当前世界环境

介绍

人类健康质量规则是众所周知的，最近引起了大量兴趣。在世界上几个地区，已经确定了许多水质问题并解决了。¹据《自然》杂志(2010)报道，世界上约80%的人口(2000年为48亿)生活在水安全受到威胁的地区。²大多数发生在发展中国家的水传播疾病和相关死亡病例是直接由于不安全的水、不卫生的条件和不充分的个人卫生。^3、4

浅地下水在包括伊朗的世界大部分地区为人类提供饮用水。但是，浅层地下水的水位往往是完全靠近表面。因此，这种地下水都有很多风险，都在其数量和质量。在某些地区，地下水资源面临着诸如农业肥料应用，灌溉返回流动，工业和废水排放，动物废物和家庭化学品耗尽，失败的化粪池系统等。^5-7

伊朗西部省份库尔德斯坦正面临着地质来源的砷污染问题。在库尔德斯坦的地下水中发现As是该省人民生活的重大问题。暴露于高剂量的砷会导致器官癌症、器官损伤、虚弱、神经紊乱和食欲下降。^1，8柯维平原是库尔德斯坦省最重要的农业区之一。然而，该地区的水和肥料的利用并不有效和经济。因此，重肥地的农业排水渠砷污染对该地区水资源构成了巨大的挑战。在该地区没有进行科学和系统的研究。然而，一些研究表明，家庭和农场水井的污染(如硝酸盐)可能来自水井周围的农业活动。^7,9-11为了改善供水和卫生，定期监测和评估水质是非常重要的。因此，目前开展工作的目的是评估库尔德斯坦省(伊朗)农村地区用于饮用的浅层地下水质量。

材料与方法

研究区域

本研究选取了位于Sari Gunay金矿周围的Qorveh平原的七个村庄。这些村庄位于伊朗西部库尔德斯坦省Qorveh市东北部地区，经度47Ëš 57׳40× ×和48Ëš 8׳34×´E，纬度35Ëš 7׳2× ×和35Ëš 12׳47×´N(图，1a, 1b和1c)之间。本地区属半干旱气候，年平均降水量339毫米，年平均气温11.4^O.C,分别。2009年9月，该地区采集了25个浅层地下水样本。从家庭收集所有这些样本,14井(深度平均11米)包括Babashydolah (B1), Dashkasan D6 (D1), Dosar (S), Jodaqye G3 (G1), Narenjak (N)和Nayband A3 (A1),另外11(深度平均26米)从所有浅农场收集近井在这个区域包括Babashydolah (B2和B3),Dashkasan (D7至D9)和Z1至Z5(表1)。

抽样方法

要收集水样，300ml（用于对阳离子的评估）和1000ml（用于对阴离子的评估加上pH和电导率（EC）清洁聚乙烯容器用洗涤剂洗涤，首先用热水冲洗，然后用0.1n HCl冲洗一次和蒸馏水两次。然后将容器保持干燥，然后盖上封装。然后，随后将用于从井中收集水样。从井，水龙头或当地使用的其他点收集水样品居民。在泵和水龙头操作至少10分钟后收集样品。为了将阳离子保持为溶液并防止在样品容器的壁上的吸附或沉积，使用超纯的HNO将较小容器的pH降低至2以下2_3.后过滤。取样后，立即将样品转移到实验室并冷藏(4ËšC)直到进行分析。

样品分析

根据Andrew et al.(2005)[12]所述的《水和废水检验标准方法》(第1卷)，在实验室中对样品进行主要理化性质的分析。pH值和水的电导率(EC_W.）分别以pH和电导率计测量。钙（CA.^２＋)和镁(Mg^２＋）通过复杂方法确定。氯化物（Cl.^{- - - - - -})，用AgNO测定_3.滴定方法。重碳酸盐(HCO_3. ^{- - - - - -})，用H₂所以₄．钠（Na.⁺)和钾(K⁺)，用火焰发射光度法测定。硫酸(所以₄ ^{2 - - - - - -})，用浊度法测定。用硅钼酸盐分光光度法测定硅(Si)。硝酸(不_3. ^{- - - - - -})和磷(P)用分光光度法测定。总砷(_总计)的测定采用石墨炉原子吸收分光光度法(GF-AAS) (Varian 220, Mulgrave, Victoria, Australia)和总铁(Fe_总计)和总锰(Mn_总计原子吸收分光光度法(AAS)测定。总硬度(TH)计算为CaCO_3.．总溶解固体(TDS)的计算公式如下:

