当前的世界环境

介绍

最近，地下水已成为印度新鲜水源的最重要来源，可通过61％的净灌溉所证明和该国地下水的灌溉作物生产的60％除此之外，印度还有80%的农村和50%的城市和工业需求。¹因此，在过去的四十年里，印度干旱和半干旱地区对地下水的依赖增加，以及灌溉用水的畅通无阻，完全减少了含水层。²另一方面，地下水污染的发生是相当肯定的，因为地下水中存在着可忽略的和不受欢迎的成分，污染物或毒素，通过各种人为活动，如现场卫生系统，污水处理厂的污水，滴水的下水道，加油站，垃圾填埋场，或者在种植过程中，除了使用天然的砷或氟化物外，还过度使用化肥。垃圾填埋场和/或露天倾倒场是世界各地处理都市固体废物的普遍做法^3.由于相对低成本的受累和低技术要求。^4.根据一项研究，^5.全球的倾倒总量约为每年13亿吨，预计到2025年将增加到每年约22亿吨。此外，据报道，印度各地的地铁和一级城市每天分别产生约3万吨和5万吨垃圾。

另外，从这些固体废物倾倒场及其周围地区逐渐产生的渗滤液污染地下水的可能性和潜力也更大^6-14因为它们可能已将有机和无机物质装载为它们的分解副产品。^15,16.这有助于在雨季期间的地表水污染，然后是地下水污染，主要是由于渗滤液的渗透导致，由于世界各地的主要城市/国家倾销。^17、18由危险物质构成的城市/商业和工业固体废物，可增加由渗滤液和填埋气体产生的健康危害¹⁹本地用户（带孩子更容易受到影响）和自然环境^20.以及社会福祉。因此，近年来若干研究的吸引力，渗滤液对表面和地面水的影响。^{21 - 26}详尽的分析是达成可持续和可能的解决方案以减轻固体废物处置造成的地下水污染的先决条件。这包括废物处理方法、渗滤液和地下水质量的特征、地下水流动、岩性变化和污染物运输模型、依赖受污染水的人们的健康和社会问题等。²⁷如果垃圾填埋场的渗滤液没有进行系统和科学的收集、处理和安全的处置，它可能会穿透土壤到达地下含水层，成为地下水和地表水资源的主要污染源。这要求严格执行行动计划，以保护地表水和地下水不受露天垃圾场/填埋场渗漏的渗滤液污染。因此，本研究集中于卡纳塔克邦班加罗尔东塔鲁克的Mandur废弃垃圾填埋场的渗滤液特征及其对地下水质量的影响。

研究区

Mandur村是印度卡纳塔克邦班加罗尔市区班加罗尔东Tehsil的一部分，位于15公里外的分区总部班加罗尔东，以及区总部班加罗尔。Mandur村的总地理面积为527.07公顷，地理位置为13.0829°N和77.7381°e。根据2011年人口普查，Mandur村总人口为2295人，其中1170人为男性，1125人为女性。Mandur村大约有533户人家。与卡纳塔克邦相比，曼杜尔村的识字率更高。2011年，曼德尔村的识字率为82.16%，而卡纳塔克邦的识字率为75.36%。在曼都尔，男性识字率为88.86%，而女性识字率为75.23%。
Mandur垃圾填埋场网站在Mandur村和垃圾倾销中展开了超过135亩，2008年开始倾销，倾销1^圣2014年12月在2014年村民和环保主义者抗议之后。总体而言，倾倒网站几乎活跃六年，在此期间收到1,800吨垃圾的倾销，每天在班加罗尔市每天产生〜4,000吨废物。

图1:显示地下水和垃圾场位置的研究区域图 点击此处查看数字

除了豆类如克兰和土尔豆，油籽如向日葵和落花生，以及各种水果和蔬菜，水稻、拉吉、乔瓦、巴杰拉、玉米和小麦等主要作物也在该地区种植。除季风前阵雨外，大部分降水是由西南季候风和东北季候风造成的。总体而言，地区气候条件为热湿半干旱，平均气温为~ 23.1ËšC。班加罗尔东塔鲁克经历了大约911毫米的年和季节正常降雨量。²⁸红色壤土和沙质土壤主要见于Mandur村。花岗质和半岛片麻岩类型的岩石在市区的主要含水层下面。在风化带、裂隙和节理岩石设施中，可以分别在潜水/非承压条件和半承压条件下看到地下水;其深度在河谷中较深，浅井可达30米。地下水运动的发生和对含水层的补给主要受裂缝形态及其风化程度、地质形态设置和降雨量等因素的控制。根据CGWB(2012)的报告，班加罗尔东塔鲁克地区季风前和季风后的水位分别在5-10兆加仑和2-5兆加仑之间变化。

