喜玛拉雅西北部西瓦里克山麓西尔沙河灌溉用水适宜性评价
”栏目Bhardwaj1, r·夏尔马1和上面Aggarwal1*
1环境科学系,YSP园艺大学艺术大学,索尔曼,索尔曼,索尔曼。
通讯作者电子邮件:rajeev1792@rediffmail.com
DOI:http://dx.doi.org/10.12944/cwe.14.1.15
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关键词:西瓦里克山麓,锡尔萨河,灌溉,适宜性Curr World Environ 2019;14(1)。DOI:http://dx.doi.org/10.12944/cwe.14.1.15
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文章出版历史
收到: | 02-03-2019 |
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接受: | 25-04-2019 |
审查由: | Rusu特奥多尔 |
第二次评审: | Gangadhar andaluri. |
最终批准: | Gopal Krishan博士 |
介绍
河流是自然生态系统的一个尊重特征,因为这些是众多重要的功能。然而,由于由于人口爆炸和各种发展活动而不分青红皂白,这一重要资源现在处于巨大的压力。此外,为灌溉,人类和工业消费的多样化必需品会议已成为挑战。此外,迅速扩大的工业化和城市化也耗尽了无障碍水资源,水质也降低了。1,2据报道,盆地岩性、大气和气候条件以及人类活动等因素也会影响水质。3,4.一般来说,工业废水既不治疗或不良治疗经常与家庭污水混合进入地表水体,在那里它们被溶解或沉浸在水中脱离其质量并导致污染。5,6,7.
灌溉是河流用水的最重要用途之一,其适宜性是通过估算溶解组分的浓度和组成来确定的。在发展中国家,污水通常用于灌溉,作为有限淡水资源的替代品,因为其可获得和可获得的营养。8、9然而,这些水可能含有许多污染物,阻碍灌溉的基本目的。这些污染物可能会被农作物和其他生物形式进一步吸收,最终危害人类健康和环境,对生物循环造成更大的威胁。10.因此,在施加灌溉之前,它现在已成为评估水质。
代表喜马偕尔邦索兰地区最南端的那拉加尔山谷;包括巴迪、巴洛蒂瓦拉和那拉加尔(BBN)地区的工业在最近的过去见证了不计后果的发展。11.西尔萨河是发源于卡尔卡附近的主要河流,流经西瓦利克丘陵进入索兰地区的HP,在加纳利附近的Chak Dehra与Sutlej河汇合。目前,流域内城市密集,规模大、规模小的产业随意发展,压力巨大。12、13此外,还有几条溪流,即Chikninadi,Phulanadi,Rattanadi,Baladnadi和Surajpurchao;加入Sirsa River的大量装载工业和家庭污水,进一步促进水质恶化。14,15.在加入Sirsa河的所有溪流中排出的组成已经被注意到季节性季节性,并且据报道在雨季期间含有厚重的流出物。16.河水主要用于当地居民的灌溉;以及其他国内和工业应用。因此,对本次调查进行了评估SIRSA RIVER水以进行灌溉目的的适用性。
材料与方法
Baddi,Barotiwala,Nalagarh(BBN)地区是一个迅速增长的工业乡,该乡是惠普索伦区的主要工业中心。它位于30º57'n之内;76º22'e和该地区的地质结构拥有石瓦地层。这个丘陵地形的土壤主要是中立的,而其质地从砂质壤土变化到粘土壤土。除了具有植被覆盖的区域,土壤深度通常浅。Sirsa River盆地的主要部分由较大10-20厘米的厚度覆盖,大部分是全新世和全新世矿床的颗粒状。在河流盆地的上部和中间部分;粘土,鹅卵石,砾石的替代床在盆地沉积物的下游部分占据主导地位,变得更加粘土。16.用河水灌溉的地区主要用于种植蔬菜作物(豌豆、番茄、茄子、辣椒、豆类、卷心菜、花椰菜、油菜)、亚热带水果、谷物(玉米、水稻、小麦、大麦)、豆类和油料作物。17.