TDS (ppm) = 640 × EC_W.（DSM.^-1)．

结果与讨论

对家庭井和农场井的理化分析进行统计分析，结果分别见表2和表3。在本研究中，通过将理化参数与世界卫生组织(WHO 2011a)的标准集进行比较，对采集的样品用于人类消费的适用性进行评估。⁴根据下列基本标准讨论了结果(表2和表3):

pH值

水样的pH值范围在家庭的6.0至7.7之间，5.9至7.4在农场井。平均而言，从家庭井（7.2，弱碱性）采样的水比从农场孔（6.5，酸性）取样的那些相对较高的pH含量。农场井中的pH值较低可能归因于较大的溶解矿物质¹³和酸性离子如此₄^{2 -}由于种植活性（使用肥料，杀虫剂等）。¹⁴它通过较高的所以确认₄^{2- - - - - -}在目前的研究中，由于农场井的酸性pH值，54%的样品超过了饮用时允许的pH值范围(6.5-8.5)。然而，14%的家庭井没有达到这个理想的范围。低pH值的水具有腐蚀性，会损坏金属管道和其他管道系统的固定装置。当水接触到有毒金属管道系统时，问题就更加严重了，这些金属如铜、铅、锌等，会溶解在人类的饮用水中。

砷

重型金属在环境中的有害效果是众所周知的。¹⁵作为浓度的总量为15.6至60.5 ppbin家用井，47.4至102.4 ppbin农场井。关于家庭和农场井的所有水样都显示出饮用水（10 ppb）的浓度的浓度（10 ppb），⁴在伊朗，91%的农场井和21%的家庭井超过了饮用水中可接受的最高水平(50 ppb)。¹⁶高浓度的饮用水可能对健康产生不利影响。值得注意的是，一些多慢性砷中毒症状，如皮肤病变（包括角膜病和色素沉着），伊朗西部的居民们在居民之间报道了由于坏疽因坏疽而截肢。^1，8在这个地区，就像在世界上许多地方一样，自然发生的as是造成地下水污染的原因。众所周知，As对地下水的自然富集受氧化-还原、溶解-沉淀和吸附-解吸[17]等地球物理、化学和生物过程的控制。本研究的一个重要观察结果是，As污染随井深的增加而增加(r = 0.71;P<0.01)，农用井(平均70.8 ppb)是家庭井(平均36.8 ppb)的近2倍。事实上，在家庭水井中，79%的水样中的As浓度保持在50 ppb以下，因为在含氧的浅层地下水和回灌水中As被吸附到含水层沉积物中。¹⁸

表1取样井的识别 点击这里查看表格

铁和锰

铁锰总量_总计家庭井中的浓度变化范围为0 - 0.23 PPM和0 - 0.33 PPM，农场井中的浓度变化范围为0.03 - 1.86 PPM和0 - 0.12 PPM。在所有取样的井中，D7和D9(来自农场井)含有铁_总计高于饮用水允许限度(0.3 ppm)。⁴8%的水样，即D5(来自家庭井)和D9(来自农场井)显示锰_总计饮用时的浓度超过允许限度(0.1 ppm)。⁴

