当前的世界环境

介绍

随着消费者习惯和生活水平的不断变化的城市化和工业化，促成了MSW中的增强。¹自早次以来，MSW的环境污染威胁一直困扰着人类世界，由于发展中国家的过度增长，仍在增加。MSW通常被称为“垃圾”或“垃圾”是人类活动的预期后果。²印度快速的城市化和人口爆炸导致人们从农村迁移到城市，每天产生数千吨垃圾。^3.城市MSW通常是由人类住区，医院，小型产业和商业活动产生的。同样，经济发展导致城市地区居民产生的大量固体废物。^4.

城市社会污染的主要原因是通过快速增加生产，消费和其他人类活动产生的有机和无机废物的固体废物。它通常是不需要的，并且对第一用户没有用。^5.在印度，随着该国努力在2020年达到工业化国家地位，预计未来城市生活垃圾的规模将显著增加。^6,7.大量的城市生活垃圾对生态环境构成严重威胁，每天产生约30万吨固体垃圾。在印度，固体废物的处理方式是倾倒在土地上，这是一种更便宜的废物处理方法。多项研究显示，约90%的都市固体废物被不科学地弃置在露天垃圾场和垃圾填埋场，给公众健康和环境造成问题。^8.在没有覆盖的倾倒地点的无计划MSW的未计划处置被视为纳入废物管理的危险实践。

固体废物的处置需要大面积和适当排水的都市固体废物的土地处置。它对地下水污染和土壤质量造成影响^9.．MSW压缩柜台不同的材料灰尘，食品垃圾，包装以纸张，塑料，金属，玻璃丢弃，服装等，可能对土壤性质产生影响。在公开转储处倾倒的MSW倾销展示了释放到环境中的金属的主要来源。^10,11.由于渗透垃圾的降雨形成，土壤和地下水被污染，导致垃圾通过垃圾，通常导致渗滤液迁移到土壤和地下水位中¹²由于渗滤液与化学物质和重金属(铅、铜、锌、铁、锰、铬和镉)有关，土壤受到污染。这些重金属无法被生物降解，导致了严重的问题。¹³

垃圾处理场的重金属和化学成分对土壤的污染是城市地区面临的一个危险问题。¹⁴除此之外，当筛选污染场地的土壤中的污染物时，结果通常是必要的，因为在解决修复方法之前对污染的土壤的分析是必需的。¹⁵有关这些方面的研究工作已经由几位研究人员进行。^{2、4、11、15 - 19}同样，Deshmukh(2012, 2015)对Sangamner地区的土壤肥力状况进行了评估^20日,43岁Deshmukh和Aher(2016)利用GIS方法评估了城市生活垃圾对Sangamner市附近地下水质量的影响。^9.然而，尚未尝试对MSW倾销院子周围土壤肥力研究的特别关注。Sangamner地区的主要部分，特别是在MSW倾销院子周围遭受碱化，盐渍化，水测井等的问题。由于Sangamner城区的大量MSW以及过度灌溉和过量使用化学肥料。基于植物缺乏和毒性症状的土壤硼窄浓度范围，也是桑马纳地区人类健康问题，已经试图评估土壤肥力以及MSW处理周围的硼浓度。

Sharholy等人(2008)指出，必须对印度城市生活垃圾的产生和特征进行新的评估。由于城市生活垃圾是不均匀的，要获得可靠的统计结果，需要收集和分析大量的样品。鉴于此，本研究对Sangamner市附近的城市生活垃圾处理场进行了土壤肥力评估。通过对16个离排土场近距离(对照)土壤样品的分析，测定了土壤pH、EC、有机碳、有效NPK和硼(B)等肥力参数。结果表明，排土场周围土壤参数的变化幅度显著增大，并随离场地距离的增加而减小。因此，迫切需要建立公众对土壤问题、土壤污染源、土壤质量预防和改善肥力状况的意识。市民参与的大型计划可以帮助减少都市固体废物的产生，并确定合适的倾倒地点。这将有助于保持研究区目前垃圾场周围的土壤肥力。