Sirsa River是Sutlej的主要多年生支流之一,它在罗比特开始前10公里加入Sutlej(图1A,B和C)。由于Sirsa河流流经各种城市和工业区,因此其水用于该地区的灌溉,因此,为了评估灌溉目的的水质;对河流集水区的详细调查进行了开展,并将沿BBN区流动的整个河流延伸为六个部分(图1C)。进入工业中心的河流被视为控制。在每个拉伸,从河的中心取六个水样,被认为是复制。因此,七个取样位点被认为是六次复制的治疗。在2018年1月,在Sirsa河流中收集了42种水样,并使用标准方法进一步进行物理化学分析。本研究中使用的所有分析化学品,试剂和玻璃器皿购自CHD PVT。Ltd.(新德里),默克生命科学PVT。Ltd.,Fisher Scientific,Hi-Media Laboratories PVT Ltd.and Borosil Laboratories PVT。 Ltd. (Mumbai).
图1:研究区位置图(资料来源:谷歌maps) 点击这里查看图 |
水取样和实验室分析
大量样品在水深15-30厘米的预洗塑料瓶中采集。取样时,用待取样的水仔细冲洗两到三次瓶子。样品储存在一个冰盒中,运送到实验室,并在24小时内使用标准方法进行参数分析(APHA, 2012)。分别用pH计(ESICO模型-1013)和EC计(ESICO模型-160)估算水的pH值和电导率。水样通过Whatman No. 42滤纸,进一步用于离子即Na的估计+,K+,mg2+,加利福尼亚州2+,CO.3.2-,HCO3.-,cl.-.像钠这样的元素+和K+采用火焰光度计(ESICO Model-1382)进行估算。估计这2+在水中,使醇碱溶液与进一步改性缩合缩氧 - 双(2-羟基aniL)的钙离子反应形成红紫色复合物。在确定CL的情况下-这些离子与硫氰酸汞(II)反应形成轻微离解的氯化汞(II),而在此过程中释放的硫氰酸盐又与硫氰酸铁(III)反应。对于Mg的估计2+离子,使这些离子与中性溶液中的磷脂紫色反应以形成紫染料。通过使用光谱夸张的Pharo 300(Merc制作)将所有彩色复合物形成。CO.3.2-和HCO3.-使用标准H估计滴定法2所以4以酚酞和甲基橙为指示剂。18、19
在估算上述离子浓度的基础上,通过评价残余碳酸钠(RSC)、钠吸附比(SAR)、可溶性钠百分比(SSP)、渗透指数(PI)、凯利比(KR)、镁危害(Mg Haz.)和氯碱性指数(CAI)使用表1中给出的标准公式。为了确定用于灌溉的河流水的效用,根据表3中几位作者建议的分类确定了各种参数。离子浓度以mg/l表示,然后进一步转化为毫当量/l (meq/l)。通过仔细的标准化、各程序中的空白测量和三次重复的样品来验证研究中获得的数据的质量。水样分析所得数据采用SPSS 11.0单因素统计软件进行统计分析。计算和数据分析使用Microsoft Excel 2010。
表1:计算水质参数的标准公式
老不。 |
范围 |
计算 |
参考 |
1 |
RSC. |
(HCO3.-+ CO.3.2-) - (Ca2++毫克2+) |
[19] |
2 |
SSP |
(Na++ K+/ (Ca2++毫克2++钠++ K+) * 100 |
[20] |
3. |
特别行政区 |
Na+/ (Ca2++毫克2+/ 2)1/2 |
[21] |
4 |
π |
(Na++(HCO3.-)1/2/ (Ca2++毫克2++钠+) * 100 |
[22] |
5 |
kr. |
Na+/ (Ca2++毫克2+) |
[23] |
6 |
毫克。热影响区。 |
(毫克2+* 100)/(CA2++毫克2+) |
[24] |
7 |
Cai-I. |
[CL.-——(Na++ K+)] / cl- |
[25] |
结果与讨论
pH值
发现SIRSA河水pH值在6.64-7.55的范围内,平均值为7.15±0.05(表2),表明水在正常范围内。水Phwaswithin规定的标准限制为6.5-8.5。26.然而,在河水pH值中注意到显着的变化,随着河流从控制场流下的趋势越来越大,朝向侧面的工业活动(表2)。增加了工业和国内污水,导致光合作用增加消耗所有溶解二氧化碳的藻类活动,导致自由CO的浓度降低2从而降低可能最终增加水pH的酸形成.27日、28日结果与Rana一致等等。,(2016)29.在研究该地区的各种土地利用时,他们还描述了HP地区索兰地区的河水ph值从6.01-7.53变化。许多作者也记录了类似的河流水pH值范围,并确认其在农业中使用是安全的。30日,7
