当前的世界环境

介绍

来自Tanneries和其他行业的未经处理过的和半处治疗的污水通常往往在环境中释放，特别是在发展中国家。农民对这种严重污染排放的隐藏毒性无知，随后的负面影响导致其继续使用谷物，蔬菜和其他经济上重要的植物的培养。¹制革厂的洗浴、酸洗、制革、染色和涂油等各个子工序的排放可能造成严重的水污染，主要是铬污染。水体的污染通常与工业、污水或农业径流有关。²这种来自工业或其他人类活动的重金属释放的土壤污染是对人类健康和生态系统的威胁。已知土壤中重金属的存在对于通过水，蔬菜和各种作物对环境质量和人类健康产生潜在的毒性影响。^3,4此外，据报道，重金属通过食物链在人体中生物积累可能致癌。^2、7土壤中重金属的浓度可能因植物毒性而导致土壤的生产力产生不利影响，并且之前的作品表明了种子和芽萌发的抑制，特别是因为铬（Cr^{6 +})．^5,6

在所有工业废物中，制革废水的污染物含量最高。据估计，仅在埃塞俄比亚，每年大约有200-300吨铬从制革厂排放到环境中。在皮革工业的制革过程中，含水废水中的铬浓度在2000至5000mg/l之间，而建议的允许限值为2mg/l。铬制革是埃塞俄比亚铬污染的主要原因。铬鞣制过程是最普遍的在埃塞俄比亚，这是排放高铬水平的环境。^8.皮革行业需要大量不同的化学品，但鞣制行业的主要新兴环境问题之一是处理铬污染废物对环境。^9、10铬以+2、+3、+6的氧化态存在。三价氧化态是铬最稳定的形式，是哺乳动物必需的微量浓度和相对固定的水生系统由于其低水溶性。^11.六价铬对许多植物，动物和栖息地环境的细菌毒性得多。^11.

本研究是在乌鲁克灌溉田进行的，乌鲁克灌溉田是培育各种蔬菜的潜力大、关键地区;洋葱，马铃薯，胡萝卜Daucus Carota.），生菜（Lactuca sativa），卷心菜（甘蓝、菠菜、青椒(甜椒），番茄（solanum lycopersicum）和玉米（玉米）等。然而，在这个灌溉领域，有弱废物管理的Sheba皮革工业P.L.C;结果，在灌溉场中存在惊人的铬浓度。^11.本研究旨在仅评价食用部分铬生物积累最低的蔬菜。^12.这些精选的蔬菜在我们的日常菜肴中是常见的和最主要的。

材料和方法

研究区域描述

Wukro镇位于TRNS，距离Mekelle和Addis Ababa分别约45公里和825公里，位于Tigray东部，有13个^o78年33”N纬度,39岁^o60'00'''e的经度。^13.谢巴皮革公司位于乌鲁克灌区，日加工皮革6000张。^14.

实验设计

蔬菜种植区以夏季降雨为主，降雨高峰期在6 - 9月。为了避免雨水的影响，本研究在旱季进行，以评价示巴皮革工业废弃物对该地区蔬菜种植的影响。试验在示巴皮革工业场地上下游各栽蔬菜，面积1米× 1米，试验时间为2018年1月- 3月。上游场地被认为是受控的，因为它预计不受工业废物的污染，而下游场地被认为是受污染的工业废物。不同类型蔬菜在物种、模式相近的上下游地点同时进行混播和移栽栽培。^12,15蔬菜在苗圃中饲养并同时移植到制备的部位。上游蔬菜用泉水充分灌溉，而下游用行业废物污染的河水灌溉。没有肥料和农药保护防昆虫。^15.

样品采集和制备

水取样

用250ml聚乙烯瓶采集泉水和污水污染灌溉水样。选取了8个采样点，其中2个采样点来自污水处理厂(进水和出水)。8个采样点每个采样3个重复，共24个样本;在分析前，每三次重复都被混合并均质到有代表性的样品中。现场测量了样品采集过程中的温度、pH、EC、DO和TDS等物理水质参数。现场对水和废水样品进行酸化，加入3ml浓HNO_3.避免微生物生长和尽量减少铬沉淀;样品保存在冰盒和运输铬分析。^11.