研究区

选定研究区域周围的垃圾倾倒场位于南部方向1.7公里的Sangamner城市Ahmednagar马哈拉施特拉邦,印度(图1和2)。这个地区及其周围地区的一部分德干陷阱,在玄武岩熔岩流爆发Cretaceo-Eocene时代。此外，在普拉瓦拉河周围观察到广泛的堆积物-冲积物沉积(局部厚度达20米)，这是目前地区土壤的主要来源。该地区由晚第四纪的普拉瓦拉地层组成，这些地层覆盖在普拉瓦拉河及其支流的玄武岩上。^研讨会Sangamner市总人口为65,804人(人口普查，2011年)，全长16.32公里²区域。在该市的27个病房内有各种活动，这些活动是促进建筑，农业市场，屠宰场，机构活动，酒店和餐馆的建设等固体废物产生。Sangamner City每天产生约34间MSW，这在节日和其他庆祝活动时增加了41-45个音调。^9.Sangamner市产生的城市生活垃圾未经任何隔离、处理和处置，直接倾倒在垃圾场。据观察，垃圾堆场周边土壤肥力正面临着严重的垃圾危害。排土场不足以收集大量的垃圾(图2)。因此，该排土场是目前研究区地下水质量和土壤肥力下降的严重问题。

图1:Sangamner市附近城市生活垃圾倾倒场及周边地区位置图 点击这里查看图

图2：MSW倾销网站的地图以及土壤样本 点击这里查看图

材料和方法

根据标准程序，选择的16种表面土壤样品（0-20cm）在布袋中收集。^24日,25在16中，在相当距离下，从MSW倾销距离收集四个样品（S4，S5，S15和S16），因为受控样品和剩余的是倾倒距离附近（图2）。四场技术用于制备收集土壤样品。将样品在空气中干燥并通过2mM筛并储存在布袋中。土壤pH和EC由土壤的饱和提取物（L：5土壤水比）确定。^24，26有机碳的估算采用Walkley - Black法。^27,28同时，采用标准程序对有效氮(碱性高锰酸钠法)、P(奥尔森法)和K(火焰光度法)进行了测定。^28,29通过氮杂物H方法测定B.²⁹土壤样品分析结果如表1所示。

通过标准偏差（σ）对土壤肥力参数的描述性统计分析以定量方式进行，以研究研究区域的变化。SD是用于量化一组（土壤肥力）数据值的变化或分散量的措施。低SD表示数据点倾向于接近该集合的平均值，而高SD表示数据点在更广泛的值范围内展开。此外，根据计算出的SD值（表2），从研究区域分类为从研究区域的低，中等和高偏差组分类。

表1:垃圾倾倒场周边土壤肥力参数

表2:研究区土壤参数的变化范围从实际平均值开始

结果和讨论

土壤pH值

土壤pH值被认为是土壤中一个关键变量，它控制着发生的各种化学过程。天然土壤的pH值一般在7 - 8.5之间，其变化可能与生物活性、温度、城市垃圾处理等有关。¹⁶土壤pH值直接影响植物的生命和生长，因为它影响土壤中所有营养物质的有效性。¹⁹pH值取决于实验温度和样品与水的比例。在本研究中，pH值在8.1到8.8之间，反映了土壤的碱性。有趣的是，在研究区观察到pH值的变化范围很窄。这可以归因于土壤的高缓冲能力和饱和提取液中碳酸盐的缺乏。^30.S11的pH值最高，接近城市生活垃圾，而S4、S5和S15的pH值最低，为8.1。同样，靠近排土场的S8、S10、S12、S13和S14样品的pH值也较高(表1)。废物的淋滤作用、土壤性质和机械组成等不同因素可能是导致土壤样品pH值升高的原因。³¹计算出的pH值(0.23)的SD值与实际平均值(8.4)没有有效偏差。这意味着，研究区pH(8.1 - 8.8)范围内的变化较小(表2)。