方法

初步调查是为了识别垃圾填埋场地区周围的抽样点。总共27个地下水样本从Mandur，Hittarahalli，Thiramahalli，Budigere Gate，Bidarahala，Gundur，Huskur，Shringurapura等地购买了曼德尔，Hittarahalli，Thiramahalli，Budigere Gate，Bidarahalli;在2018年4月（图1）下的Mandur Gram Panchayath下降。标准APHA方法²⁹在收集、保存和运送地下水和渗滤液样本到实验室的过程中使用。通过分析渗滤液和地下水的理化特性，评价渗滤液和地下水的水质;使用HACH HQ30d多参数工具包在现场评估pH、总溶解固体、电导率等现场参数。钠、钾的测定采用火焰光度法(Systronics-128模型)。用滴定法测定了总硬度、总碱度、钙、镁、碳酸氢盐和氯化物等参数。所以_4.,没有_3.和PO_4.通过可见分光光度计（SL-171模型）分光光度法分析。通过使用HACH DR / 890色度计通过SPADN的方法分析氟化物。用于地下水和渗滤液样品的物理化学分析的标准方法的细节以及BIS饮用水限制^30.并且通过计算SAR，钠和RSC值等参数来评估分析结果。进一步，通过计算SAR，百分比和RSC值等参数来评估地下水的灌溉质量。使用Minitab V15软件执行相关和集群分析等统计分析。

结果与讨论

接地水样的分析结果呈现在表1中。同时，还进行了相关性分析，以建立分析参数与变量之间的关系（表2）。

研究区pH值介于6.4 - 8.9之间，平均值为7.5，而渗滤液pH值为8.4。渗滤液的碱性是反映排土场成熟度的指标。³¹4个地下水样品pH值高于BIS标准限值6.5-8.5,1个样品pH值低于BIS标准限值。在本研究中，pH值与碱度、碳酸氢盐和氟化物直接相关，因为这些参数的高浓度会导致pH值的增加_3.是一种碱性缓冲物质，发现在牙石，它间接影响氟化物在地下水，导致水变成碱性条件。

地下水的电导率为290 ~ 1870µS/cm(平均值853.7µS/cm)，渗滤液样品的电导率为5160µS/cm。7个地下水样品的电导率高于1000µS/cm。地下水含盐量高，导致电导率值增大。电导率与TDS、总硬度、Ca、Mg、Cl、碱度、HCO直接相关^-_3.K⁺,阿宝_4.^{3 -}所以^-_4.(表2)水中电导率(即盐浓度)异常高的原因是阳离子和阴离子(如钾、氯、钠、硫酸盐、硝酸盐等)含量高。在本研究中，阳离子和阴离子与电导率有很强的相关性，显示出良好的相互关系。

研究区9个地下水样品的总溶解固体含量从185.6 mg/L增加到1196.8 mg/L(平均值546.4 mg/L)，超过BIS要求的500 mg/L。渗滤液样品的TDS值非常高，为3302.4 mg/L。总溶解固体与TH、Ca、Mg、Cl、碱度、HCO相关_3.K⁺所以^-_4.（表2）。地下水中的高无机离子的存在导致TDS值。含水层中盐和岩石​​结构的目的是地下水中所有无机盐和离子浓度进入的主要来源。

总硬度值(即110至700 mg/L;平均值:302.6 mg/L)， 4个地下水样品超过BIS标准限值600 mg/L，渗滤液样品超过BIS标准限值1994 mg/L左右。总硬度与Ca、Mg、碱度、HCO直接相关^-_3.K⁺所以^-_4.地下水中的内容（表2）。无机盐和阳离子浓度是地下水中硬度的主要来源。主要Ca和Mg离子在地下水中形成复合物，导致水中的盐浓度增加。碳酸氢盐，k⁺， 所以^€”_4.是地下水硬度的主要来源。总碱度value vary from 30 to 320 mg/L (mean: 137.4 mg/L) in groundwater samples against 1570 mg/L in the leachate sample. Alkalinity is correlated with Bicarbonates, K⁺,阿宝_4.^{3 -}所以_4.^-（表2）。除了有机质的生物降解过程之外，碱度主要由碳酸盐，碳酸氢盐和羟基引起的有机质的生物降解过程，有助于大量碳酸氢盐和不碱性。

