当前世界环境

介绍

水是一种主要的资源，它的有效利用和管理被认为对日益增长的人口的未来需求非常重要。水的质量和数量非常重要，特别是在农村地区。水质具有多种理化参数的特征，受风化、水源、污染类型、季节波动等多种自然和人为因素的影响，造成不同的变化。工业部门的巨大变化和增长一方面造福于人类，另一方面也造福于进步，人们对每个环境领域的污染负荷负担越来越关注。环境的改变可能对世界上的生物组织构成巨大的威胁。制浆造纸工业被认为是污染严重的工业之一，制浆造纸过程消耗大量的水。大约消耗250-300米^3.每吨纸张生产的水很快就会巨大。由于毒性污水直接放电，水和土壤系统的风险较高，这使得水和土壤不适合饮用和灌溉目的。此外，住在附近周围地区的人们更容易发生长期健康危害。到目前为止，该领域的任何调查员都没有严重的尝试，并且在该领域进行了探讨了造纸厂的影响，采用广泛的资源，并有助于周边地区的最大污染负荷。考虑到纸浆和造纸工业的长期不利影响，研究工作是由于纸轧厂周边地区的纸磨流水，Telangana造成的造纸厂流出物的影响，研究工作已经开始了解水质的确切状态。

研究区

Sirpur-Kaghaznagar位于泰伦加纳东部，是Adilabad地区的一部分，是一个小镇。它位于19.33330 N-79.48330 E(图1)之间，该地区的平均海拔为174米(574英尺)。总研究面积为59.6平方英尺。公里。该地区与马哈拉施特拉邦的Yeotmal和Chandrapur地区接壤，东部与Chandrapur地区接壤，南部与Karimnagar和Nizamabad地区接壤，西部与马哈拉施特拉邦的nandd地区接壤。根据2011年的人口普查，Sirpur-Kaghaznagar地区的人口为57,583人。研究区接收的水来自戈达瓦里河的一条支流巴底瓦古河。研究区土壤类型主要为产自围岩的红壤土和主要产自玄武岩的黑棉土。这个地区的气候通常很热，最高可达46度⁰C夏天期间。通常，kaghaznagar地区的降雨量约为1094毫米，在此期间，它记录了861.4毫米的降雨，地质上该地区代表了包括粗糙，集团和冰天王龄的砂岩的树脂形成。砂岩，石灰石和苏拉瓦的页岩属于沉积原因，但由于它们的表现如晶体岩石和含水层，因此由于耐候性和压裂而形成。研究区域中的水通常在浅亚表面含水层和饱和区的深层含水层中发现。在季风前观察到的水位差异在地面下方0.22-31.25米，后季隆记录0.3-17.15米。

图一:研究区位置图 点击此处查看数字

材料和方法

Groundwater samples were collected individually from water locations including boreholes and dug wells in acid cleaned high-density 1-liter linear polythene sampling bottles with strict adherence to the sampling protocols between 7 A.M to 9.A.M as described by American Public Health Association (APHA 2012). 24 water sampling stations were randomly fixed, covering an extended area of 59 km²Sirpur-Kaghaznagar。一年中每个月进行两次采样，即2011年3月(季风前)和2012年2月(季风后)。按照规定的指导方针，在实验室中对采集的样本进行分析。废水采样使用2.5升大小的聚乙烯瓶，用盐酸清洗，再用蒸馏水清洗，然后收集废水。小心翼翼地用石蜡密封样品瓶，并极为小心地转移到实验室。收集的废水样品保存在- 4⁰C终止化学反应，并采用标准方案对样品的化学性质进行表征。

结果与讨论:(流出特性）

温度和pH.