电导率

土壤的电导率（EC）取决于土壤悬浮液的稀释。由于废物和钠含量水平高，大量遇到了废物导致的危险性，大量离子物质和可溶性盐增加了MSW处理的土壤中的EC的价值。³¹研究区土壤电导率为0.2 ~ 8.3 dS/m。离垃圾堆场较近的土壤样品(S11、S12、S13) EC值最高，离垃圾堆场较远的土壤样品(S4、S5、S15和S16) EC值最高。EC的增加是由于渗滤液的渗入导致土壤中溶解盐的增加。³²通常情况下，当EC较高时，植物在潮湿的土壤条件下遭受水分胁迫。当EC最大时，盐在植物组织中积累，引起毒性。在低浓度下，由于硼或铝的作用，电导率升高，电导率呈上升趋势。EC的高值可能对植物有毒，并可能阻止它们从土壤中获取水分。³¹计算得到的EC的SD值(2.85)也与实际平均值(3.2)略有偏差。这意味着，该区EC范围内变化较小(02 - 8.3)(表2)。

有机碳

有机物质存在于倾倒生活垃圾的土壤中。有机含量高的土壤给人类和植被带来严重的危害。³³可生物降解固体废物中有机物的主要来源是食物残渣、草坪垃圾、牛粪垃圾、落叶等。研究区土壤有机碳含量在0.8 ~ 12.2%之间。有机碳含量较高的原因可能是城市生活垃圾中可生物降解的固体废物。土壤样品S1、S2、S3, S11, S12,向显示有机碳的比例高,而S4, S5, S15、S16显示低比例的有机碳在土壤样品(表1)。就像pH值和EC,计算OC的SD值(3.83)也低偏离实际的意思是(4.2)。说明研究区OC范围内变化较小(08 ~ 12.2)(表2)。

可用的氮气

由于氮肥的大量施用，土壤中硝态氮的含量可能会增加。³⁴在土壤中生长的植物使用最高水平的氮肥。它含有亚硝胺等致癌物质，尤其是食用莴苣和菠菜叶等植物。NO含量有危险的增加_3.和不_2.³⁵在本研究中，有效氮的变化范围为88至282公斤/公顷。它表明该地区的土壤具有低至中氮状态，符合印度使用的土壤测试值的临界限值³⁶．N的计算值(71.61)与实际均值(180.9)有较大偏差。因此，与该地区的其他参数相比，N的变化幅度较大(88至282 kg/ha)(表2)。从表3可以看出，3个(18.75%)样品处于中等范围，其余13个(81.25%)样品处于低氮状态。在垃圾倾倒场附近的土壤样品中，氮含量处于中等范围，与对照样品相比，氮含量较高。先前的文献^20.显示了在同一地区可用氮的低地位。因此，该地区氮的中等状态是由于城市生活垃圾倾倒场的影响。

表3:印度使用的土壤试验值的土壤肥力参数分类

可用的磷

磷酸盐离子进入土壤溶液或由于有机磷酸盐矿化或肥料的使用。植物通常以H的形式吸收可用的磷₂宝_4.从土壤溶液中。磷的化学吸附是由于磷酸盐离子与铝、铁或钙等原子的相互作用，这取决于土壤的pH值。³⁷除此之外，由于从MSW倾倒码的渗滤液运输渗滤液，磷的量可能会增加。在本研究中，磷含量范围为15.3至78 kg / ha。P（18.46）的计算的SD值从实际平均值（40.3）中等偏离。磷在研究区显示出中等变异（表2）。在倾卸码周围的11（68.75％）样品中p的浓度较高（图2和表3）。受控的土壤样品S4，S5，S8，S15和S16由P.之前的文献中的培养基组成。^38,39同一地区的可用性报告，可用性P处于低状态。然而，我们观察到，研究区大部分土壤样品由于垃圾堆场的存在而呈现出高水平的磷。

可用的钾

钾被认为是影响土壤和作物产量的第二个重要宏观元素。因此，过量的钾是无害的。³¹土壤钾含量是固体废弃物降解的结果，是健康生长所必需的元素之一。⁴⁰如果钾在土壤中稀缺，则不能有效地利用氮气和水。在处理场系周围，k（71.49）的计算的SD值高度偏离实际平均值（167.5）。它表明本领域K（75至260）内的高变化（表2）。没有限制土壤钾的价值，因为它是植物的营养素，对土壤性质没有不利影响。⁴¹然而，来自人为来源的钾可以污染土壤和地下水。在样品S1至S3，S11至S14上发现最高k的K浓度大于200kg / ha，其位于MSW上（表1）。剩余的样品（S4至S8，S8，S10，S15和S16）显示出小于150kg / ha的低浓度（表1和表3）。