硝态氮和磷

NO浓度_3. ^{- - - - - -}户井为23.2 ~ 916.9 PPM，农井为1.8 ~ 79.0 PPM，平均为178.3 PPM，农井为38.2 PPM。相比之下，世界卫生组织的饮用水标准是百万分之50_3. ⁻在美国，71%的家庭井和45%的农场井的浓度较高。⁴调查地下水中硝酸盐浓度高是有毒的，可导致婴儿高铁血球蛋白血症或蓝婴综合征，也可增加胃癌的风险。¹⁹与农场井相比，家庭井中硝酸盐的浓度异常高（平均为178.3ppm）。它可能是肥料罐的近距离到井的结果。^20、21井的深度和更高的pH值¹⁵和农村地区的废弃牲畜码头。除了所有上述内容之外，大多数家用井通常都会露出开放，在重度降水期间径流露出井。

磷的浓度在家庭井中的0.02至0.19ppm之间，在农场孔的0.05至0.17ppm之间。在饮用水中没有引导线，但所有水样中的磷浓度显着高于浅地下水中磷（0.02ppm）的正常限制。²²

这些地下水中硝酸盐和磷的高浓度可能是由于该地区过量施用粪肥和无机肥料的速度大于农艺速度造成的。农民询问表明，除了化肥——使用量往往高达推荐量的2-3倍——使用有机肥，特别是家禽粪肥，最常用的类型(土豆田约10吨公顷)^－1一年^－1使用)。如Jeyaruba和Thushyanthy(2009)所示，这些来源的硝酸盐和磷加上广泛的灌溉，会通过径流和渗入增加该地区的地下水污染。²³和Jalali（2005年和2009年）。^10、11

表2:Qorveh平原农村地区家庭水井饮用理化分析和明智适宜性分类的汇总统计(除as (ppb)和Ecw外，单位为ppm (dSm-1)) 点击这里查看表格

氯

氯的浓度^{- - - - - -}在家庭井和农场井中，离子含量的范围分别为34.5 - 469.0和51.5 - 202.7，平均值分别为139.9和112.0 ppm。氯的浓度^{- - - - - -}所有农用井的氯含量均在可接受的饮用限值内^{- - - - - -}(250 ppm),⁴然而，14％的家庭井I. A1和D3超过了推荐的水平。

表3:在Qorveh平原农村地区收集的农用水井饮用理化分析和明智适宜性分类的汇总统计(除as (ppb)和Ecw外，单位为ppm (dSm-1)) 点击这里查看表格

重碳酸盐和硫酸盐

HCO的浓度_3. ^{- - - - - -}所以₄ ^{2 -}在农场井中的201.0至461.5和37.8至309.7 ppm，397.4至958.3和85.3至331.1 ppm等多种多样。14％的家庭井和9％的农场井超出了允许的极限（250 ppm）₄ ^{2 -}．⁴虽然该IONAT Z2（176.7ppm），Z3（192.3ppm）和Z4（213.8ppm）的量相当大。

钠，钙和镁

na的浓度⁺，加利福尼亚州^２＋和毫克^２＋家庭井的平均含量分别为91.4、152.0及38.1 ppm;农场井的平均含量分别为91.2至151.8、117.2至253.2及7.3至64.2 ppm。如表2和表3所示，所有被测水样的钠含量都在可接受的饮用极限值之内⁺(200ppm)和Mg^２＋（150 ppm）。⁴然而，14%的家庭井(D3和D4)和45%的农场井(S、Z1和Z3到Z5)超过了Ca的最大允许水平^２＋（200 ppm）饮用水。⁴

图1：伊朗的Sanandaj-Sirjan区（a），库尔德斯坦省地图和学习区（b）的位置，农场井的位置采样（c） 点击这里查看图

石英和钾

Si和K⁺浓度在16.2 - 37.5 ppm和1.0 - 30.4 ppm之间变化，家庭井中分别为23.8 ppm和5.9 ppm，农场井中分别为19.2 - 35.4 ppm和7.7 - 28.2 ppm，分别为26.0 ppm和11.7 ppm。饮用水中二氧化硅的允许限量不仅世卫组织没有规定，类似机构也没有规定。然而，鉴于地壳中硅的浓度很高(重量为28%);如果过量摄入硅真的是有害的，那么生命将是真正危险的。这方面还需要进一步的研究。就钾而言，虽然钾可能对易感个体造成一些健康影响，但从饮用水中摄入的钾远低于可能发生不利健康影响的水平。²⁴因此，没有关于钾的指导。

