当前的世界环境

介绍

水是地球生命的基础。水质是水在人体或其自然环境中发挥的所有角色的关键。水对人类生活至关重要，生态运作，社会经济演变，食品供应以及贫困减少。¹无障碍水的优越性在空间上变化。不同的地质和气候因素决定了水分省差异。²可获得的水的质量在很大程度上取决于天气，无论它是来自含水层还是外部水体(池塘和河流)。^3.由于其自然环境和人口，孟加拉国水的卓越和程度都非常忧虑。孟加拉国是一个低洼的红星国家，拥有大型居民，暴露于各种环境压力和通常的灾害。这些压力加剧了获得饮用水的复杂性。^4.然而;可用水的质量可以放大水不确定性。

孟加拉国64个区中有20个被称为沿海区(覆盖约47 201公里)²）。^5.孟加拉国沿海人民基本上采用外观和地下水饮用，灌溉，沐浴和家庭用途。^6、7在孟加拉国沿海地区，由于孟加拉湾的盐度入侵，河流和地下水等常见水源经常受到盐和其他金属离子的污染。^8,9沿海地区的外部水由于不间断的高、低潮压力而受到海水入侵，由于气候变化的影响，盐度随时间呈上升趋势。^9.整个季风，外部水的盐度降低，但在其他时代盐度仍然高，取决于该区域的地质。在过去的二十年中，虾文化已经在最高程度上实施，污染了当地景观和悲观地影响外部和地下水资源。^8.

地下水是中心资源，必须满足日益增长的家庭、农业和工业需求。水质恶化与人类健康直接相关，加剧了全球地下水危机。^9.G圆形水质分布不均匀，受位置、岩性、水质更新和环境因素的影响很大。决定地下水质量的因素是地质背景、源岩特征、活水组成、土壤形成和地下水被困程度。^7.整个孟加拉国，地下水远远宽，用作饮用水。在沿海地区，用于供水的地下水的最大部分从150米的深度泵浦，但几乎所有它都是盐水。^9、10在孟加拉国的沿海地区，由于海水的侵入，许多浅层含水层的含盐量很高。^9.由于被捕获的海水，南沿海地区的沿海地区的深刻含水层已被盐渍化受到污染。孟加拉国北侧的一半深深的含水层也为灌溉以及饮用目的，以及水的SAR，SP，EC，RSC，砷和物理化学特性的饮用目的。^11.

由于孟加拉国的多样化地理位置，所有含水层的地下水质量都不适合饮用和灌溉用途。由于地下水的每一个位置都没有污染盐水，因此必须尽可能多地提供水的含水层，以满足当地社区的需求。孟加拉国的一些地区被砷和一些盐度污染。孟加拉国南部（Khulna和Satkhira区）被盐水污染，最终负责饮用水的稀缺（Abedin等，2014）。^4.Gabura的池塘水和Gabura和Burigualini联合的DTW水是含盐的，不适合饮用。然而，Buri Goalinin Union的池塘水不含盐(Shaibur et al.， 2019)。^9.矿化度是由于地表水和地下水的侵入而引起的。孟加拉国中南部沿海地区(巴尔古纳和帕图赫里地区)地下水受到海水入侵的影响。EC较高(>5 000µS cm)^－1)和TDS (> 4500 ppm)明显表明地下水不适合饮用、灌溉和生活(Islam等，2016)。^7.该文献表明，孟加拉国南部地下水的盐度被确定，但几乎没有关于koyra（khulna）的水质。因此，进行了本研究。调查的目的是揭示深含水层水的物理化学性质，并确定饮用和灌溉使用的方便的水源。另外，还计算了水质的控制物种和矿物质元素的来源。

材料和方法

研究区

该研究由孟加拉国库尔纳Koyra Upazila的Dakshin Bedkashi联盟管理。Dakshin Bedkashi总人口为16 755人，3 881户。^12.联邦的西面是Shamnagar Upazila，北面、东面和南面是Sundarban红树林。当地居民主要从事农业和水产养殖，水稻在一个季节种植。^13.在这个村子里种了大量的树。^13.该地区在季风期间(6月至10月)的降雨量为2500毫米。冬季(10月至3月)非常寒冷和干燥，3月至6月是炎热的夏季。夏末(4、5月)，潮汐河盐度较高。^14.这个地区的人喝了DTW水。^12.