表2:分配给灌溉使用的瑟沙河水质参数的现状
治疗方法 |
pH值 |
EC(μs/ cm) |
RSC(毫克当量/ l) |
SSP (%) |
特别行政区(毫克当量/ l) |
基米-雷克南(%) |
毫克热影响区。(%) |
T1 |
6.64 |
129.5 |
-2.61 |
13.49 |
0.41 |
3.26 |
14.97 |
T2 |
6.78 |
179.83 |
-3.21 |
13.53 |
0.46 |
3.17 |
25.59 |
T3. |
6.8 |
283.83 |
-3.52 |
15.14 |
0.48 |
2.94 |
25.98 |
T4 |
7.33 |
420.5 |
-5.27 |
32.73 |
2.01 |
10.35 |
37.83 |
T5 |
7.33 |
508.67 |
-3.65 |
43.24 |
3.08 |
16.4 |
26.03 |
T6 |
7.51 |
612.5 |
-4.13 |
45.49 |
3.61 |
18.14 |
30.19 |
T7 |
7.55 |
719.67 |
-2.18 |
49.44 |
4 |
21.24 |
17.65 |
范围 |
6.64 - -7.55 |
129.50-719.67 |
(-) 5.27 - 2.18 (-) |
13.49-49.44 |
0.41 - -4.00 |
2.94 - -21.24 |
14.97 - -37.83 |
CD |
0.11 |
3. |
0.15 |
0.62 |
0.04 |
0.22 |
0.21 |
平均数±标准差 |
7.15±0.05 |
407.79±1.03 |
-3.51±0.05 |
30.44±0.05 |
2.01±0.02 |
10.79±0.08 |
25.46±0.07 |
闵 |
6.75 |
132.5 |
-8.79 |
14.12 |
0.45 |
3.48 |
15.17 |
最大限度 |
7.44 |
716.67 |
1.33 |
50.07 |
3.97 |
21.02 |
37.63 |
电导率(EC)
电导率根据溶解离子的浓度来评估水的电流承载能力,并已被指定为评估灌溉用水适宜性的一个重要标准。河水EC值在129 ~ 720µS/cm之间(表2),远低于BIS规定的标准允许限值1500µS/cm。所有河水样本均为安全级和中等安全级,因此可以考虑适合灌溉目的(表3)。虽然显著变化观察水EC值随后累积趋势河的最后一点与直接处理的工业活动标志着更大的影响的国内废水未经处理的工业和河。工业中心附近河流下游地区EC值的增加可确定为增加了无机溶解固体,如钙、氯、铝、硝酸盐、硫酸盐、铁、镁和钠离子以及有机化合物,如油、醇、酚、以及从家庭和工业废料中排放到河里的糖。31.根据CGWB和CPCB(2000)给出的灌溉用水EC分类,32.一般认为EC值低于750µS/cm的水是适宜灌溉的水。33.高EC减少了植物渗透疗法和从土壤中吸收的渗透疗法和营养物质。因此,随着土壤中存在的水量随着EC的增加而降低,具有高EC值的灌溉水可以影响作物产量潜力随着其使用而降低。34.HeroJeet.等等。,(2016)15.也报告了Sirsa河水样的EC值在250-2000µS/cm范围内,将其归类为良好和允许的级别,这反映了它们用于灌溉目的是安全的。沙玛等等。,(2014)3.在HP地区Solan地区石灰石矿区的河流水样中,EC值在283-760µS/cm范围内,据报道所有样品都在允许的范围内,因此适用于灌溉目的。Haritash等等。,(2016)5已经描述了从富特拉克·雷尼卡什在富利凯库德河甘座河河河河河的水上样品中的额外样本来称呼其安全使用在农业的灌溉中的38-170μs/ cmin。类似于地表水的类似EC值范围455.00-618.50μs/ cmhave也在惠普的Solan区报告了该地区各种土地使用的影响。29.
