当前世界环境

介绍

地下水重金属污染是当今世界面临的主要问题。重金属自然存在于生态系统中。然而，近几十年来，由于化学工业、采矿、化肥、汽车排放和农业径流等人为活动的影响，地下水、河流和土壤系统中的重金属含量不断增加。^1-4地下水系统中的重金属污染在大多数发展中国家都是一个严重的问题。^1、5、6因为重金属对人类健康和河流、土壤和地下水等自然系统都是危险的。重金属污染河流和地下水质量，造成许多疾病。在全球范围内，有几项研究报告称，重金属会导致癌症、肾功能障碍、肝功能衰竭、神经系统疾病、生殖障碍和胃肠道疾病等疾病。^{7 - 10}因此，监测水体中的重金属离子浓度必须是其消耗饮用目的消耗的先决条件。

国家资本区域（NCR）的人口增加，快速城市化对河流中的重金属离子污染以及地下水系统造成了严重的威胁。在NCR中，特别是在德里，山河河河河流等家庭供水，农业活动和各种用途。几项研究报告说，由于行业的流出物排放，垃圾和废水从房屋倾倒垃圾和废水，延年河流污染了重金属。^2,11,12.监测河流和地面水中的重金属污染是必不可少的，因为较高水平的重金属可能对人类生命而且在天然生态系统中产生严重影响。

地下水是人类非常宝贵的自然资源。因此，地下水水质是影响人类健康和农业活动的重要因素。地下水化学成分或重金属离子浓度的变化可能影响蔬菜作物的粮食生产和生物积累。^13,14本研究是为了评估印度NCR地下水中各种重金属离子污染的存在。本文还着重研究了NCR地区地下水的一些基本水化学性质和重金属含量。

材料和方法

研究区域

水样是从不同地点采集的，Najafargarh（纬度28°37”44.58 N和经度76°59'26.28“e），Bindapur（纬度28°36'37.48“n和经度77°4'7.02“e）Dwarka (纬度28°34'56.27“n和经度77°2'59.91“e），乌塔姆纳加尔(纬度28°37”0.81 N和经度77°3 ' 16.67 " E)和Sonipat (纬度28°59”35.10 N和经度77°0 E“54.26”)，在印度的NCR(图1)。研究区域位于半干旱状态，主要有夏季、季风和冬季三个重要季节。

图1：地图显示德里NCR地区的研究站点。 点击这里查看图

采样和分析

水样是在选定的地点用琥珀瓶收集的。将样品带至实验室，加入少量HNOâ， ƒ，以减少微生物活性，避免某些重金属的沉淀。¹⁵在重金属分析之前，用硝酸消化水样。¹⁶消化后，Whatman滤纸41用于过滤样品，并使用双倍的蒸馏水将提取物体积升至50mL。在室温下在试剂瓶中保存所有样品进行进一步分析。All the filtered water samples were determined for selected heavy metal ions, i.e., Arsenic (As), Chromium (Cr), Copper (Cu), Cadmium (Cd), Nickel (Ni), Zinc (Zn), and Lead (Pb), by using Atomic Absorption Spectrophotometer (Sens AAS Dual, GBC, Australia) using Merck standards. The electrical conductivity (EC), total dissolved solid (TDS), and salinity of the water samples were determined using multi parameter device (Hanna instruments).

污染负荷指数

通过计算污染负荷指数(PLI)来确定站点的地下水质量。^17、18计算PLI的公式如下:

n√(CF₁X CF.₂X CF._3.x ...... cf._n）

污染因子(CF) = C_金属/ C_苹果

在哪里，C_金属是金属的浓度，C MAC是特定金属的最大允许浓度。MAC值取自BIS 2012。

统计分析

所有统计数据使用SPSS (SPSS version 16, SPSS Inc, Chicago 1L, USA)和Minitab软件for windows进行分析。为了确定测量参数是否有显著差异(p < 0.05)，使用方差分析(ANOVA)。所有选择的变量之间的关系用Pearson线性相关估计，p < 0.05显著阈值。

结果与讨论

表1显示了从NCR不同地点采集的地下水样品的基本水化学性质。本研究发现各研究地点测定参数和重金属浓度值存在显著差异(p < 0.05水平)。EC、TDS和盐度范围为0.32 ~ 11.41 mS /厘米分别为233 ~ 8100 ppm和154 ~ 6310 ppm(表1)。BC地区EC最高(11.41 mS/cm)， UN最低(0.32 mS/cm)。水的EC是对总溶解的化学物质或离子的测量，它可以指示污染的水平。水中过量的离子可能是被污染或被污染的水的指示剂。¹⁹在我们的研究中，ICE浓度在BC中最高，其次是NG，BP，BG，SP和UN在研究区中。在研究网站中，在BC中发现了最高的EC，TDS和盐度，其次是Ng，Bp，Bg，Sp和Un。BC的盐度值不是允许的极限。^20.在NG、BP、BG和SP部位，TDS值也不在允许限值内，但在可接受限值内。^20.有趣的是，在BC中，TDS值（8100mg / L）高于可接受的极限，即2000 mg / L.^20.