水样本集合

在2016年12月的DTW中随机收集约30个水样。用酸性水预制瓶子，用蒸馏水冲洗，烘箱干燥24小时。瓶子再次与样品水漂洗，以避免可能的污染。The depth of all tube well varied from 550 to 700 feet and the tube well were pumped exact times with respect to the depth of the tube well in feet (i.e. a 500 feet tube well was primarily pumped for 500 times) and thereafter water samples were collected. The physiographic positions of the sampling points were marked in Fig.1.

图一:沿研究区的取样点样本位置。 点击此处查看数字

水样的分析

在源点测量样品的温度、EC、pH、TDS和盐度。温度和pH值由微处理器pH计(型号为HANNA pH 211)测定。EC和TDS是通过EC/TDS/温度测试仪(HANNA;你好98312模型;IP57防水;毛里求斯)。盐度用万用表分析仪(Sense Ion 156, HACH, USA)测定。Na⁺和K.⁺通过使用火焰光度计（火焰光度计-pep7;伦敦，英国）测量。加利福尼亚州²⁺，mg²⁺和HCO_3.^-采用滴定比色法进行分析。无_3.^-，PO_4.^-,所以_4.^2-分光光度计(型号- UV-visible分光光度计，helios 949923045811)的浊度法分析^15.和Cl^-用测银法。

数据分析

数据通过MS Excel 2017，SPSS版本20和水产型版本4.通过使用碳酸盐VS硅酸盐，PCA，GIBBS图，吹笛者图和WILCOX图来评估水电化学布置和地下水评估。将得到的结果与世卫组织，USEPA和BBS饮用水质量标准进行比较，以评估饮用水质量。GIBBS图被广泛用于建立水含量与含水层岩性唯一性的关系。^16.GIBBS比例I（对于阴离子）= CL^-/（CL.^-+ HCO_3.）;吉布斯比II(阳离子)=钠⁺/（Na.⁺+ Ca^＋２），所有离子浓度都在MEQ L中表达^－1．Wilcox图表代表了水灌溉和家庭使用的适用性。^17.采集标本，3次重复。

结果与讨论

一般水力地球化学

地下水样品温度变化范围为29ºC ~ 31ºC(未给出结果)。大部分样品为单色，少数样品为棕褐色。^18、19棕色颜色可能是由于溶解硅酸盐含量。^19,20收集的样品本质上是浑浊的。地下水的浊度（未显示结果）可能是由于溶解固体和硅酸盐。^20.

EC值为383.3 ~ 3317µS cm^－1中间值1,400.91μscm^－1(表1)WHO饮用水建议值为750.0µS cm^－1BBS建议值为300 ~ 1500µS cm^－1(表1)考虑中等标准值，DTW水可以消耗。但事实是，一些样品的EC值在很大程度上需要立即堵塞才能饮用。DoE建议灌水EC值为2,250.0µS cm^－1FAO的建议值为700.0 ~ 3000.0µS cm^－1．^9.考虑到以上情况，深管井水可用于灌溉。但必须注意，因为连续施用这种水可能会发展土壤EC，对作物生产有害。在DTW水中EC值为1,330.0 ~ 7,790.0µS cm^－1在孟加拉国萨蒂奇拉的Shyamnagar的Buri Goalini和Gabura的沿海联盟。^9.

表1:饮用水水质与世界卫生组织(1984)推荐值比较⁴⁵构成(1992)⁴⁶和BSS (2009)⁴⁷．该表包含了确定参数的最小，最大和平均值。

水样pH值在世界卫生组织(WHO)和美国环保署(USEPA)饮用水质量标准的可容忍范围内，范围为6.73 ~ 8.03，典型值为7.33(±0.35;因此，这些水可以用于饮用，当然也可以用于灌溉。这项研究的结论可与孟加拉国Shyamnagar Upazila的Buri Goalini和Gabura union的研究相媲美，那里的地下水在自然界是酸性到弱碱性的。^9.样品DTW水的pH值在7.07 ~ 8.01之间。^9.Shyamnagar Upazila还报告了一个可比的发现。在DTW水样中的pH值从7.23到8.01的范围为7.69。^21.其他报道证明，管井水的pH从盐度影响西南沿海地区的盐度为6.53至6.66。^22.沿海Gabura Union的土壤样品中的pH值从6.5到7.20宽，但在Buri Pacini Union中，价值观从6.70到7.50变化。^23.中南部地下水的pH值范围从6.38到7.35，与目前的研究相当。^24.