温度在化学反应中起重要作用，提高废水的蒸发速率使其不适合灌溉（Metcalf和Eddy 2003）的有益用途。记录的温度范围为30至32⁰C为2011-2012年的平均值31±1的平均值。pH：流出物的酸度和碱度取决于纸张制造中使用的各种化学品。原始流出物的pH值范围为8.1至8.9，平均值为2011-2012年8.5±0.4。添加苛性钠以获得制浆过程中的颜色和漂白剂是增强碱度（表1）的原因，此外，该碱性化合物在反应后产生更多数量的羟基离子，并将pH加入更多碱性（Pooja Tripathiet al .,2013)。较高的pH值表明由于污水暴露而产生盐积累(Saravana Sundaram)et al .,2014）.电导率和总溶解固体:2011-2012年的电导率记录值为2120 - 2280µmhos/cm，算术平均值为2200±80，超过了表明造纸工业有机废物和盐的积累的BIS限值(表1)。我们的样本结果与其他研究人员的研究相匹配(Surabhi Yadav和Nidhi Yadav 2014和Reddyet al .,2013)。原始流出物的TDS从980〜1289 mg / L的平均值为1134.5±154.5（表1）。TDS的高值可能是由于流出物中存在的最大氯木质素化合物的溶解，这将为人类产生问题和疾病。结果证实了（Giriet al .,2014年)，被发现超出了国际清算银行的限制。

BOD和COD.

造纸磨流出物的BOD和COD值在150至188mg / L和1090至1155mg / L之间，平均值为169.0±19和1122.50±32.50（表1）。确切地表明造纸磨流出物的化学成分，然而BOD和COD高，含有木质素及其衍生物，包括氯化化合物，乙酸，甲酸，硫化合物（Jukkaet al .,1994年）。造纸工业采用大量的有机材料，特定化合物意味着过量的污染水平。造纸厂流出物，具有实质性BOD和低水平的氧含量改变大多数动物的代谢。（Sawyer CC和MC Carty 1978），而高COD水平表明废水的有毒状态随着生物抗性有机物质的存在。结果与（Anju Bhatnagar 2015）一致，其中BOD和COD的值高于允许的限制。悬浮的固体和碱度：悬浮固体的数量为180-225mg / L的范围为202.5±22.5的平均值（表1）。碱度：碱度值在252.0至485.0 mg / L之间，平均值为2011-2012年的平均值368.5±116.5（表1）。微生物活性降解了有机物质并在水中形成碳酸盐和碳酸氢盐。碱度没有显示出任何有害效果，但废水中存在的碳酸氢盐可以从CAF中释放氟化物₂存在于土壤中的沉淀的Caco_3.^-由于半干旱气候引起的蒸散率高（Keshav Deshmukh，2013）。

氯化物和硫酸盐

2011-2012年，出水氯化物含量在302 - 325 mg/L之间变化，算术平均值为313.5±11.5，见表1。在研究区域，主要的氯化物来源是造纸厂本身，在制浆过程中使用了过量的氯化物。然而，氯化物值在BIS为灌溉规定的限值内。污水中的硫酸盐浓度在1050 - 1075 mg/L之间，2011-2012年的平均值为1062.5±12.5(表1)，远远高于BIS的灌溉限值。废水中的微量元素和重金属(Zn、Fe、Cu、Cd、Ni和Pb):锌浓度的研究区2011年- 2102年介于2.01到2.30 mg / L之间的平均2.15±0.14 Pb含量介于2.0到2.2 mg / L之间的平均值2.1±0.1,倪季节观察到的值都为3.0到3.1 mg / L平均值为3.05±0.05,研究期间Cu值变化范围为3.0 ~ 3.2 mg/L，平均值为3.1±0.1，铁含量的原始从造纸厂废水记录2011 - 2012年的3.0到3.5 mg / L平均值为3.25±0.25和Cd值范围为1.0到1.2 mg / L值平均为1.1±0.1 2011年- 2012年从Sirpur-Kaghaznagar镇中描述(怎么)。结果表明:灌溉水中镉、铜、铁含量均高于BIS标准，反映了造纸厂废水的毒性。调查结果证实了库马尔的观点et al .,2015年和塔里克et al .,2006）。