蔬菜抽样

在上游和下游分别对九种蔬菜的可食用部分进行三次采样。样品由手扣取，用干净的自来水和蒸馏水清洗以去除土壤颗粒，并放入干净的塑料袋中。这些样本被带到埃扎纳实验室，放在冰箱里，然后用烤箱烘干和消化。用原子吸收光谱法对样品进行铬分析。^11.

土壤采样

使用选定的上游和下游领域，将混合的顶部土壤（0-15cm），中等深度土壤（15-30厘米）和深度土壤（30-45cm）样品收集到清洁的塑料袋中，从选定的上游和下游领域，蔬菜栽培。将两个位点和这些深度中的每一个都在室温（约25℃）（约25℃）和粉末（通过研钵和研杵）中取样。其次是烤箱干燥（105^oc为12hr）。使用AAS仪器分析样品的总铬。^11,14

铬分析样品的消化

水样消化和分析

将收集到的每个重复的水和废水样品混合均匀，放入一个具有代表性的样品中，每一个样品转移50ml到单独的锥形瓶中。hno 10毫升的68%_3.添加到每个烧瓶中，盖上盖子，在热板上以100^oC.将溶液转移到100ml容量瓶中，用蒸馏水稀释至标记处，充分混合。用20ml终溶液在原子吸收光谱上测定铬。^14.

蔬菜样品消化和分析

均化，干燥和粉末蔬菜样品1g，并转移至100ml烧杯。5ml 68％HNO_3.和20ml的70％hclo_4.在100 ?的温度下加热45分钟(直到黄色变成白色烟雾)^oC.过滤到50ml容量瓶中，用蒸馏水稀释至50ml标记并混合，允许沉淀，用AAS测量铬。^11,14

土壤样品的消化和分析

在400ml高形状的烧杯中称重20 + 0.05g粉末状（75μm）土壤的样品。酸混合物为50ml 37％HCl和20ml 68％HNO_3.在旋转的同时缓慢加入样品，在热板上，在160℃下至少45分钟^O.C、用玻璃棒搅拌。干燥前从热板上取下，冷却，用蒸馏水稀释至200ml量瓶标记，摇匀后倒回烧杯，静置30分钟。最后，用原子吸收光谱法测定样品的铬含量。^14.

质量保证和数据分析

标准铬参考试剂用于每个分析批次的校准和质量保证，并掺入铬标准试剂检查精度和精度。^12.采用r -软件(Rx64 3.4.4版)进行结果分析。污水处理厂除EC、TDS和Cr外，其余数据均为正态分布(p>0.05)。^12.

结果和讨论

示巴皮革工业废弃物的环境影响

灌溉水质参数的物理化学品

现场测量温度、pH、EC、DO和TDS，结果为温度23.27±1.46^0.C，pH 7.86±0.71，EC 6950±4368μs/ cm并做5.61±1.78 mgl^－1．此外，平均CR为6.96±7.04 mgl^－1(图3 a€“1)。电导率、pH、温度和铬值在控制点和污染点之间差异显著(p<0.05)， DO和pH值差异不显著(p > 0.05)，电导率、TDS和铬值在离示巴皮革工业最近的采样点最高，在远离工业废弃物的采样点最低。说明示巴制革可能对环境造成污染。14、16

土壤铬浓度

下游铬浓度较高，平均值为32.18±0.70;而较低的值在上游测量，值为20.45±1.89(图3â€' 1)。铬浓度在上下游土壤位点之间存在显著差异(p<0.001)，而在其土壤深度之间没有显著差异(图3â€' 1)。说明皮革工业铬污染对土壤的贡献可能较大。此外，上游土壤铬含量高于天然土壤;这可能是选定的栽培地点在乌鲁镇。^11,14