样本盐度变化范围为0.20 ~ 1.60 ppt，中间值为0.60 ppt(表1)。盐度~ 0.50 ppt视为淡水。美国能源部和粮农组织建议灌溉水量为~ 2.00 ppt。^9.因此，可以施加采样的水进行灌溉。同样，使用咸水的长期影响需要严重考虑。

地下水样品TDS范围为230.5 ~ 2052.0 ppm，代表值为841.23(±546.51;大多数地下水样品都适合饮用，因为几乎每一个样品的TDS浓度都没有超过WHO、USEPA和BBS饮用水卓越标准。TDS < 10000.0 ppm被认为是新鲜的，TDS 10000.0 ~ 30000.0 ppm是新鲜到咸水，30000.0 ~ 5000.0 ppm是咸水，5000.0 ~ 35000 ppm是盐水，˃ 35000 ppm是高盐水。^25日,26日除了30个样品中的约21个样品在淡水类别中，9个样品在新鲜到咸水中。但咸水可用于灌溉目的。农民需要警惕，因为在长期使用新鲜到咸水中，盐离子可以在土壤中积累。必须在卓越的结果中考虑TDS，因为许多有毒固体物质可能嵌入水中，这可能会造成伤害。DTW水中的TDS在沿海联盟Gabura和Buri Goalini工会，位于沿海Shyamnagar Upazila宽，范围从665.0至3,900.0 ppm。^9.最近发表的一篇论文表明，孟加拉国Shymnagar Upazil (Satkhira, Khulna Division, Bangladesh) 6个联合的DTW水样的TDS从161.0到2929.0 ppm不等，中间值为905.88 ppm。^21.与此相反，Keshabpur Upazil (Jashore)与潮汐河相连的beel水的TDS值中等偏高，在1780.0 ~ 9390.0 ppm之间。^26.Nolamara Beel(孟加拉国Narail)水样的TDS为2,105.6 ~ 2,924.9。^27.

主要阳离子化学

na的组合⁺K⁺，加利福尼亚州²⁺和毫克²⁺范围分别为130.29 - 930.78 ppm, 6.15 - 27.59 ppm, 8.0 - 146.0 ppm和1.2 - 69.6 ppm，平均值分别为308.37(±192.42)ppm, 10.41(±4.92)ppm, 60.0(±45.03)ppm和22.24(±20.68)ppm。这一结果与另一项在邻近的海岸乌帕济拉(孟加拉国萨特希拉)进行的研究结果差不多。^9日21钠的浓度升高⁺，加利福尼亚州²⁺和毫克²⁺地下水主要是由粘土矿物质如蒙脱石，伊尔石和氯酸盐引起的。^28.在大多数情况下，核心阳离子(Na⁺K⁺，加利福尼亚州²⁺和毫克²⁺)超过世界卫生组织饮用水质量标准。在30个样品中，21个样品的钠含量超标⁺5 K⁺, 7²⁺和9毫克²⁺．钠是人体强度不可缺少的离子之一，但升高的摄入可能导致对心脏病的共同心脏病。- 高血压，肾病和神经障碍。饮用水中的高盐含量可以使水混浊和味道少。^7、9它建立了几乎所有的水样都含有升高的NA浓度⁺离子。因此，考虑到纳，这些水不能用于饮用⁺．然而，DTW水可以用于灌溉，但应注意延长地下水施用时间可能增加钠含量⁺集中在耕作土壤中。

加利福尼亚州²⁺和毫克²⁺地下水中存在的离子可能会从石灰石，白云石，石膏和无水石膏的浸出中进入。此外，加利福尼亚州²⁺离子可能来自阳离子替代过程。^28.与CA相比²⁺， Mg的浓度²⁺这两种矿物都是由于白云石(Ca, Mg)CO的风化和淋溶而形成的_3.+有限公司₂+ H₂o = 2HCO._3.^-+ Ca^＋２+ mg⁺．

