当前世界环境

介绍

Meghalaya是印度东北国之一。由于降雨量高，国家富裕水资源丰富，存在密集的溪流和河流网络。该州也赋予丰富的矿产资源，如煤，石灰石，粘土，西米亚铝，铀等煤炭和石灰石的开采，以大规模导致环境退化，包括水质恶化。^{1、2、3、4、5所示}

在Meghalaya周边地区进行的研究表明了煤矿对环境的不利影响，一般和水质。^1、2水生生物的丰度和物种多样性的减少^2,6；由于土地利用土地覆盖(LULC)的变化，植物多样性减少，^7、8森林覆盖和森林类型显著负变化^9，10；农业领域的退化及其生产力¹¹等等都被许多研究者报道过。同样，石灰石开采和水泥生产也对水质和森林覆盖产生了负面影响。^3,4，5在本研究论文中，已经报道了2013年和2014年三季水质的研究结果。基于CCME水质指数，卢克河的水可以在一些采样场所的“优秀”中分类为“差”质量。

材料和方法

研究区域

卢卡河位于梅加拉亚邦东贾因蒂亚山南部。它的主要支流来自塞榜保护区森林的集水区。沿着路线，它还从月亮河(Wah Lunar)和从纳尔普保护区森林和该地区起伏的山丘中抽取的小溪流中获得水。就像梅加拉亚邦的其他河流一样，卢卡河主要由季风降雨提供水源，向西南方向流动，之后在卡杜姆村附近汇入月球河后向南流动。从汇合点向前，水体被称为卢卡河(Wah Lukha)。最后，河流流经Sonapur村，进入Surma山谷，最终到达孟加拉国的洪泛区。

取样季节及地点

为评价卢卡河水质，分别在2013年和2014年冬季(1 - 2月)、季风前(4 - 5月)和季风后(10 - 11月)四个不同采样地点进行采样，如图1所示。由于交通不便、地势崎岖、雨季水位高，我们只能选择四个采样地点。水样在预先清洗过的jerican(之前用10%的硝酸洗涤，然后用蒸馏水清洗)中采集，然后运送到实验室进行各种理化参数的分析。

以下是四个采样地点的简介:

采样站1 (SS1)

SS1的地理坐标为北纬25°09′38.25”和东经92°26′14.27”，位于月球河(Wah Lunar在Jaintia的意思是“侵略河”)的南侧，距离月球河和Lukha河汇合处约100-200米。从Khliehriat、Sutnga、Byndihati等煤矿矿区和Lumshnong村及其邻近地区的石灰石矿区和水泥厂流出的小溪就是月亮河的支流。

图1：地图显示研究区域和抽样 月球和卢卡河上的监测站 点击这里查看图

抽样站2（SS2）

SS2号位于北纬25°09′19.26”和东经92°26′33.88”的卢卡河(Wah Lukha在Jaintia的意思是“宁静的河”)。在这个地点，河流接收来自保护区森林的水，该地区也不受人类干扰。在冬季，在汇流前大约200-300米采集水样。在季风前和季风后的季节，由于高水位和困难的地形，采样是在两条河流的交汇点之前进行的。

第三采样站(SS3)

第三梯队在华月和华路卡交汇处选定。水样采集地点位于北纬25°09′12.34”和东经92°26′23.67”汇合点下游约100-200米。在旱季，由不同形状和大小的卵石组成的河床浅层露出水面，而在季风季节，同样的部分仍然被淹没。

采样站4 (SS4)

SS4位于Sonapur村附近，位于25°06'34.09“N纬度和92°21'42.97”E经度。它位于SS3的下游，包括河流延伸，每年冬季在冬季变为蓝色。

理化参数分析

为研究水质，对13个水质参数进行了分析。使用便携式EUTECH PCTestr 35在现场采样时测量pH和电导率(准确度0.01)。使用TN-100浊度计(±2%精度)进行现场浊度估计。水的其他理化参数如总固体(TS)，总硬度(TH)，钙(Ca)，镁(Mg)，氯(Cl)，硫酸盐(SO)₄),磷酸(PO₄),硝酸盐(NO_3.），在标准程序后在实验室中分析和BOD。^12,13,14

水质指数(WQI)

所研究的各种水质参数的整体分析数据不会明确切割有关水质质量状态的信息。因此，不同的研究已经开发了各种水质指标，提供有关水质的简化信息。^15、16、17本研究采用了加拿大环境部长理事会(CCME-WQI)制定的水质指数。