盐度

盐度是指无机固体物质溶解在任何自然水中的总量，水的盐碱化是指总溶解固体(TDS)和水的总化学成分含量的增加。²⁵地下水盐度是陆地面积和饮用水受到盐度威胁的有用指标。电导率和TDS可作为盐度评估工具;他们的量在0.4到3.5 dSm之间^-1家庭井为279.2 ~ 2217.3 ppm (1.0 ~ 1.9 dSm)^-1农场井分别为652.2至1223.4 ppm。如表2和3所示，平均而言，农场井的TDS（944.4 ppm）高于家庭井（826.5ppm），它可以归因于人类活动的磨损效应，例如施肥和灌溉实践农场盐度比该地区的家庭井。以前的研究表明，盐度通常主要受到地形的影响，含水层，充电，径流​​和地下水排放条件的岩性。²⁶水平小于约600ppm的水的适口性通常被认为是好的;所有农场井和71％的家庭井都被超出了这种理想的限制。但是，饮用水在大于约1000ppm的TDS水平下显着且越来越不可位。28％的家庭井和45％的农场井在最大允许极限之外展示了TDS值。由于水管，加热器，锅炉和家用电器过度缩放，这些地下水中，在这些地下水中的高水平TDS的存在可能对消费者具有令人反感。⁴

总硬度(TH)

水硬度主要是由于钙和镁的量，并且在较小程度上是铁。TH值从162.0到1687.1和448.8至756.2之间，平均为536.5和597.8 ppm AS-Caco_3.，在家庭和农场井里。根据Th的评分标准，所有农场井和71％的家庭井属于非常硬的水域类别（Th> 300ppm As-Caco_3.)．饮用水TH作为碳酸钙的推荐值为1000毫克_3.．除一个水样(D9)外，其余水样TH均在允许范围内。但此前的研究表明，饮用TH含量高的水会导致许多人类疾病，如心脏病和肾结石。²⁷

结论

对库尔德斯坦省农村地区浅层地下水资源的物理化学组成和饮用适宜性进行了评价。结果表明，As、NO_3. ^{- - - - - -}P污染在该地区处于令人惊叹的状态。在这些地下水中观察到的地质来源和高的没有_3. ^{- - - - - -}而P可能来自人类活动，如农业、家用化学品流失和失败的化粪池系统。所有测试井都不符合至少一项安全饮用水标准。以a为基础_总计,没有_3. ^{- - - - - -}， TDS, pH, Ca^２＋， 所以₄ ^{2 - - - - - -}和锰_总计分别为100%、71%、28%、14%、14%、14%和7%的家庭井分析样本和100%、45%、45%、54%、45%、9%和9%的农场井分析样本不适合人类消费。在本次评估中超过世卫组织指导值的其他参数为Fe_总计(18%的农场水井)和氯^{- - - - - -}(14%的家庭水井)。最后，为了改善公众健康，地下水的使用者必须认识到使用地下水的危险。

