大值为1.98 NTU。水浑浊会导致清澈度下降。铁本研究的铁浓度在季风前为0.10 ~ 0.65 mg/l，季风后为0.09 ~ 0.60 mg/l。62.5%的样品超过BIS规定的标准限量(0.30 mg/l)。铁是在地壳中发现的一种常见金属元素。铁可以影响食物和水的味道和颜色。铁在生物学上是一种重要的元素，对所有生物都是必需的，存在于血红蛋白系统中。

硝酸

硝态氮在季风前最高为26.58 mg/l，季风后最高为25.12 mg/l。所有样品均低于BIS标准45.0 mg/l。锰浸种(不_3.地下水中的-N)可能来自污水处理系统和牲畜设施等点源，也可能来自施肥的农田等非点源。

硫酸盐

季风前硫酸盐浓度为11.6 ~ 384.0 mg/l，季风后硫酸盐浓度为12.3 ~ 381.5 mg/l。30%的样品超过BIS规定的标准限量(200 mg/l)。据报道，脱水是摄入大量硫酸钠后常见的副作用。¹⁵

氟化物

研究区季风前氟值为0.02 ~ 0.80 mg/l，季风后氟值为0.01 ~ 0.72 mg/l。所有样品的氟化物浓度均低于BIS标准限量1.0 mg/l。氟化物作为一种微量元素对人类有益，它可以保护蛀牙并促进骨骼发育，但在饮用水中过量接触氟化物，或与其他来源的氟化物结合接触，可能会产生许多不利影响。¹⁶

氯化物

季风前地下水氯化物含量为25 ~ 464 mg/l，季风后地下水氯化物含量为27.0 ~ 436.0 mg/l。30%的样品超过BIS规定的标准限量(250 mg/l)。氯化物在天然水中的浓度变化很大，它与水中的矿物质含量直接相关。当浓度超过250毫克/升时，水会产生令人讨厌的咸味。

碱度

季风前的碱度为219 ~ 528 mg/l，季风后的碱度为212 ~ 476 mg/l。100%样品均超过BIS规定的标准限量(200 mg/l)。高碱度的水被称为“硬”。造成碱度的最常见的矿物化合物是碳酸钙，它可以来自石灰岩等岩石，也可以从土壤中的白云石和方解石中浸出。大量的碱度使水有苦味。

总硬度

总硬度是衡量水对水中钙和镁的浓度的能力，通常用CaCo的当量表示_3.浓度。在本研究中，季风前水样的总硬度在212 ~ 598 mg/l之间，季风后水样的总硬度在198 ~ 605之间，98.8%的水样高于BIS规定的标准限值(200 mg/l)。如果在允许的限度内，硬水对儿童的成长是有益的。

钙

在季风前季节，钙浓度在25至464毫克/升之间变化，而在季风后季节，钙浓度在48至113毫克/升之间变化。43.8%的样品超过BIS规定的标准限量(75 mg/l)。

镁

在季风前季节，镁的浓度在38.88至115.88毫克/升之间，而在季风后季节，镁的浓度在36.45至119.6毫克/升之间。100%样品均超过BIS规定的标准限量(30mg /l)。

铜

季风前季节的铜浓度在0.006至0.203毫克/升之间，而季风后季节的铜浓度在0.004至0.189毫克/升之间。33.8%的样品检测结果高于BIS规定的标准限量(0.05 mg/l)。

锌

在季风前季节，锌浓度在0.012至1.813毫克/升之间，而在季风后季节，锌浓度在0.011至1.794毫克/升之间。可以观察到，锌值低于5.0 mg/l的样品在两个季节都在限定范围内。

水质指数分析

将理化参数与其BIS水质标准值对应的权重因子(W_n)，理想值如表1所示。WQI由公式3和4计算。季风期前和季风期后(2012年)的WQI结果见表2。各水样水质指标基数分类见表3。

表1:世卫组织标准的参数及其分配的单位权重

Sl。不。	参数	标准值(Vs)按照BIS:10500:2012	理想值(Vi)	指定单位重量(Wn)
1	pH值	6.5 - -8.5	7	0.021294
2	TDS (mg/l	500.0	0	0.000319
3.	NTU浊度	1.0	0	0.159702
4	铁的单位是毫克/升	0.3	0	0.532340
5	硝酸盐单位:mg/l	45.0	0	0.003194
6	硫酸根(mg/l	250.0	0	0.000639
7	氟化物(mg/l	1.0	0	0.159702
8	氯的单位是毫克/升	250.0	0	0.000639
9	碱度(mg/l	100.0	0	0.001597
10	硬度单位:mg/l	200.0	0	0.000799
11	钙(mg/l	75.0	0	0.002129
12	镁的单位是mg/l	30.0	0	0.005323
13	铜的单位是毫克/升	0.05	0	0.079851
14	锌的单位是mg/l	5.0	0	0.031940