表1地下水样品基本水化学性质。

±表示标准误差;NG - Najafargarh, BP- Bidanpur, BC - Dwarka, BG- bcas -地下水，SP - sonipat, UN - Uttam Nagar

重金属

地下水样品中重金属离子浓度如图2所示。总体而言,平均值的顺序的地下水中重金属离子锌>镍>铬>铅> >铜> Cd。锌(锌)浓度被发现公元前最高(2.69 mg / L),其次是BG、SP、英国石油公司、联合国和NG(1)镍(镍)浓度在公元前相对较高(0.49 mg / L)比NG, BP, BG、SP和联合国。BC中铬(Cr)浓度较高(0.45 mg/L)，其次为NG、BG、BP、SP和UN。BC中铅浓度最高(0.070 mg/L)，其次为BG、BP、NG、SP和UN。BC中砷(As)浓度最高(0.026 mg/L)，其次为BP、BG、SP、NG和UN。铜浓度最高(0.004 mg / L),其次是公元前,联合国、英国石油公司、BG和SP。公元前镉(Cd)浓度最高(0.005 mg / L)其次是NG、BP、BG, BP和SP。这项研究没有发现任何在水中镉样本收集来自联合国的网站。虽然场地地下水中重金属浓度的变化清楚地反映了不同程度的人为活动和不同性质的污染在场地。

图2：地下水样品中一些主要重金属的浓度（mg / l）。 点击这里查看图

表2显示了具有其BIS允许限制的测量参数。如果他们在没有治疗的情况下消耗，浓度高于BC的可接受限度，可能对人体健康产生严重影响，特别是它会导致癌症，皮肤癌，神经障碍，肺病，高血压和心血管疾病。^21日,22日除UN外，Pb浓度均不在可接受范围内。^20.饮用高浓度铅(>0.01 mg/L)的水，可能导致严重的失眠、关节炎、肾功能障碍、眩晕、瘫痪和脑损伤等问题。^21,23Ni的浓度高于NG，BP，BC和BG的可接受的极限。人体中的过量Ni可能导致癌症。²¹水中过量的Zn（> 1.5mg / l）有害，可能导致大脑中的细胞死亡，胃肠道问题和前列腺癌。²¹Zn和Cu的浓度是可接受的限制（取样位点）。Cr浓度超过BC，BG和NG的可接受水平。然而，已经观察到CD浓度仅仅在BC的可接受水平。过量的水中Cr和Cd在水中有害，导致肾功能障碍，肺病，肾脏损伤，骨癌，葡萄糖尿，肺气肿，氨基遗传症呼吸道问题，胃和小肠损伤和癌症。²¹

表2:水化学参数及其BIS限值。

在研究区域，重金属的浓度在不同的地点是不同的。例如，在NG, Pb, Ni和Cr浓度高于可接受的限度。^20.在BP，AS，Pb和Ni浓度超过允许水平。在BC，AS，Pb，Ni，Cr和Cd浓度大于可接受的水平。在BG中，Pb，Ni和Cr浓度高于可接受的极限。在SP中，只有PB浓度高于可接受的极限。测量的重金属浓度仅在联合国网站处于可接受的极限。因此，除了联合国外，从其他地点收集的地面水被重金属污染。因此，如果未被本地地区的当地人直接妥善处理和消费，它可能对人体健康有直接影响。

本研究计算了选定研究点的CF和PLI(表3)。CF值>6表示污染非常高;3 -6表示相当高的污染;“1-3”表示中等污染，“<1”表示低污染。^17,18因此，通过金属Ni观察到所有取样位点的最高CF值，然后观察到Pb，Cr，As，Zn和Cu（表3）。同样，如果PLI值> 1表示污染和<1未污染。^17,18在本研究中，除BC站点外，所有采样点的PLI值均小于1(表3)。BC站点的PLI值大于1，这明显表明该站点地下水受到了重金属污染。若干研究还报告说，纳贾夫加尔下水道携带的工业和生活污水(来自流经非cr地区工业区的其他各种下水道)含有大量重金属。^2,19这可能是BC位点的地面水比其他网站更普及的原因。

表3：所选研究站点的污染因子（CF）和污染负载指数（PLI）。

表4示出了测量参数的相关矩阵。该研究发现除Cu之外的测量参数之间的线性关系（表3）。本研究发现了一种强大的线性关系（R²= 1, p < 0.05)。因此，水中的溶解物质在EC的变化中起着重要的作用。¹⁹EC、TDS、盐度和其他重金属之间的线性关系清楚地反映了研究地点污染物或同一污染源排放的相似水平。若干研究报告说，由于工业废水排放、污水排放和向河中倾倒生活垃圾，NCR的整个亚穆纳河河段受到中度至重度污染。^2,12因此，对研究区地下水中重金属离子浓度进行频繁监测，是提高人们对地下水水质及生活用水风险认识的前提。

表4：地下水样品中水化学参数的相关性共同效力。

结论

除联合国采集的地下水外，所有地下水样品均主要受Zn、Ni、Cr、Pb和As等重金属污染。地下水中重金属浓度的不同可能是由于不同程度的人为活动和不同类型的污染物造成的。本研究强调了使用BC站点地下水后，再使用BP、BG、NG、SP和UN作为生活用水的风险。此外，政府和污染控制委员会可能会对印度NCR地区的地下水实施更严格、更定期的监测系统。

确认

作者要感谢K.S.教授。德里大学植物学系前负责人Rao延长了研究设施，分析了他实验室中的样品。作者非常感谢Bhaskaracharya应用科学学院的校长，德里大学德里大学Zakir Husain Delhi学院的动机。

资金来源

本研究没有收到任何经济援助。

的利益冲突

作者之间没有利益冲突。

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