再次，在HCO_3.^-vs na.⁺分散图^29.，大部分样品位于等值线以下，说明硅酸盐风化作用是地下水中Na +释放的首要过程(图2a)。除了硅酸盐风化作用外，碳酸盐岩风化作用可能是地下水中离子的供给者。Na的可能来源⁺在地下水中是一个很好的数字，可能是由岩盐溶解和Na的风化引起的⁺轴承矿物质。(Ca^＋２+ mg^＋２）vs（所以_4.^-+ HCO_3.^-）分散的图^30.表明几乎所有的样品都在轮廓线以下，这证明了Ca²⁺和毫克²⁺(图2b)。与Na相比⁺地下水中离子的增加，HCO的增加_3.^-浓度表明硅酸盐耐候性进展为控制。HCO的崇高浓度_3.^-可以很好地维护它。

图2 (a)(b)地下水样品碳酸盐风化与硅酸盐风化过程散点图 点击此处查看数字

主要的阴离子化学

HCO的浓度_3.^-在地下水样品中，从280.6变化到841.8ppm（表1）。HCO_3.^-是研究区中的主要阴离子之一。CO的浓度_3.^2-和HCO_3.^-地下水中可能来自碳酸盐风化和含水层中碳酸的溶解。^31.用碳酸钙的溶解方程可以给出溶解过程_3.+有限公司₂+ H₂o = CA.²⁺+ 2 hco_3.^-和有限公司₂+ H₂O = H⁺+ HCO_3.^-．^31.CO的可访问性_3.^2-含水层和硅酸盐风化的矿物可能对安装HCO负责_3.^-在地下水。

的Cl^-地下水中的浓度范围为20.20至939.42ppm（表1）。超过30个样本超过了CL的原则限制^-（WHO和USEPA）。诸如风化，盐溶出和灌溉排水回流等自然过程可能是CL的原因^-地下水中的内容，由CL支持^-/ HCO_3.^-比例为0.4至3.0。^32.Cl的延续^-作为盐度的中央原因之一，建议在饮用水中。Cl的崇高浓度^-在饮用水中可以使其饮用。

所以的浓度_4.^2-范围为2.24 ~ 85.16 ppm(表1)_4.^2-地下水可能来自硫酸盐矿物质的风化和含有石膏的沉积岩。^31.所以的_4.^2-所有水样中的浓度均在WHO、USEPA和BBS饮用水卓越值范围内。PO_4.^3-沿着研究区域的浓度范围为0.0059至3.69ppm，常见浓度为0.61ppm（±1.01）。Domino效果表明阶段没有超出WHO，USEPA和BSS规定的允许极限。宝的浓度相当低_4.^3-在不同的来源中报道了例如。深深的管井水，池塘水和池塘过滤水。^9.

无_3.^-地下水样品中NO固结浓度变化范围为0.32 ~ 4.64 ppm(表1)_3.^-在饮用水中为50.0 ppm, BBS允许的NO浓度_3.^-是10.0 ppm。^9日19考虑到所提到的这两个值，研究样本令人难以置信的饮用目的。无_3.^-在沿海地区Satkhira的Shyamnagar Upazila的Gabura和Buri Goalini联盟，DTW水中的浓度从2.50 ppm到4.60 ppm不等。^9.还有人报告说没有_3.^-Beel Khuksia水的浓度从9.50到10.21 ppm变化。^26.认为NO的低组合存在^3-在饮用水是好的。相反，消费崇高不_3.^-水可引起蓝宝婴儿或甲蛋白血症，胃癌，异常疼痛，中枢神经系统，出生缺陷和糖尿病。^34.孟加拉国沿海地区普遍存在幼年煤矿，可能是NO的表观来源^3-在地下水样本中。较低的浓度_3.^-最近据报道用于饮用目的的地下水水样，孟加拉国朱思科技校园校园。^35.

相关矩阵与因子分析

地下水样品理化参数的相关矩阵如表2所示。主成分分析结果表明，三个最前面的元素具有特征值>1，约能解释数据总方差的82.718%。PC1解释了46.99%的总方差，PC2和PC3分别解释了26.88%和8.84%的总方差。加载>的组件。6.is considered as momentous and used for progress interpolation.^36.PC1对总方差的解释约为46.99%，具有较高的盐度、EC、TDS、K负荷⁺，加利福尼亚州²⁺，mg²⁺，cl.^-, HCO_3.^-．TDS和EC的高负荷是由于地下水中存在溶解离子所致。最前面的离子，比如K⁺，加利福尼亚州²⁺，mg²⁺和Cl^-可能与矿物溶解和含水层水-岩界面的水化学变量有关，表明PC1习惯性地反映了地质效应。^37.PC2占总方差约26.88％，高阳性载荷_4.^3-， 不_3.^-和HCO_3.^-．载荷没有_3.^-和HCO_3.^-代表含水层中有机质的存在。^38.PC3解释了约8.84%的总方差和SO的正负荷_4.^2-．风化作用和人为输入是改变地下水地球化学组成的两个主要因素。^36.