表1：Sirpur-Kaghaznagar镇的造纸磨流出特性的相似性程度。

注意：除pH＆EC外，所有值都处于Mg / L，值为12个采样站的平均值±SD。

表2:从Sirpur-Kaghaznagar地区采集的地下水样品的物理化学成分总结

注意：除pH和EC外，所有值都在mg / l中。所有值都是24个采样站的平均值±SD。

地下水的物理化学特征

ph

根据世卫组织，正常的pH值为6.5至8.5。在目前在Sirpur-Kaghaznagar镇阿迪里巴德区进行的研究中，Telangana在2011-2012年的平均值为8.83±0.07（表2）的平均值。与在季风季节中记录的值相比，观察到pH值较少。在季节期间观察到的平均pH值为8.84±0.06和8.83±0.07（表3）。对于两种季节的研究区域的pH变异如（图2）所示，大多数碱性，升高的pH值可能是由于与地下水位和农业溢流的界面。我们的研究区域的结果与（Singh）的观察结果类似et al .,2014年和Pichaiah，et al .,2013)。

图2:显示前季风季节和后季风季节pH变化的等高线图。 点击此处查看数字

电导率

它在2250±2280μmHOS/ cm之间，平均值为2011-2012的平均值为2265.0±15.0（表2）。季节在电导率值中的季节性波动变化在2270±10和2259±9.0μmHOS/ cm中，并描绘（表3）。EC浓度的时空变化显示在（图3）在季风季节的样品站1和3（Pedaavagu＆Burdaga）的样品站1和3（Pedaavagu＆Burdaguda）中记录的最低值，而最高值在样品站20中记录（Sardar Basthi）在季风季节。地下水中过量溶解的有机和无机盐增加了电导率。目前的结果与（yeole和Shrivastava 2013; pichaiah，et al .,2013;Keshav德斯穆克,2013)。

图3：在季风季节和季风季节期间，表现出EC的变化的轮廓图。 点击此处查看数字

总溶解固体（TDS）

地下水中观察到的升高值可能是由于碳酸氢盐，碳酸盐，硫酸盐，氯化物，硝酸盐，钙，镁，钠，钾和一些重金属等溶解固体。通常，由于岩石，表面径流，大气沉积和人为活动的风化或崩解，水中的主要离子存在。在高降雨区中的TDS含量可能低于20mg / l，在一些沙漠盐水中可能超过100000毫克/升（下摆1985）。根据印度标准，500 mg / L是所需的可取性范围，最高限额为2000 mg / L.TDS在1972±2005 mg / L之间的范围内，其平均值为1988.50±16.50年度2011年-2012代表（表2）。两种赛季的分析表明了在季风前的TDS高值，并在季后季季节降低了值。季风前期和季风期间的平均TDS值分别为2011-2012期间的1993±12.0和1986±14.0 mg / L（表3）。（图4）所示的地下水中的TDS值表明在Vijay Basthi和Ram Mandir领域的季风季节中的TDS更高的TDS值，反映了造纸工业的影响和在研究区域的工业污水的不当治疗．通过（Bamakanta，et al .,2013年）关于JK造纸厂的水质也发现了类似的观察类型。还有调查结果涉及（Patil和Patil，2011年的观察结果; Srinivaset al .,2000）。

图4:显示前季风季节和后季风季节TDS变化的等高线图。 点击此处查看数字

生物需氧量（BOD）

它是最常用的参数，代表可降解有机废物的定量指标，衡量污水的强度。2011-2012年研究期间的BOD范围为4 - 8.32 mg/L，平均值为6.16±2.16 mg/L(表2)。在研究期间，BOD值呈现中度波动的季节性变化。2011-2012年季风前和季风后的BOD分别为6.28±2.03和6.05±2.05 mg/L，见表3。两个季节的BOD变化如图5所示。在季风前和季风后季节的样本中，分别有66%和41%的样本超过了世界卫生组织所提到的适宜阈值。世界卫生组织允许的生化需氧量限值为5 mg/L，类似的研究报告由(Surendra Kumar Yadav, 2006;阿卜杜et al .,2010;Kesalkar.et al .,2012;吉里et al .,2014）.