图1：分别显示水和土壤中的铬浓度 点击这里查看图

蔬菜中的铬浓度

在下游培养的蔬菜中测量较高的铬浓度，而在上游记录下游的铬生物累积（图3-2）。最高铬生物累积物被记录在根可食用蔬菜中，而最低的是果实食用蔬菜（图3的2）。上游培养的蔬菜中铬浓度的平均值为1.76±0.68和下游3.19±1.60。蔬菜的铬生物累积在上下游部位（P <0.05）之间存在显着差异（P <0.05），其可食用类型中的生物累积显着不同（P <0.005）（图3-2）。在另一边，这些蔬菜种类中没有显着差异。因此，在下游记录了高铬生物积累浓度，并且可能是皮革行业废弃环境的贡献。^11,14

示巴皮革工业废水处理效率评价

pH, DO，温度，BOD_5.COD参数分别为8.40、2.15mg/l、27^o分别为373mg/l和637.5mg/l。pH值在进水和出水之间有显著差异(p<0.01)，但在温度上无显著差异。其他非正态分布参数Cr、EC、TDS、BOD采用Kruskal-Wallis检验_5.， COD、DO差异显著(p<0.05)。污水处理厂的出水EC、TDS和铬浓度均高于标准，表明污水处理厂对这些参数的处理是有限的。^12,16

评估最低的铬生物累积蔬菜

本研究的主要目的是鉴定仅在食用部分具有最低铬积累量的蔬菜。在这两个地点，铬的生物积累结果在根食用中最高，在水果食用蔬菜中最低(图3â€' 2)。铬在根中的生物积累有时比枝条和果实高100倍。^17.此外，铬的生物积累量在胡萝卜中最高，在玉米中最低(图3‒2)。铬在蔬菜不同可食部位的生物积累能力排序为根>茎>叶>果，因为铬在蔬菜不同可食部位存在自然转运防御。^18.根据前人的研究，根和根部的细胞壁中铬含量最高，其中根的细胞壁部分铬含量最高(83.2%)。^19.一般来说,在这项研究中蔬菜的铬生物体内积累顺序是根食用>叶食用>水果食用,食用部分从土壤部分的长度增加,这可能是增加了天然的屏障,可以记录最低铬生物体内积累能力(图3一个€2)。^18.

图2分别显示了食用蔬菜和蔬菜中铬的含量 点击这里查看图

结论和建议

结论

Sheba皮革行业对环境的影响，对Wukro灌溉区的灌溉水，土壤和蔬菜造成了贡献。皮革行业废水处理厂的效率仅限于一些参数，如EC，TDS和铬。在植物样品中被记录在根可食用蔬菜中的最高铬浓度，而在果实食用蔬菜中发现了最低的铬生物累积。最低的铬生物积累蔬菜在玉米中，并分别以水果和根可食用蔬菜的胡萝卜测量最高。

建议书

• 严禁在皮革工业下游种植根、叶类食用蔬菜。
• 示巴皮革工业废水处理厂的效率在某些参数上受到限制;它建议与政府、大学和其他组织合作来解决问题。
• Sheba皮革行业可能对环境有贡献，因此联邦和区域环境保护当局必须加强其监管。
• 联邦和地区环境保护当局必须严格执行环境法，以控制制革厂和其他工业废物的不当产生。
• 埃塞俄比亚环境保护局对制革废料没有制定明确的环境标准。因此，应该制定、传播和执行这个标准。
• 建议进一步研究蔬菜中铬的生物积累，包括示巴皮革工业、灌区及相关行业的土壤理化特性和性质。

确认

我要感谢阿迪格拉特大学在财政和物质上的支持。感谢谢巴皮革行业的员工(特别是生产部经理G/meskel G/yohans先生的善意和建设性建议)。我需要感谢埃扎纳分析实验室，Mekelle, Tigray，埃塞俄比亚，他们在样品分析方面的帮助。我感谢Shivraj Sahai博士的建设性评论和对论文的编辑。最后特别感谢我的同事G/Mariam G/her先生和Alem Mezgebo先生，这是一个很好的机会与他们一起进行实地样本收集和统计数据分析信息分享。

资金

提交人收到了Adigrat University的财政支持。

利益冲突

作者之间没有任何利益冲突。

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