表2:研究区水样主要阳离子和阴离子的相关矩阵。 点击这里查看表格

表3地下水样品主要阳离子和阴离子的因子分析。

派珀和吉布斯图

水化学相是识别水化学背景的基础，这些阶段可以通过描绘吹笛者图来解释。^39.它通常用于测定地下水样品中最主要的离子组成。⁴⁰该图还表示在矿物质和地下水之间发生化学反应的必然结果。⁴¹主要阳离子(Na⁺K⁺，加利福尼亚州²⁺和mg²⁺），阴离子（CO_3.^2-, HCO_3.^-,所以_4.^2-和Cl^-）和meq l中的tds^－1在吹笛器三线性图中绘制以评估研究区域地下水的水力学（图4）。该图表明Na-Ca-HCO的混合组合物_3.地下水水文地球化学相Na-Ca-Cl以NaCl型为主。高浓度的Na和Cl是它们来自同一来源的标志。

图3：代表控制研究区地下水化学的主要过程的GIBBS图（GIBBS，1970）。 点击此处查看数字

图4地下水样品水文地球化学相Piper三线性图 点击此处查看数字

吉布斯图是研究区常用的水化学评价方法。此图评估了水中溶解化学物质的功能来源，如沉淀优势度、岩石优势度和蒸发优势度。^16,42NA的比率⁺/ (Na⁺+ Ca²⁺)和氯^-/（CL.^-+ HCO_3.^-)是TDS函数的表示。吉布斯图中采样点的分布如图3所示。从图中可以看出，大部分水样位于蒸发带附近的岩石区域。这表明研究区化学成分的演化与成岩矿物的化学风化有密切的关系。少量样品处于蒸发优势区，表明存在盐降水和人为影响。⁴³

水样的威尔考克斯分类

钠含量在EC旁边，这个图被称为威尔考克斯图。^17.在Wilcox图中绘制了30个水样的化学分解（图5）。大约12个样品是可容忍的不信任，8个样品不信任不当，3个样品不合适，5个样品良好，可容忍，2个样品令人望而良好。基于Wilcox图，较大部分的水样是在各种土壤中灌溉的施加。ec和na⁺在灌溉用水适宜性方面起着核心作用。⁴⁴即使在没有非离子溶解的成分的情况下，TDS和EC也是盐度的指标。TDS值<450 mg l^－1代表“无盐水”。同样，450到2,000 mg l^－1为“轻度至中度盐度”，值为>2,000 mg L^－1表示灌溉用水的“严重”含盐量。⁴⁵

图5:用于灌溉目的适宜性分析的水样Wilcox图。 点击此处查看数字

结论

采集的样品性质为弱碱性，TDS值高主要是由于过量的溶解盐。主成分分析发现，三个最重要的成分对82.718%的数据集进行了解释。主成分分析结果表明，矿物溶解、岩石风化、离子交换和海水侵入是研究区整体地球化学的主控因素。地下水通常是Na-Ca-HCO_3.^-类型，表明含水层中有有机质沉积。岩石风化作用是研究区的主要过程。硅酸盐风化作用主要是由于地下水中溶解离子的断层作用。用这些盐水灌溉可以提高土壤和外部水的盐度。制定管理策略和利用不同的水源将是最优秀的解决方案，以满足日益增长的饮用水和灌溉用水需求。研究区地下水水文地球化学组成受地质因素影响较大，人为因素影响不大。

遵守道德标准

资金

我们作者没有收到任何资金支持发表本研究或进行研究。

利益冲突

我们完全同意了作者序列。

作者贡献

Tusar Kumar Das制定了研究问题，收集和分析了样本，并准备了草稿稿。Mohammad Mahfuzur Rahman帮助准备手稿。Molla Rahman Shaibur从不同的来源收集了这些信息，他是这个小组的首席研究员。他编辑和定稿的手稿提交和生产在当前的世界环境。

宣言

请注意，原稿中出现的所有错误都是我们的。

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