表2:季风前和季风后地下水水质分析结果
(2012)我 在研究区域。

样品没有。	来源类型和位置	水质指数Pre-monsoon	水质指数Post-monsoon
年代1	深井ADA殖民地Shanti Niketan	50.78	44.43
年代2	展览路附近的深井Avas Vikas殖民地	26.45	25.26
年代3.	靠近铁路道口的巴穆拉深井	38.71	33.40
年代4	深井中心点	34.66	34.53
年代5	深井附近恰布尼消防队	36.66	33.71
年代6	多普尔警察局附近的深井	60.56	58.94
年代7	深井Firdoos Nagar	56.70	56.98
年代8	深井Ghanshyam Puri	71.14	62.40
年代9	深井伊克拉殖民地比哈里巴斯提附近的纳拉	74.67	70.34
年代10	Manzoor先生附近的ITI路深井	38.71	29.75
年代11	深井贾马尔普尔附近的森林部门。	64.59	59.38
年代12	深井Janak Puri在Mr Jolly附近	74.03	55.74
年代13	深井Jeevan garh巷14号	64.86	63.63
年代14	伊拉克博士附近的Johra Bagh深井	47.20	46.90
年代15	深井卡子Para附近的AMU学校	49.54	41.86
年代16	深井Niranjan Puri Gali 2号	49.41	44.01
年代17	深井Rasal Ganj在政府医院附近	65.91	52.72
年代18	深井Sarai Brindaban在Ravi shankar附近	69.27	56.43
年代19	Hori Lal附近的Sarai Pitambar深井	59.01	49.54
年代20.	深井探探帕	72.90	67.61
年代21	浅井Sarai Lavaria Jatav Basti	57.67	55.83
年代22	浅井阿格拉路Niragi Lal学校	63.31	40.33
年代23	浅井Bhuj Pura墓地	42.88	44.55
年代24	Siddarth配给店附近的浅井Choohar Pur	41.92	38.32
年代25	浅井靠近国库	58.52	51.90
年代26	浅井德里门卡提坎渡口	21.68	24.43
年代27	浅井德里路，Sarai Rehman	24.19	24.66
年代28	浅井哈达德·奈格初中	51.60	49.49
年代29	那加尔·尼甘办公室前的浅井	59.52	56.49
年代30.	浅井贾米拉巴德	61.83	55.49
年代31	浅井Jangal Garhi Chowk Zaka Ullah	23.56	22.44
年代32	靠近Chahar先生附近的Nai Basti浅井	25.62	16.82
年代33	Naurangabad浅井	54.80	46.35
年代34	Sai Mandir附近的新Rajender Nagar浅井	18.92	18.39
年代35	浅井Sarai Kale Khan Peele Kothi	35.89	29.52
年代36	伊克巴尔大院附近的浅井学校	72.06	62.82
年代37	浅井沙贾马尔墓地	38.76	33.28
年代38	Pardeep Sharma附近的浅井Sudama Puri	28.67	25.48
年代39	浅井乌斯曼帕拉	26.97	26.21
年代40	浅井Vikash Bhawan CDO办公室	48.26	38.21

表3:基于WQI值的水质分类

WQI取值范围	水的质量	采样点数目
		Pre-monsoon	Post-monsoon
0-25	好极了，适合人类食用	4	5
26-50	好	16	20.
51 - 75	坏，中度污染	20.	15
76 - 100	非常糟糕，污染严重	0	0
＞100	严重污染，不适合人类食用	0	0

结果表明，研究区季风前4个地点和季风后5个地点的地下水水质良好，WQI在0 ~ 25之间，最适合人类饮用。样品的其余区域在良好到中度污染之间。

结论

目前对地下水样本的研究表明，研究区域约有50%属于中度污染，地下水水质变化明显。分析结果显示，水质中碱度(100%)、镁(100%)、硬度(98.8)、铁(62.5%)、pH(56.25)、钙(43.8%)和TDS(42.5%)的浓度较高，表明水质按照BIS标准出现恶化。研究强调，迫切需要定期进行地下水水质监测，不定期评估污染活动，及时采取适当措施，减轻污染活动的强度。通过雨水收集来补充地下蓄水层，从而降低化学参数的高浓度，是增加地下水资源的一项重要措施。应该启动公众意识项目，在居民周围树立节约用水的意识。

确认

作者感谢莫拉达巴德印度理工大学应用科学系的Navneet Kumar博士，他帮助完成了这篇论文。作者还感谢执行工程师up Jal Nigam Aligarh提供必要的设施。

参考文献