CCME-WQI包含三个主要元素:范围(F1)、频率(F2)和振幅(F3)。然后生成0-100之间的数字，其中0表示“最差”的水质，100表示“最好”的水质。¹⁶在该采用的指标中，分析的各种参数的数据纳入下面给出的CCME-WQI等式中，以获得表示不同采样站的总水质状态的单个指标值。

国际清算银行¹⁸和ICMR.¹⁹该研究采用标准进行水参数标准。计算后获得的索引号被进一步分为五个描述性类别/排名viz。WQI在95到100-00-优秀之间;80到94-好;65到79-博览会;45至64-边缘;和0到44差。¹⁶

结果与讨论

卢河河的物理化学特性

对卢卡哈河4个采样点的13个理化参数(pH、电导率、浊度、总固体、总硬度、钙、镁、氯、硫酸盐、磷酸盐、硝酸盐、DO和BOD)进行了分析。2013年和2014年冬季(1 - 2月)、季风前(4 - 5月)和季风后(10 - 11月)SS1、SS2、SS3和SS4采样点的水质数据(平均值)如表1和表2所示。不同参数在不同地点的季节变化情况如下:

表1：意思各种水质的价值 不同采样位置的参数 点击这里查看表格

表2:的意思是±各水质参数的Sd值 点击这里查看表格

pH值

冬季河水的pH值在2013年的4.3至6.0之间，2014年的4.2至6.1。分别为2013年和2014年的季风期间的4.3至7.9％至7.9至7.9。在2013年的季后赛季节，2014年的水的pH值为7.0至7.8％至7.8至7.8。pH值测量水的碱度或酸性本质。^20.发现pH值低于推荐值I.E.E. 6.5至8.5。在冬季SS1，SS3和SS4的水中的高度酸性本质主要是由于大量酸性矿山排水（AMD）从Jaintia Hills的煤矿区收到的污染水。冬季的水比其他季节更酸性。这是因为在其他季节河水由于大量的降雨量而稀释。

煤炭、覆岩和废弃矿井排放出酸性水，污染了该地区的河流。^1、2然而，在SS2中，发现水与碱性含有微生物。在该地区的湖泊中记录了类似水的pH值的类似季节性变化。^21.SS4的pH值在季风前后均为弱碱性。这是因为水在从SS3流向SS4的过程中被多条携带非酸性水的小溪中和了。

电导率(EC)

在水中的高或低EC是由于溶解离子的升高或降低。冬季监测的EC值，预先季风和2013年后季季季节的季节范围在57.00μ/ cm至446.00μ/ cm之间;57.67μs/ cm至232.00μs/ cm;和93.33μs/ cm至250.33μs/ cm。2014年，EC值在冬季的67.33μs/ cm至557.33μs/ cm之间变化;78.00μs/ cm至222.33μs/ cm在季风中;在季风季孔中99.67μs/ cm至364.33μs/ cm。在整个研究期间在SS1中观察到显着高的EC值，表明河水中存在升高水平的溶解离子。SS2位于卢清河上游显示的电导率最小，因为它没有从采矿区接收任何污染物。相反，它起源于储备森林的森林区域。 However, level of conductivity at SS3 and SS4 was found to be low as compared to SS1 indicating dilution and mixing of river water coupled with self-purification process as it flow downstream. Relatively high value of EC in Lukha River can be attributed to high concentration of ions contributed by surrounding mining areas.

浊度

水的浑浊程度由其浑浊程度决定。换句话说，水中有各种各样的悬浮物质，将表现出较高的浊度水平，反之亦然。2013年冬季、前季风和后季风记录的水样浊度变化范围为0.37 ~ 4.81 NTU;9.55 NTU至25.60 NTU;3.19 ~ 20.15南洋tu。冬季变化在0.72 ~ 14.53 NTU之间;季风前期35.33 - 76.47南洋理工大学;2014年后季风季节为1.59 ~ 3.94 NTU。在不同的采样点观察到浊度的季节变化，并在SS1记录了整个研究期间的最大浊度水平。在这两年中，发现季风前季节的浊度最大，值超过了规定的BIS(即5 NTU)。 This may be due to large amount of soil particles or sediment that surface runoff drained into the river. However, the turbidity level in SS3 was found slightly less, because of dilution of water by its mixing it with the water of SS2. However, turbidity level further reduced at SS4 due to settlement or dilutions of the suspended material as the river flows downstream.