表3:基于多个参数的灌溉适宜性水分分类
班级 |
范围 |
适用于灌溉 |
A.EC (S /cm)(来源:CGWB和CPCB, 2000)32. |
||
1 |
低于250 |
安全 |
2 |
250-750(适度盐水) |
适度的安全 |
3. |
750-2250(中等至高盐) |
允许的 |
4 |
2250 - 4000(高盐度) |
渗透性土壤和中等浸出的安全 |
5 |
4000-6000(非常高盐度) |
怀疑 |
6 |
高于6000(过度盐度) |
不合适 |
B.RSC(来源:伊顿,1950; USDA,2008)19,35 |
||
1 |
< 1.25 |
安全 |
2 |
1.25-2.5 |
温和的 |
3. |
> 2.5 |
不合适 |
C.SSP(来源:Wilcox, 1955)36. |
||
1 |
< 20 |
优秀的 |
2 |
20-40 |
好的 |
3. |
40-60 |
允许的 |
4 |
60 - 80 |
怀疑 |
5 |
80-100 |
不合适 |
D.SAR(资料来源:1954年《南方周末》)37. |
||
1 |
<10 |
优秀的 |
2 |
10月18日 |
好的 |
3. |
18-26 |
怀疑 |
4 |
> 26 |
不合适 |
E.PI(来源:Doneen, 1962)22. |
||
1 |
> 75% |
很好 |
2 |
25-75% |
好的 |
3. |
<25% |
不合适 |
F.KR(凯利,1963年)23. |
||
1 |
<1 |
很好 |
2 |
01-Feb. |
边际 |
3. |
>2 |
可怜的 |
残留碳酸钠(RSC)
通过比较CA浓度来评估灌溉质量的碳酸钠是一种指标2+和毫克2+对HCO3.-和co.3.2-.它还决定了CA的降水2+和毫克2+作为土壤中的碳酸盐,在Na领导Toa相对升级+.因此,Na的固定+土壤中有机物溶解,干燥后在表面留下一个黑点。15.然而,在( - )5.27 - ( - )2.18 Meq / L之间的RSC值范围( - )5.27 - ( - )2.18 Meq / L在河流通过工业区的过程中展出了显着变化;没有观察到具体趋势(表2)。发现Sirsa河水有RSC值低于1.25 Meq / L(表3),并根据公认的水质分类指南19,35在灌溉在其使用的安全类别(表3)。消极的RSC值观察河水可以归因于添加各种无机溶解固体,如钙、氯、铝、硝酸盐、硫酸盐、铁、镁和钠离子等的家庭和工业废物进入水体。许多作者也报道了地表水的负RSC值,以考虑通过灌溉在农业中安全使用地表水。5,15,38,39
可溶性钠含量(SSP)
过量钠水灌溉农田土壤的渗透性+离子可能急剧减少,最终导致土壤内部排水不足。因此,用于灌溉目的的水应具有较低的钠+专注。SIRSA河水的SSP值在13.49-49.44%之间变化,平均值±SD为30.44±0.05(表2),其在较低范围内,对水质的灌溉作用不太明显。研究中的SSP值较低,可以归功于来自国内和工业废物进入水体的各种无机溶解固体的重载。根据标准分类,发现所有样品都在灌溉的优秀类别下(表3)。Haritash等等。,(2016)5在Rishikesh的Ganga河水中观察到SSP值为9.71-25.54%,Uttarakhand描绘了适合灌溉。HeroJeet.等.(2016)15.在HP的Solan地区,估计Sirsa河水的SSP值在5.36- 68.33%之间,而Sharma等.(2016)3.注意到索兰地区石灰石矿区地表水样品的SSP值在3.33-8.88%之间,表明其适合灌溉承诺。