钙和镁的浓度分别在24.0到172.0 mg/l(平均值:71.8 mg/l)和5.6到84.2 mg/l(平均值:30.0 mg/l)之间变化。渗滤液中钙和镁的浓度分别为464和203.5 mg/L。钙和镁的浓度都与碱度HCO直接相关_3.^-_那Cl,阿宝_4.^{3 -}那K.⁺， 所以_4.^-(表2)渗滤液中钠和钾的浓度分别为14.0至441.5 mg/L(平均值:50.1 mg/L)和0.6至5.8 mg/L(平均值:2.3 mg/L)，而钠(即213.96 mg/L)和钾(即220.62 mg/L)含量较高。钠含量与水中SAR值和%钠含量直接相关。钠离子吸收比和钠离子百分率是灌溉水中钠离子危害的相对比例，钠离子容易被粘土颗粒吸附，使镁离子脱落^２＋和加利福尼亚州^２＋在它们中，最终缩小土壤渗透率以及内部排水不足。

氯化物和碳酸氢盐的浓度分别为30.6 ~ 265.4 mg/L(平均值:109.7 mg/L)和36.6 ~ 390.4 mg/L(平均值:167.6 mg/L)。在渗滤液样品中，这些参数的浓度分别为1570和1915.4 mg/L。氯和K直接相关⁺所以^-_4.氟化物水平为BDL - 0.3 mg/L(平均值:0.1 mg/L)，磷酸盐水平为0.3 - 1.5 mg/L(平均值:0.7 mg/L)。渗滤液中磷酸盐含量为297.21 mg/L，硫酸盐含量为226.51 mg/L。硝酸盐浓度范围为5.1 ~ 84.3 mg/L(平均值为61.8 mg/L)，高于45 mg/L的样品有22个。渗滤液中硝酸盐含量较高，为106.45 mg/L。地下水硫酸盐浓度范围为4.9 ~ 105.4 mg/L，平均值为45.9 mg/L。

表1:使用的分析方法，BIS标准限值和分析理化参数的描述性统计

表2：使用地下水分析数据的相关矩阵分析输出 点击此处查看表格

聚类分析

将地下水和渗滤液样品分析后的所有参数输入统计软件，构建树状图。聚类分析得到三个聚类，如图所示2、将来源相似的样本归为同一类。

在簇1中，最高百分比的样品（viz，66.67％），钙（平均值：106mg / L）和钠（平均值：22.4mg / L）是优势阳离子，碳酸氢盐（平均值：122mg /l）和氯化物（平均值：30.62mg / L）是主要阴离子。该簇中的平均硝酸盐浓度被发现为79.84mg / L，而平均总硬度值为332.8mg / L.或者，发现该簇的EC和TDS值的平均值为966.7μs/ cm和618.7 mg / L.

在样本百分比第二高的Cluster 2(即29.63%，不包括渗滤液样本)中，以钙(平均值:52.3 mg/l)和钠(平均值:29.5 mg/l)为主要阳离子，以碳酸氢盐(平均值:215 mg/l)和氯化物(平均值:63.8 mg/l)为主要阴离子。聚类中硝酸盐的平均浓度为49.8 mg/L，总硬度值为235.0 mg/L。EC和TDS的平均值分别为655.0µS/cm和419.2 mg/L。

只有一个样本的聚类3(3.70%)的主要阳离子和阴离子的趋势相似。阳离子以钙(平均值106.0 mg/l)和钠(平均值22.74 mg/l)为主，阴离子以碳酸氢盐(平均值122 mg/l)和氯化物(平均值30.62 mg/l)为主。聚类中硝酸盐的平均浓度为79.84 mg/L，总硬度值为300 mg/L。EC和TDS的平均值分别为410µS/cm和262.4 mg/L。

从树突状图和离子饼图(图2)可以明显看出，聚类1下的样品与聚类2和3下的样品相比，地下水质量恶化。尽管聚类2下的地下水样品与渗滤液样品之间存在相关性，但从分析结果来看，这些样品的地下水质量受影响不大，说明渗滤液对地下水质量的影响尚不可知。