图5：在季风和季风季节季节中显示致密变化的轮廓图。 点击此处查看数字

化学需氧量(COD)

有效的方法来确定污水容量和测量氧化有机物所需的氧气量。(Mc Cuaig bet al .,1974）。一些工业废物没有响应BOD试验，然后通过COD容易发现这种废物的污染强度。升高的BOD值代表了有机材料的过量使用以及其他悬浮和胶体杂质。鳕鱼的浓度记录为107.0至123.50 mg / L，平均平均平均值为115.25±8.25 mg / l，用于2011-2012的研究期间（表2）所示。观察到的2011-2012年度COD值的季节变化为116.75±6.75和114.5±7.50 mg / L用于季风和季风后期（表3.）（图6）显示了COD值的变化。鳕鱼的最大规定限值是饮用水的4mg / L.目前的调查结果归因于（ABDOet al .,2010;吉里et al .,2014）.

图6:前季风和后季风季节的COD变化等高线图。 点击此处查看数字

溶解氧气（DO）

暗示可用水中存在的氧气水平。最佳溶解氧水平取决于水中的空气和光合活性（Yodsanti和Srisatit，2009）。DO的饱和值从8.0变化为8.0至15.0 mg / L.减少的确实导致鱼类死亡率增加，并指定水源受到有机污染物的高度污染。在该研究期间，BOD显示与COD的阳性相关性，该鳕鱼由来自固体的径流表示有机污染。来自造纸工业的木质素，有机物和有毒物质的可用性消耗更多的氧气并减少DO水平（SENTHIL KUMARet al .,2011）。研究区的浓度范围为3.3至6.71 mg / L，平均为2011-2012年的5.0±1.70 mg / L（表2）。季节性变化（季风和季隆前）的数据也报告为5.11±1.60;和4.95±1.65 mg / L（表3）无论是谁为5.0 mg / L.的标准限制。DO浓度的变化显示在（图7）中。在季风前50％的样品中的50％和季风季节季节的54％的季节具有比标准限制更少。

碳酸盐和碳酸氢盐

与参数有关的值清楚地示于（表2）和（表3）中，并在（图8）和（图9）中描绘。

氯化物

Sirpur-Kaghaznagar区域的氯化物含量的值报告的690.0至710.0 mg / L的范围，平均值为2011-2012（表）的年度为700.0±10.0。在季隆前氯化物含量的平均值和季铵末期的平均值分别在2011-2012的研究期间分别为700.0±10.0和696.0±6.0 mg / L，并被发现是比双倍可接受的限制更高。但是，它们在BIS允许的限制范围内。在Vijay Basthi和Ram Mandir面积上发现了高浓度的氯化物，如（图10）所示，它非常靠近造纸工业。

图7:显示前季风和后季风季节DO变化的等高线地图。 点击此处查看数字

图8：轮廓图显示了CO的变化3.-在前季风和后季风季节。 点击此处查看数字

图9：轮廓图显示HCO的变化3.-在前季风和后季风季节。 点击此处查看数字

氟化

通常在水中的氟化物含量通过地质途径。萤石和荧光石等矿物质的溶解被认为是地下水中氟化物污染背后的主要机制。Sirpur-kaghaznagar区域的氟化物浓度范围为0.14至4 mg / L，其平均值为2.06±1.94 mg / L 2011-2012（表2）。氟化物的季节性变化范围为季风和季风季节的0.14±4.0和0.14±3.90 mg / L（表3）。在Ram Mandir，Dada Nagar和Sarsilk地区的Sirpur-kagaznagar，记录了高氟浓度为3.3,3.8和4mg / l（季克隆）和3.4mg / L，3.9和3.9mg / l（季猴）显示在（图11）中。研究区的地质主要是荧光阀的原因。从岩石的化学风化中获得的钠导致氟于土壤和岩石的氟（Murkuteet al .,2013)。在所有季节中的允许极限范围内的扩增氟化物值（<5 mg / L）主要是因为父母岩石矿物的风化和溶解（Handa，1975）。