钠吸附比(SAR)
钠吸附率是常用的用于估计与灌溉供水相关的钠危害的标准。39.由于钙和镁内容物相对于钙和镁含量,水渗透损失,并且该病症被称为“钠度”。钠性释放土壤粘土肿胀和传播土壤粘土,表面壳和孔隙越震荡 - 通过土壤的向下移动下降。因此,尽管灌溉后的土壤表面上的水汇集,但积极种植的植物根部没有足够的水。34.较高的数值会影响土壤的整体渗透性,破坏土壤的结构,使其变得紧凑和不透水。20,40,41,15SAR定量的钠的相对浓度+到CA的总和2+和毫克2+离子在水中。SIRSA河水的SAR值范围在0.41-4.01 meq / l之间(表2)。
美国盐度实验室(1954年)37.基于SAR值对灌溉的SAR值进行了含有的含量分类,并且发现所有样品对于相同的目标优异(表3)。然而,不间断使用具有低SAR水平的水从1至10℃的水平导致敏感性作物的危险。42.HeroJeet.等等。,(2016)15.报告的SAR值为0.27-4.02 Meq / L用于SIRSA RIVER水样的典型灌溉目的。Haritash等(2016)5从流经北阿坎德邦瑞希凯什的恒河采集的水样中估计的SAR值在0.24-0.43 meq/l之间,说明其在农业灌溉中的安全使用。警长和侯赛因(2017年)39.报告了从印度泰米尔纳德邦蒂鲁普的Noyyal河采集的水样,根据SAR分类,属于优秀类别,可用于灌溉目的。
Kelley比例(KR)
Kelly’s ratio是基于Na的灌溉水质评价中的一个重要参数+,加利福尼亚州2+和毫克2+水中的离子浓度。根据标准分类,kr值高于统一的水被认为是非适合灌溉的。23.在本研究期间,KR范围为2.94-21.24,平均值±SD值10.79±0.08(表2)。所有样品都在第III类下落下,如表3所示,表3表示不适合灌溉的水。这种较高的Kr值可以归因于过量NA的存在+由于一些工业废水的添加,河水中的离子。这可能是由于直接将生活和工业废水排入河中,导致水中不同离子浓度增加。文献中也报道了地表水较高的KR值,表明灌溉用水的不安全性质。38,5,25
镁危害(Mg Haz)
众所周知,Mg含量越高2+在水中支持一种先进的可转移钠生产+在灌溉土壤中,不仅使土壤结构恶化,而且对作物产量有不利影响,影响整体生产。24,43Mg Haz的水。只有不到50%被评估用于灌溉。44.mg haz。Sirsa河水的价值范围从14.97-37.83%的平均值±SD值为25.46±0.07(表2),因此,通过灌溉将河水视为安全。几位作者描述了mg haz。值低于标准的可接受限制50%,表明灌溉中的水安全使用。5,25,45在最近的一项研究中,所有浅管井和池塘的水样都超过了Mg Haz。为50%,而河流水样(71.42%)的MAR值较低,在50%以内。38.