硼

与地下土壤相比，表面土壤的B可用性较高与土壤有机物增加有关。^42、43硼污染是一种严重的环境问题，影响生态系统和人类生态学。表面土壤和/或深地存在许多原因，包括灌溉，局部气候，肥料，工业废水，MSW和采矿。⁴⁴硼更容易缺乏土壤，而不是引起毒性。B毒性可能发生在半干旱和干旱区域中，由于地下水中的多余B.从MSW浸出中添加了土壤质量和生育率。因此，浸出可能是预防MSW产生的高硼含量引起的植物毒性和土壤质量的重要管理工具。来自该区域的土壤样品中的硼含量从0.5〜9.7ppm变化（表1）。B（3.50）的计算的SD值显示出与实际平均值（4.2）的低偏差。因此，B（0.5至9.7ppm）内的变化也很低，如研究区域中的pH，EC和OC的低（表2）。

受垃圾影响的土壤(S1、S2和S11 ~ S14) B含量较高，分布在垃圾堆场周围。根据作物的硼耐受性，对硼浓度的允许限值进行了分类，由Richards(1968)提出。⁴⁵根据Richards，土壤中硼浓度的敏感植物的安全限制为0.7ppm，而边缘极限范围为0.7至1.5ppm，不安全大于1.5 ppm。考虑到这些限制，研究区域的土壤分类（表4）。观察到，土壤中的B浓度是02（12.5％）样品的安全性，下限为03（18.75％）样品和不安全的11（68.75％）样品。B浓度被记录<0.7ppm，作为远离MSW的受控土样中的安全极限。这表明68％的样品和18.75％样品分别越过硼的不安全和边缘极限，并显示出B的毒性浓度（表4）。

表4:根据该地区硼浓度对土壤进行分类

结论

在本研究中，发现pH为碱性，EC范围为0.2 ~ 8.3 ds/m。垃圾堆场附近的样品电导率较高，可能是由于与对照土壤样品相比，垃圾堆场释放出大量离子物质和可溶性盐。此外，倾倒场周围较高的OC(平均4.2)也是导致pH和EC增加的原因。这可能与有机质矿化过程中交换性阳离子的排出有关。研究结果表明，排土场周围土壤样品的NPK范围高于对照样品。土壤样品中B的含量在0.5 - 9.7 ppm之间，垃圾场附近的含量也更高。研究区68.75%的土壤样品显示硼的不安全限值引起硼中毒，硼中毒是生活垃圾对土壤的影响。总体来看，各参数的取值范围在生活垃圾周围显著增大，并随着离堆场距离的增加而减小。根据SD，在N(71.61)中分散度较高，而在pH(0.23)中分散度较低。结果表明，城市生活垃圾对水体氮含量的影响及其溶解度和迁移率是造成水体氮含量高变化的主要原因。

倾倒场的都市固体废物已影响土壤肥力。由于废物直接被处理到土壤表面，许多污染物，包括重金属，很容易渗透，最终污染土壤，影响周围的作物和植被。与对照土壤样品相比，本研究揭示了城市生活垃圾对土壤肥力的可能影响。因此，该地区的土壤状况显示出土壤肥力的多样性，这是由于露天倾倒废物和当地的灌溉做法造成的。因此，垃圾倾倒场周围的土地大多用于砖厂和一些相关的非农业用途。必须立即放弃现有的都市固体废物处置方法，并修复和关闭倾倒场。合适的新地点应该在预定义的条件下选择，并且远离任何环境感兴趣的地区，如农业、河流和城市。在将主要废物送往垃圾场之前，可对都市固体废物进行分类、处理和循环再造。迫切需要建立公众对土壤问题、污染来源、土壤质量的原因和预防的意识，并提高研究区域的肥力。