总固体(TS)

Ts确定溶解或悬浮在水中的固体含量。当水中的TS浓度相对较高时，水生生态系统的正常功能受到阻碍。2013年，冬季TS浓度范围为53.33mg / L至513.33 mg / L;在季风前26.67 mg / L至293.33 mg / L;在季风末期，从66.67 mg / L至223.33 mg / L.在冬季，季风前和2014年后季风，TS内容物在56.67mg / L至523.33mg / L的范围内。70.00 mg / l至193.33 mg / l;分别为66.67 mg / L至313.33 mg / L.TS记录的最低浓度在SS2中，最高在SS1中。记录的高TS含量可归因于在集水区中发生的各种人类学活动促进的升高的固体材料（溶解和悬浮）的存在。

总硬度(TH)

水的硬度值为我们提供了一种肥皂，水管或锅炉可以形成肥皂量的少量水分。在目前的调查中，2013年的水平范围在冬季53.33mg / l至251.33 mg / l之间;在季风期间36.00 mg / l至98.00 mg / l;在季风期间，63.33 mg / l至159.33 mg / l。最小值在SS2中记录和SS1中的最大值。数值从94.00mg / l变化到358.67 mg / L;82.67 mg / l至170.67 mg / l;冬季，冬季季季度和2014年后季季季节，71.33毫克/升至238.67毫克/升。在both the years, TH was found maximum at SS1 with class of hardness under category ‘hard’ in all sampling seasons except during pre monsoon of 2013 and winter of 2014. However, SS2 exhibited water quality under category ‘soft’ during 2013 and ‘moderately hard’ during 2014. At SS3 and SS4, the water samples were found ‘hard’ during winter season and ‘moderately hard’ during pre monsoon season in both the years. However, in post monsoon season water exhibited ‘moderately hard’ to ‘hard’ water category during 2013 and 2014, respectively.

钙（CA.^2＋）

钙是存在于天然水中的重要成分。它也是造成水硬度的主要阳离子之一。水中钙含量的允许限值小于75mg/l。SS1中钙的浓度为33.36 ~ 109.06mg/l;SS2为9.81mg/l至34.29mg/l;SS3的含量为326.35mg/l至69.81mg/l;SS4为25.79mg/l至83.82mg/l。2013年季风前期钙浓度最低(9.81mg/l)， 2014年冬季最高(109.06mg/l)。从2013年到2014年，钙浓度显著增加。本研究监测的钙浓度水平在2014年冬季变化为SS1>SS3>SS4。Ca^2＋在河水中，可以来自位于河流集水区的石灰石采矿区。

镁(毫克^2＋）

所研究的河水中镁的含量相对较低，在允许的30mg/l范围内。2013年和2014年，其浓度分别为1.40mg/l至6.91mg/l和8.35mg/l至21.00 mg/l。

硫酸(所以₄^2－）

它是一种存在于各种天然水中的天然阴离子。当硫酸盐浓度超过200mg/l时，不建议用于任何家庭用途。河流水样的分析结果表明，硫酸盐作为最主要的阴离子存在于所有研究参数的过量。SS1中的硫酸盐值为559.38 ~ 2677.62 mg/l;SS2的最小值为73.33mg/l至248.96mg/l;SS3在300.00 ~ 2383.33mg/l之间变化;SS4在275.00mg/l至2353.81mg/l之间变化。2014年季风前，SS1的硫酸盐含量最大值为2677.62mg/l，最小值为73.33mg/l。除SS2外，所有采样站和季节的硫酸盐浓度均超过规定的标准限值。人们发现，在冬季，硫酸盐的浓度非常高。

这种过量的肺部河水硫酸盐含量可归因于煤矿区域和水泥厂煤炭储存部位产生的酸性矿山排水（AMD）的污染，这些水泥厂使用煤炭产生功率。早先报道，在水泥厂附近收集的水样中的高浓度硫酸盐。^3.

磷酸盐

天然水中的磷酸盐作为可溶性磷酸盐和有机磷酸盐存在。^22.收集的水样中磷酸盐分析表明，其浓度在冬季浓度为1.37mg / L至1.89mg / L;在季风期间1.78 mg / L至2.19 mg / L;在2013年季度季风期间和1.86 mg / L至3.07 mg / l。2014年，它在冬季，它在4.17 mg / l至4.96 mg / L之间变化;10.91 mg / l预季风的11.40 mg / l;在季风季节的2.85毫克/升至3.37毫克/升。在整个研究期间，除了2014年前的季风季节外，磷酸盐水平仍然很低。这可能是由于从河流周围地区携带磷酸盐富含材料的表面径流，这可能是由于培养的富含材料。