图2：显示样品簇之间的离子浓度分布的树枝图 点击此处查看数字

地下水的适用性

通过计算地下水的钠吸收比(SAR)、钠和残余碳酸钠百分比(RSC)来评价地下水的灌溉适宜性。结果如表1所示。所有样品的SAR值均小于10³²除样品S25外，其余样品均为优良灌溉(图3)。RSC价值也表现出地下水样品是否适合灌溉,这些值是小于1.25毫克当量/ L(图3)。此外,地下水的分布样本根据钠百分比图4所示,所有的样品都属于安全类伊顿的分类的基础上,³³除样本S25外。

图3:地下水样品中SAR和RSC的分布 点击此处查看数字

图4:地下水样品钠含量百分比分布 点击此处查看数字

结论

正常村地下水样本的分析结果表明，由于存在较高浓度的一些参数（viz，pH，电导率，TH，TDS和NO，一些样品不适合饮用。_3.)超过BIS规定的容许限额。^30.还观察到大多数地下水样品中的硝酸盐水平略高于45 mg / L的允许极限，可能是渗滤液渗滤的影响。但是，地下水可用于农业实践，如SAR，RSC和钠百分比所示的灌溉质量参数所揭示的。为了克服地下水的饮用目的不适用的问题，通过雨水收集方法的地下水的人工再充电可以减少周边地区地下水的污染水平。此外，统计分析如聚类分析表明，研究区域中存在渗滤液和少量地水样品之间的相互作用。尽管如此，与在渗滤液样品中分析的参数相比，分析的地下水样品的水质不太受到各种参数的平均浓度的影响。应鼓励对地下水进行定期监测，以避免可能的污染食品和饮用水。在使用饮用目的之前，还建议去除过量浓度，以克服该地区的水资源稀缺。