承认

作者要感谢化学研究生研究中心和地理研究生部，s.n.艺术，D. J. M. Commerce, b.n. S. Science College, Sangamner，感谢他们的支持，帮助创建了进行部分工作的设施。

参考文献

1. Akoteyon，I.S.，MBATA，U.A.和olalude，G.A.，在Alimosho Lagos-Nigeria典型子城市沉降场地填埋场填埋场的重金属污染调查。达成。科学。环境。卫生。，6：155-163，（2011）。
2. Ali, s.m.， Aroma, P.， Beenish, A.和Naima, H.，伊斯兰堡城市垃圾倾倒场的城市固体废物公开倾倒及其对土壤和植被多样性的危险影响。J.沙特国王大学-科学，26岁：59 - 65(2014)。
3. Kanmani和Gandhimathi，由于露天倾倒场渗滤液迁移导致的土壤重金属污染评估。达成。水科学。， 3: 193-205，(2013)。
   CrossRef
4. 土壤中镉的固溶平衡。Geoderma 113:17-30,(2003)。
   CrossRef
5. Berkun，M.，东黑海中的固体废物特征和拆除计划。区域研究项目没有。91112001，Karadeniz技术大学，Tarbzon，土耳其（1991）。
6. CPCB，中央污染控制委员会，市政固体垃圾管理。印度新德里环境与森林部（2004年）。
7. 沙玛，S.和沙，K.W.， hoshanabad固体废物的产生和处理，在:2的议事录ⁿ国际化学与环境会议，印多，印度，749-751(2005)。
8. 印度城市的城市固体废物管理-综述。废物管理，28:459-467，(2008)。
   CrossRef
9. Deshmukh, K. K.和Aher S. P.，城市固体废物对Sangamner市附近地下水质量影响的评估，使用GIS方法。水的资源。管理。， 30(7): 2425-2443，(2016)。
10. Yarlagadda，P. S.，Matsumoto，M. R.，Vanbenschoten，J.E.和Kathuria，A。，受污染的土壤中重金属的特征。J. Environ。ENG。，121（4）：276-286，（1995）。
    CrossRef
11. Rizo，O. D.，Merlo，M. H.，Castillo，F. E.和Lopez，Jao，来自前哈瓦那（古巴）固体废物开放式倾倒，公牛环境污染的土壤中的金属污染评估。毒素。，88：182-186，（2012）。
    CrossRef
12. (王志强，王志强，王志强，王志强，地下水中重金属的分布特征。j .科学。研究进展，37(1):1 - 4，(2009)。
13. 陈志强，陈志强，陈志强，等。植物源生物表面活性剂修复重金属污染土壤的研究进展。地球化学，49:379-387，(2002)。
    CrossRef
14. Mandal，A.和Sengupta，D.对印度燃煤热电厂周围的重金属的土壤污染评估。Geol。51.：409 - 420,(2006)。
    CrossRef
15. Banar，M.，Ozkan，A。和Altan，M。具有GIS研究的未调节固体废物倾倒网站中重金属污染的模型。J. Environ。地球科学。1（2），99-110，（2009）。
16. 尼日利亚城市固体废物堆积场土壤性质和植物吸收重金属的变化。非洲j . Env。科学。和技术。3.(5): 107 - 115,(2008)。
17. 城市垃圾填埋场土壤质量评价与土地复垦的可能性。Int。j .创新的科学。是女士。岩石力学与工程学报，2016,35(6):1133 - 1133。
18. 基于GIS技术的土壤粒度分析及其插值方法研究，《中国科学院地理科学与资源研究所学报》，2014年第1期。j . Env >,科学,3.(10): 32-37,(2014)。
19. 乌玛，R. N.， Prem Sudha, R.和Murali, K.印度泰米尔纳德邦城市固体废物倾倒场土壤质量评估。j .放置是女士。岩石力学与工程学报，2016,35(2):344 - 346。
20. Deshmukh，K。，桑切尔地区，艾哈迈达尔区，印度马哈拉施特地区的土壤肥力地位评价。rasayan化学杂志，5（3）：398-406，（2012）。