溶解氧气（DO）

任何水体的溶解氧含量取决于水的混合和曝气，水温，日照时间和该地区的海拔高度。^23.在季节性变化很小的采样期间，发现研究河水中的DO水平的浓度是好的。在整个研究期间，浓度范围为7.1mg / l至9.73 mg / L，显示出中度良好的效果。

生化需氧量(BOD)

冬季SS1、SS2、SS3和SS4河水中BOD水平的季节变化，2013年季风前和季风后的变化范围为1.14 ~ 1.33 mg/l;1.21 mg/l至2.42 mg/l;分别为1.17 ~ 1.87 mg/l。2014年冬季的BOD水平为2.01 ~ 3.56 mg/l;季风前2.21 ~ 2.42mg/l;季风后为1.54毫克/升至1.75毫克/升。2014年冬季LS1中BOD最高(3.56 mg/l)， SS2中BOD最低(1.14 mg/l)。在整个研究期间，河水中BOD的季节变化也不显著。整个研究期间，BOD浓度相对较低，季节变化不明显，表明河流有机污染物相对较少。BOD数据与水体溶解氧浓度一致。

氯

天然水域的氯化物来源可能来自土壤，市政或工业污水和动物来源的废物。^24.卢克河河水中氯化物含量在冬季8.21mg / l至11.28mg / l之间;在季风中9.00 mg / l至12.83 mg / l;在2013年季度季度季后翁8.96mg / l至13.69mg / l。但其值范围在8.33mg / l至17.55mg / l之间;11.87mg / l至18.95 mg / l;冬季，冬季季风和2014年后季季度和季季度季节季节，分别为9.51毫克/升至15.67毫克/升。与整个研究期间的其他采样站相比，SS2中氯化物浓度较低。然而，氯化物的分析不显示任何显着的季节性变化。因此，在允许的极限（BIS：250mg / L）内发现氯化物的浓度，表明河流集水区内的氯化物污染源。

硝酸

丽氨酸在卢河河水中的硝酸盐从2.26mg / l变化到2.40 mg / L;2.14 mg / l至3.62 mg / l;冬季，冬季季风和2013年后季后翁分别为5.45mg / l至6.17 mg / l。但是，2014年冬季硝酸盐浓度在9.14mg / l至11.33mg / l之间变化;6.47mg / l在季风中为12.81 mg / l;在2014年季后赛中，2.90mg / L至3.38 mg / l。发现所有站记录的硝酸盐浓度低于允许的极限（BIS：45mg / L）。

CCME-WQI评估

水质指数概述了水质的地位。在本研究中，使用各种物理化学参数的数据来计算CCME-WQI。CCME-WQI用于评估水质的评估，由研究人员可靠使用。^{25日,26日,27日}掺入除了总固体和磷酸盐的值（不适用于这些参数的标准）之外的各种水质参数的数据被纳入本研究中的CCME-WQI值，在该指数计算中计算卢清河水。计算的CCME-WQI的结果显示在表3中。结果，在该计算中结合的变量总数为11，给出总数为66个测试。

表3:卢卡哈河Ccme Wqi累计数据及质量状况

偏离目标的变量数在SS1时最大，在SS2时最小。SS1的失败变量包括pH、EC、浊度、总硬度、钙和硫酸盐。被污染的水样或被自然污染的水样，测试失败的总数会更高。结果表明，SS1 (21) > (19) > (19) SS4 (13) > (5) SS2(5)记录的失败次数为SS1 (21) > (19) SS3 (19) > (13) SS4 (13) > (5) SS2(5)。分别为7.58 ~ 32.82和10.84 ~ 50.15。SS1的F1、F2和F3值最大，SS2的F1、F2和F3值最小。

基于计算的CCME-WQI值，发现SS1的Lukha河流的总水质状况被发现“贫困”，指数值为38.73。水质量差归因于水中的pH值，EC和浊度水平升高，含水量高，钙和硫酸盐的高浓度。但是，在SS2水中被发现是“公平”类别。但是，在SS3的WQI值下被发现为46.85，然后在SS4增加到53.46。在指示水经常受到威胁或受损的“边缘”类别下，两个站都具有水质。在SS4的水质中，与其他位置的水质相比，可能是由于在河流流动过程中稀释和自净化过程的稀释和自净化过程。各种水质参数和CCME-WQI的数据显然表明，卢清河正在慢慢受到各种活动的不利影响，这些活动采用煤炭和石灰石和在集水区的水泥制造。因此，需要步骤来进一步检查与水质的降解相关的这种恶化问题。