承认

作者承认班加罗尔大学环境科学系，为期延长的实验室设施和支持。

资金

作者(s)没有获得研究、作者身份和/或发表本文的财政支持。

利益冲突

作者承认班加罗尔大学环境科学系，为期延长的实验室设施和支持。

参考

1. 印度的水资源和气候变化的影响。Jalvigyan Sameeksha， 22: 2007, 157-176。
2. CGWB。2009.2009-10年印度地下水情景;中央地下水委员会，Faridabad, MoWR, GoI，第1 - 46页。
3. Nagendran, R.， Selvam, A.， Joseph K.， Chiemchaisri, C. 2006。城市固体废物填埋场和倾倒场的植物修复与修复:简要综述。废物管理,26,1357-1369。
4. Vaverkova, 2019年。垃圾填埋对环境的影响。地球科学，9,431;DOI：10.3390 / Geosciences9100431。
5. Daniel Hoornweg和Perinazbhada-tata。2012.浪费是什么：全球对固体废物管理的审查。工作银行 - 城市发展系列号15，PP 116。
6. Fatta，D.，Papadopoulos，A。，Loizidou，M.，1999年。垃圾渗滤液研究及其对大面积地下水质量的影响。环绕。Geochem。健康21岁,175 - 190。
7. 田,Y.J挂r.h.合著,杨,H,周,H.Y, Li D.T, 2005。海岸废物网址landï -ll的渗滤液对地下水系统的污染。环绕。圣尼特。英格13 1 - 5。
8. 马祖奎，马穆，a.b.， 2006。倾倒场对环境的影响:以突尼斯突尼斯的Henchir El Yahoudia垃圾场为例。Compt。Rendus Geosci., 338, 1176 - 1183。
9. GAO，H.Q.，FAN，Y.E.，Ding，W.P.，Wang，X.L.，2009。日常固体废物Land = LL的地下水污染研究。水资源。prot，25,61-64。
10. Y.K Alslaibi, T.M Mogheir, Ai¬我¬,S。,2011年。城市垃圾渗滤液地下水水质评价。j .包围。科学。抛光工艺4, 419 - 436。
11. Azims，M.D.，Mahabubur，R.m.，Riaz，H.K..，2011年。地区Ll型站点产生的渗滤液特征及周边地区地下水污染的可能性和地下水污染的特征：一个案例研究Matuail Landï网站，Dhaka网站。j .孟加拉国阿德莱德大学。SCI., 35岁,153 - 160。
12. Akinbile，C.O.，2012. LandïLL对尼日利亚地下水素质和农业土壤的环境影响。土壤水分Res，7,18-26。
13. Regadío, M.， Ruiz, a.i.，和Soto, i.s.， 2012。旧控制系统污染概况及理化参数。浪费等，32,482-497。
14. Smahi，D.，Hammoumi，O.。和Fekri，A.，2013年。评估Land = LL对地下水质量的影响：以摩洛哥卡萨布兰卡卡萨布兰卡的案例研究。J.水重新。prot，5,440-445。
15. 卡尔沃F，莫雷诺B, Zamorano M和Szanto M 2005。城市垃圾填埋场环境诊断方法。废物管理, 25768 - 779。
16. Magda M. Abd El-Salam, Gaber I. Abu-Zuid。2015.填埋场渗滤液对地下水质量的影响:以埃及为例。J. Advanced Res, 6(4), 579 - 586。
17. LO，I. M. C. 1996.国内垃圾填埋场渗滤液的特点和治疗。环境国际, 22岁,433 - 442。
18. Mor, S.， Ravindra, K.， Dahiya, R. P.， and Chandra, A.(2006)。城市固体垃圾填埋场附近渗滤液特征及地下水污染评价。Env。Monit和Assesst, 118, 435 - 456。
19. eRses as，fazal ma，onaya tt和craig，w.h.2005.垃圾填埋场选定重金属的固体废物吸附能力的测定。j危险母体B121, 223 - 232。
20. Esakku S.，Karthikeyan O.P.，Joseph K.，Nagendran R.，Palanivelu K.，Palanivelu K.，P.M.N.，Karunarathna A.K.和Basnayake B. F. A. 2007.印度市政固体废物垃圾场的渗滤液特征季节性变化。可持续固体废物管理国际会议论文集。金奈,印度341-347。
21. Flyhammar，P. 1995年，活动瑞典市政垃圾填埋场渗滤液质量和环境影响：R.Cossu，H.T. Christensen和R. Stegmann（EDS）法规，环境影响和追踪者。诉讼撒丁岛95，第五届国际垃圾填埋场研讨会，卷。III，撒丁岛，意大利，PP。549-557。
22. De Rosa，E.，Rubel，D.，Tudino，M.，Viale，A.和R.J.Lombardo，1996。连接到地下水的旧废物倾卸液的渗滤液组成：填海工程的影响。环绕。Monit。评估，40（3），239-252。
23. J. B.克里斯滕森，D. L.詹森，C. Gron, Z. Filip和T. H.克里斯滕森，1998。垃圾渗滤液污染地下水中溶解有机碳的特征，水res.，32,125-135。
24. 松斯，作案手法，a·帕里奥和m·本西蒙，1999年。利用无机微量元素对填埋场地下污染进行检测与表征。水,33岁,3609 - 3616。
25. 阿布-鲁卡，Y.和O. Al- Kofahi, 2001。垃圾填埋场渗滤液对地下水水质影响的评估——一个案例研究。约旦北部的El-Akader垃圾填埋场干旱环境，49,615-630。
26. Saarea，J.，2003.三个封闭式垃圾填埋场表面部分的试验调查和影响它们的因素。环绕。Monit。评估，84,183-192。
27. Bashir MJK，Isa MH，Kutty SRM，Apdul Azizh H，Mohajeri S. 2009.电化学氧化的垃圾渗滤液处理。废物管理, 29岁,2534 - 2541。
28. CGWB（2012）。中央地面水板：地面水信息小册子 - 班加罗尔市区，卡纳塔克，西南地区，班加罗尔，印度政府，水资源部。
29. APHA。2012.水和废水检验的标准方法，22^nd版。华盛顿:美国公共卫生协会。
30. BIS，2012.印度标准局 - BIS：10500-2012。饮用水规格。新德里：第二次修订。印度政府。
31. Jorstad LB, Jankowski J，和Acworth R.I. 2004。垃圾场渗滤液污染的含水层中无机成分的分布分析:澳大利亚悉尼Astrolabe公园。Env。地质, 46岁,263 - 272。
32. Todd，D. K. 1959.地下水水文。约翰瓦里和儿子。P.535。
33. 伊顿FM 1950.碳酸盐在灌溉水域中的意义。土壤SCI, 69, 127 - 128。