渗透指数(PI)
透射水和空气的土壤的能力是根据其纹理和结构来考虑水流出的最重要品质之一,并且被描述为“土壤渗透性”。折射率指数(PI)被开发为用于检查的标准适宜水进行灌溉。根据标准分类,具有75%或更多渗透率的II类和II类的水对于灌溉提供了良好的,而III类水,具有25%的最大渗透率的水被认为是如表3所示的不适合。SIRSA的PI值河水之间的范围在28.20-57.89%之间,平均±SD值42.47±0.28(表4)。如表3所示,河水属于II类,表明其适用于灌溉。HeroJeet.等等。(2016)15.也报道了Sirsa河的I类和II类水样的PI值在22.15-77.15%范围内,被发现适合用于灌溉目的。Haritash等等。,(2016)5来自北方Rishikesh收集的Ganga River的ModingPi值介于25-75%之间,在北方人在北方的灌溉中致辞。萨利芬等(2017)25.陈述96.65和4.35%的来自加纳的上西部地区的地下水样本分别根据PI值,分别基于PI值,这使得水不适合灌溉。
表4:为灌溉目的指定的瑟沙河水质指数的现状
治疗方法 |
pi(%) |
CAI (%) |
T1 |
34.22 |
0.58 |
T2 |
30.26 |
0.5 |
T3. |
28.2 |
0.49 |
T4 |
41.46 |
0.28 |
T5 |
51.9 |
0.14 |
T6 |
53.35. |
0.04 |
T7 |
57.89 |
0.19 |
范围 |
28.20 - -57.89 |
0.04-0.58 |
CD |
0.82 |
0.03 |
平均数±标准差 |
42.47±0.28 |
0.32±0.02 |
闵 |
29.02 |
0.06 |
最大限度 |
57.07 |
0.55 |
氯碱性指数(CAI)
CAI基于CL-地下水中离子的浓度,通常用来评价地下水与其宿主岩之间发生的离子交换反应。46、47氯化物是一种重要的微量营养素,其在光合作用期间用作水氧化中的辅因子。为了在阳离子运输过程中维持电费平衡,植物易于患有细胞水化和Turgor维护的植物。氯化物还用于保持可溶性阳离子NA的正电荷的平衡+,加利福尼亚州+,mg+,和K.+在土壤中。48.然而,在高浓度下,它会导致植物中的毒性和问题,例如边缘叶片燃烧和中间氯化,降低产量等。阳性CAI值表明碱基交换反应的发生,其中CA2+和毫克2+水中存在的离子与粘土矿物反应释放钠+和K+而负CAI值则表示氯碱性不平衡或缺失。49,50,25Sirsa河水的CAI值范围为0.04-0.58%,因此发现适合灌溉(表4)。警长和侯赛因(2017年)38.报道了位于泰米尔纳德邦Tiruppur的Noyyal河的CAI值在-0.153到0.726 meq/L之间,以评估其是否适合灌溉。库马尔等等。(2014)50量化阳性在印度泰米尔纳德邦的南钦奈沿海含水层中收集的70%水样中的CAI值。
结论
大部分水质参数如esar、SSP、RSC、PI、Mg。热影响区。和CAI均在可接受的标准范围内,用于灌溉,但凯利比(KR)值除外。该研究推断,工业活动已经开始影响西尔萨河的水质,如高凯利比率值所示。KR值过高,说明水存在so2hazard,不适合灌溉。然而,在西尔萨河中持续地处理未经处理的城市和工业废水可能对居民和邻近的农田造成环境风险和健康危害。因此,在使用河水灌溉前,有必要对河水进行质量监测,因为河水的定期连续灌溉会影响土壤和植物的健康。此外,应严格遵守不同行业的排放和排放的管理标准,并应采用工业定期/适当执行清洁技术和环境措施,以实现水资源的可持续管理。
的利益冲突
这份手稿没有利益冲突。
致谢
作者感谢印度环境、森林和气候变化部(MoEF&CC)为促进研究工作提供了必要的资金。
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- 作者简介:卡迪尔,威切恩斯,拉希德-莎莉,麦可尼克,德雷切尔,巴雷,米纳斯,等。阿格利司。WaterManag.2010;97:561-568。
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