图10:等高线地图显示Cl的变化-在前季风和后季风季节。 点击此处查看数字

图11：轮廓图显示季风和季季季节前的F变化。 点击此处查看数字

硫酸盐

高浓度的硫酸盐可导致脱水和胃肠道问题，艾伦喇叭和巴塞罗克，（1988）如果超过400 mg / L的浓度，它赋予令人痛苦的味道以引起泻药（Raghunath 1987）。使用富含硫的肥料可以被认为是地下水中的潜在来源。在Sirpur-Kaghaznagar地区的目前进行的研究中，硫酸盐含量波动在386.0至420.0 mg / L之间，平均值为2011-2012年的403.0±17.0（表2）。在两个时期的研究区域中也观察到研究区域中的硫酸盐含量，其值分别为季风和季后翁的412.5±7.5和393±7.0mg / L，如（表3）所示。肺部值远远从季风前特别的标准极限表明废水的融合来自家庭地区的工业和污水。如（图12）所示，在Vijay Basthi和Ram Mandir区域观察到最高浓度。结果与那些（帕特森et al .,2008)。

图12：轮廓图显示所以的变化4在前季风和后季风季节。 点击此处查看数字

硝酸盐

硝酸盐水平在52.0至81.0 mg / L之间，平均值为2011-2012年的平均值为66.50±14.50，如（表2）所示。在研究期间还研究了季节性变化，记录的值为69.50±11.50和66.0±14.0mg / L，用于季风，如（表3）所示，季季季节。如（图3）所示的季节，在季节中观察到超出规定标准的硝酸盐（<45mg / L）的显着高水平，表明使用氮气基化学品在农业和造纸厂流出中的混合以及附近的地下水。

图13：等高图显示不变的变化3.-在前季风和后季风季节。 点击此处查看数字

钙

钙的主要来源是硅酸盐矿物质簇的崩解岩石中的硅酸盐矿物质簇和岩石中可用的倒源。它也溶于石灰石，大理石，方解石，白云石，石膏和磷灰石等岩石。少量钙的浓度没有不良反应，然而，更高的浓度不适合国内和洗涤目的，（戴维斯和最漂亮的1996）。地下水中的钙浓度范围为218.0至238.0 mg / l，平均值为2011-2012的平均值为228.0±10.0 mg / L（表2）。如（表3）所示，录制为231.0±7.0和226.5±8.5 mg / L期间钙含量的变化。在季风群中观察到最高值238.0mg / L，如（图4）所示，这非常接近造纸工业。高价值观是由于城市固体废物的开放倾销和工业污水释放。所有季节中的钙值范围超出了BIS提到的允许限制。

图14:等高线地图显示Ca的变化+在前季风和后季风季节。 点击此处查看数字

镁

镁值值在132.0至153.0 mg / L的范围内，平均值为2011-2012年的平均值为142.5±10.50（表2）。季节性变化还记录为季风前季度和季季度季节的146.5±6.5和141.5±9.5 mg / L（表3）。在季节中的研究区域中的镁浓度超过了BIS允许限制（图15）。这表明产业对地下水质量的影响。学习进行（Sharma等，2013年）支持调查结果。