换水

过去7 - 8年，人们在冬季观察到卢克哈河的水彩变化，在Sonapur村附近明显可见。在12月，1月和2月的几个月里，水的颜色出现深蓝色（图2），是Meghalaya人民的讨论问题。煤和石灰石采矿区的污水通常有可能发生这种变化的可能原因。但是，没有产生令人信服和结论的证据，没有为这种不寻常的现象制定直接联系。在Sonapur村附近的河流中也据报道了鱼类的某些场合。

图2：汇合的水彩变化 (1,2)和卢卡河下游(3,4) 点击这里查看图

该地区的调查显示，SONAPUR村上游几公里是两条河流，卢克哈和月河的汇合遗址。这些河流在外观中显得不同。由于存在厚厚的淡黄色粉状和贫瘠沉积物，月球河的水呈稍微黄绿色。鉴于河床上的巨石和鹅卵石清晰可见，卢克哈河的水显得明显。

物理化学分析的结果没有用于外观河流的外观。然而，下面讨论了基于调查期间的观察结果的原因，下面讨论了冬季卢克哈河蓝色的出现因素。

本研究揭示了冬季河水中的低pH和高浓度的硫酸盐，主要由位于集水区附近的水泥厂的煤炭挖掘区和煤炭储存部位贡献。因为，众所周知，煤矿区域中的溪流具有高硫酸盐含量的高酸性水。^1、28威尔格河研究 - 南非瓦尔河道的支流报告了一种类似的情况，发现了从旧煤开采中排出的酸性水分明显高硫酸盐含量。这种水在与其他流的水混合时产生天蓝色。他们认为铝化合物的沉淀负责导致潜水河的蓝色。^29.就卢卡河而言，来自煤矿地区的酸性矿井排水(AMD)和粉状沉淀物(最有可能来自水泥厂)可能导致铝和其他化合物在水中的沉淀，当两条河流混合时，水就会呈现蓝色。冬季卢卡河的水位和流量明显低于月球河。因此，月球河的水被卢卡河的水稀释是最小的。当这两种不同的水在汇合处混合时，观察到水色的显著变化。当我们沿着河流下行时，可以观察到河水的颜色立即转变为浅绿色，然后是浅蓝色，最后是深蓝色(图3)。这种现象在冬季非常明显，因为流速低，但河水被发现是高酸性的，并且有高浓度的溶解固体。在其他季节，河水会被雨水稀释。这些因素可能是造成光散射的原因，并使水的颜色发生变化。蓝色在河流较深的部分比在较浅的区域更突出，这一事实也得到了上述解释的支持，因为光的散射随着深度的增加而增加。此外，我们也知道，当由于水深和/或由于底部存在黄褐色沉淀物，光线反射较少时，由于散射而呈现的蓝色会更加突出。在卢卡哈河，冬季河床上沉积了一层厚厚的黄褐色粘稠状果冻状沉积物，这可能是造成这种现象的另一个原因(图4)。因此，卢卡哈河呈现蓝色， most likely is mere an illusion due to scattering effect rather than it is actually due to the blue colour of the water.

图3:显示变化的照片 2014年河水的颜色 点击这里查看图

图4:厚层沉积的照片 黄色粉状和粘稠物质的层 在冬季沉积在河床上 点击这里查看图

结论

研究表明，卢卡河流域的煤炭开采、石灰石开采和水泥生产等人为活动对其水质产生了一定的影响。SS1(月球河)的水样被发现质量“差”，主要是由于水的酸性，高的电导率和浊度，以及高浓度的硫酸盐，总硬度和钙。然而，SS2(卢卡河)的水质“尚可”。进一步下游的SS3和SS4(汇流后和索纳普尔桥附近)水质被发现为“边缘”类别，表明水经常受到威胁或受损。根据本研究，可以认为月球河的低pH、高硫酸盐浓度和粉状黏性沉积物是造成卢卡哈河水污染的主要原因。此外，卢卡河之所以呈现蓝色，很可能是由于光线的散射，而不是由于水的实际颜色。

确认

第一作者感谢社会正义与赋权部和新德里部落事务部授予拉吉夫·甘地国家奖学金。我们衷心感谢农森宁村、Mynkree村、Chiehruphi村、Thangskai村、Wahiajer-Narpuh村、Lumshnong村和Sonapur村的人民，感谢他们一直以来的支持和合作，没有他们，这项工作就不可能完成。

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