21. 王志强，王志强，王志强，马志强，德干火山群的地球化学特征及其地质意义，中国地质大学学报(自然科学版)。114:155 - 170(2006)。
    CrossRef
22. 利用地形和遥感数据进行河流变化检测和河岸侵蚀识别。Int。j:。通知。系统。,2：1-7，（2012）。
23. Deshmukh, K. K.和Aher, S. P.，土地利用变化对地下水质量的影响，来自印度马哈拉施特拉邦Sangamner地区，第14章，明确的想法-化学的作用，施普林格国际出版公司瑞士，209-226，(2016)。
24. 美国农业部盐碱化实验室工作人员，盐碱土的诊断和改良，美国农业部，第60号手册，美国农业部，华盛顿特区(1954年)。
25. Hesse，P.R.，土壤化学分析教科书。John Murry Publication，伦敦，U.K.，（1971）。
26. 土壤水植物和肥料分析。2ⁿ，阿格多利，出版商，乔德普尔，（2009）。
27. 土壤与植物分析。汉斯。出版，印度孟买(1966)。
28. 土壤化学分析。印度新德里的Prentice Hall(1973)。
29. Tandon, HLS，土壤，植物，水和肥料分析方法。印度新德里的FDCO(1993)。
30. (1)盐碱环境对植物生长的影响。
31. Goswami，U.和Sharma，H.P.P.P.P.P.Cumal固体废物倾倒对古瓦哈提市土壤质量的影响，污染研究，27（2）：327-330，（2008）。
32. Pillai，S.，彼得，A。E.，Sunil，B.M.和Shrihari，S.土壤污染在印度市政固体废物处理场地附近，国际生物，民间和环境工程国际会议（BCEE-2014）2014年3月17日至18日，迪拜（阿联酋），（2014）。
33. Prem Sudha, R. Uma, R. N.和Meiaraj。印度泰米尔纳德邦哥印拜陀镇Sulur街区城市固体废物处理场附近土壤特征评估Int。j .科学。&是女士。研究, 5(4): 240 - 244,(2014)。
34. (1)张晓东，张晓东，张晓东，(2012).农业环境污染与土壤污染，环境科学学报，32(1):1 -8，(2012)。
    CrossRef
35. °桑麦资。(4)安塔利亚-德姆雷地区温室土壤和灌溉用水中硝酸盐含量的季节变化。《化学学报》，19（7): 5639 - 5646,(2007)。
36. Muhr, g.r.， Datta, N.P. Shankara, s.n.， Dever, F.， Lecy, V.K.和Donahue, r.r.，《印度土壤测试》。美国国际开发署，新德里，120(1965)。
37. Orlov, D.S.土壤化学，牛津大学和IBH出版社，新德里，印度，(1992)。
38. Bharmbe, P.R.和Ghorisikar, C.P. J. Maharashtra Agri。大学,10：247年,(1985)。
39. Deshmukh，K.K.，灌溉对桑马尔地区艾哈迈德纳地区土壤和地下水化学的影响。博士浦那大学论文（2001年）。
40. Eddy, N. O.， Odoemelem, S. A.和Mbaba, A.，某些垃圾场土壤的元素组成。电子j . Env。阿勒。和食品化学，5.(3): 1349 - 1365,(2006)。
41. Izhar Ahmed, Prasad Rao, TVD, Hussain, M.，城市固体废物倾倒场土壤质量评估和土地复垦的可能性。Int。j .客栈。科学。,是女士。岩石力学与工程学报，2016,35(6):1133 - 1133。
42. Tamhane, r.v.， Motiramani D.P.和Bali y.p.，土壤:亚洲热带地区的化学和肥力。印度普伦蒂斯-霍尔，新德里，(2011)。
43. Deshmukh, k.k.，印度马哈拉施特拉邦Ahmednagar区Sangamner地区土壤和地下水中硼的现状。[j] .中国科学(d辑)，2015,26(4):591 - 598。
44. 植物中硼的缺乏与毒性。acta botanica sinica(云南植物学报)，29(6):755 - 762。
    CrossRef
45. Richards，L.A.，盐水和碱土壤的诊断和改善，美国盐度实验室。工作人员，农业手册60，牛津和IBH公开。公司，新德里公司（1968年）。