图15:显示Mg变化的等高线图+在前季风和后季风季节。 点击此处查看数字

钠，钾和总硬度

斜长石风化过程中可溶盐的排出是水中钠的主要来源。重复使用灌溉水可以增加土壤中的钠浓度，从而改变土壤的渗透性和质地，从而使其不适合灌溉(Trivedi和Goel, 1984)。WHO饮用水中钠的推荐值为200mg /L (WHO, 2004)。在目前调查地区2011年- 2012年观察到的钠含量介于460.0到486.0 mg / L之间平均值为473.0±13.0 mg / L (Table.2)和季节性变化发现范围为478.0±8.0,471.0±11.0 mg / L和post-monsoon时期为前季风时期高于允许的限度(见表3)。钠浓度的时空变化如图16所示。(库马尔et al .,2011;yeole和shrivastava 2013）。钾：在基岩中的矿物化合物的地球化学风化矿物化合物，微管，生物素，益齿和尼庇氏细胞和尼颈被认为是地下水中钾发生的基本来源。2011 - 2011年研究期间的钾浓度范围为47至66.29 mg / L，平均值56.64±9.64 mg / L（表2）。类似地，记录的季节性变化范围为季葡聚糖前的58.14±8.14和55.5±8.5 mg / L，如（图17）和（表3）所示的季风季节。

图16:显示Na变化的等高线地图+在前季风和后季风季节。 点击此处查看数字

图17:等值线图显示K的变化+在前季风和后季风季节。 点击此处查看数字

总硬度

2011-2012年的总硬度在478 - 502 mg/L之间(表2)。两个季节记录的季节变化范围分别为490.0±12.0和490.0±12.0 mg/L，均超过BIS(2012)规定的允许阈值，但均在允许范围内(表3)。2011年3月至2012年2月地下水硬度浓度空间变化如图18所示。Bamakanta公司对水质的研究et al .,2013年和沙渣et al .,2013）加强我们的研究结果。

图18：轮廓图显示前季风季节季节季节期间的变化。 点击此处查看数字

表3：从Sirpur-kaghaznagar地区收集的地下水样本的季节性变化的总结。

除pH和EC外，所有值均为mg/L。值为24个采样点的平均值±SD

聚类分析

一种简单的方法，了解两个不同变量之间的关系的程度是通过应用集群分析，其中它给出了最大和最小关系的理解。该工具用于解释两个不同数据集的参数之间的相似性，并内插它们的群集序列。群集分析应用于Sirpur-Kaghaznagar地区（季风和季风的季前翁）的地下水质量的两个不同数据集，以通过所产生的树枝图来了解类似参数的粘性健康。聚类分析意味着各种水质参数与基于研究的相关性，将两个季节的17个参数分组成统计学显着的簇，如（图9和图20）所示。

结论

研究的总体结果进行主要离子的空间分布在pre和post-monsoon季节和造纸厂废水的化学表征Sirpur-Kaghaznagar面积巨大的帮助在收益率上的信息真正的水质条件和污染的结果TH.at area. Since its inception in the year 1942, the industry is responsible for discharging various toxic chemical contaminants into the nearby surroundings; the long term release of industrial effluents with indefinite treatment methods along with domestic sewage and use of pesticides and fertilizers in agriculture has led to pollution load altering the quality of the same in the research area. Furthermore, the effluent parameters such as pH, EC, TDS, BOD, COD, Alkalinity, SO₄^2-，Cu和Fe超过了双限制。通过轮廓图少量其他参数的主要离子的空间分布清楚地描绘了在季风季节造纸业附近的污染负荷很高。因此，从上述研究中，造纸工业污水是非常明显的，作为影响Sirpur-Kaghaznagar地区的国内和农业活动的水质的因素之一。

图19：使用PRE季风季节的平均联系（组之间）平均联系的分层群集分析。 点击此处查看数字

图20:使用后季风季节平均连锁(组间)的树状图的层次聚类分析。 点击此处查看数字

致谢

这是一个深刻的感谢，提交人感谢大学科学大学，奥斯曼大学，海德拉巴允许进行研究，并衷心感谢同仁源技能和专业大学的管理。

资金来源

提交人没有对本文的研究，作者和/或出版本文的财务支持。

的利益冲突

作者之间没有任何利益冲突。

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