致谢

我们感谢我们访问过的所有村庄的居民对研究的贡献。

参考文献

1. Barati A. H. Maleki A.和Alasvand M.，饮用水中的多拉伸元素水平以及伊朗西区居民多慢性砷中毒的患病率。总计环境。，408：1523-1529（2010）。
2. 自然在线平衡供水和野生动物，9月29日，http：// www.nature.com/news / 2010/10 / 100929 /全部/新闻。2010.505。HTML（2010）。
3. Olajire A. A.和Imeokparia F.，Osun River的水质评估：无机营养素研究。环绕。监测评估，69（1）：17-28（2001）。
4. WHO，饮用水质量指南，第二版，日内瓦世界卫生组织，(2011a)。
5. Swistock B. R.Clemens S.和Sharpe。W. E.，宾夕法尼亚州农村饮用水质量和管理实践的效果，森林资源学院和能源学院的报告与环境宾夕法尼亚州立大学，（2009）。
6. Mitra B.K.Sasaki C. Enari K. Matsuyyama N.和富士岛M.和富士群岛浅层地下水的适用性评估，农业浅地区浅地区。ECOL。环绕。Res，5（1）：177-188（2007）。
7. 王志强，王志强，王志强，王志强，地下水中挥发性有机化合物和硝酸盐的敏感性，环境科学。科学。抛光工艺。， 38: 1648-53(2004)。
8. 研究发现，饮用水中皮肤损伤和暴露的流行率在伊朗，Sci。总计环绕。， 392(1): 69-76(2008)。
9. Feldman P. R. Rosenboom J. W. Saray M.Navuth P. Samnang C.和Iddings S.，柬埔寨饮用水化学品质的评估，J.水健康。，5（1）：101-116（2007）。
10. 伊朗西部哈马丹农业土地的硝酸盐浸出，Agr。Ecosyst。环绕。， 110: 210-218(2005)。
11. 伊朗西部马拉耶尔南部半干旱盆地地下水中磷的浓度、溶解度和物种。青烟。， 57: 1011-1020(2009)。
12. G.S. Kalwania和R. Shyam，东方J.Chem，28（1）：547-552（2012）。
13. B.Y. Kamaruzzaman, M.S. Zahir, B.A. John, K.C.A. Iqbal and J.S. Goddard, Orient J. Chem, 27(2): 505-510(2011)。
14. Andrew D. Lenore S. Eugene W.和Arnolr E.，《水和废水检验的标准方法》，第21版，美国公共卫生协会/美国水工程协会/水环境联合会华盛顿特区(2005年)。
15. napacho z.a.和S.V.Manyele。临近区饮用水质量评估（第二部分）：化学参数表征，AFR。J. Environ。科学。Technol。，4（11）：775-789（2010）。
16. 刘爱明，刘志强，杨志强，美国阿拉巴马州农村私人水井硝酸盐污染研究，科学通报。总计环绕。， 346(1-3): 112-120(2005)。
17. Sharma R. K.和Agarwal M.，重金属的生物学作用。J. Environ。BIOL。，26：301-313（2005）。
18. 伊朗工业研究和标准协会国家饮用水标准，《伊朗工业研究报告》，第1053号(1999年)。
19. 王树和，王树和，土壤和地下水砷污染修复的自然衰减过程。板牙。， 138: 459-470(2006)。
20. Nickson R. T. McArthur J. M. Shrestha B. KyawMyint T. O.和Lowry D.，砷和其他饮用水质量问题巴基斯坦Muzaffargarh区，Appl。Geochem。， 20(1): 55-68(2005)。
21. 少时L.，饮用水硝酸盐甲虫血症和全球疾病负担：讨论，环境健康观点，112：1-5（2004）。
22. abdellah a . K.和Shamrukh M.，污水处理系统对尼罗河河谷村庄地下水质量的影响，第六届国际水技术会议，埃及亚历山大，(2001)。
23. Adejuwon Joseph O. and Mbuk christopher J.，尼日利亚拉各斯Ikorodu镇浅井的生物和物理化学性质，J. Geol。文献综述，3(6):161-168(2011)。
24. Fuhrer G. J. Gilliom R. J. Hamilton P. A. Morace J. L. Nowell L. H. Rinella J. F. Stoner J. D. and Wentz D. A.， The quality of our Nation’s waters: Nutrients and pesticide: Report of The U.S. Geological Survey Circular。， 1225: 82 p(1999)。
25. jeyaruba t.和thushyanthy m.，农业对地下水质量的影响：一个案例研究，中东J.Sci。Res，4（2）：110-114（2009）。
26. 谁。饮用水中的钾，世界卫生组织饮用水质量指南系列第1号的背景文件。WHO/HSE/WSH/09.01/7，世界卫生组织日内瓦，(2009年)。
27. Richter B. C.和KReitler W.C.，用于识别地下水盐渍化源的地球化学技术，CRC新闻，纽约（1993）。
28. Peiyue L. Qian W.和Jianhua W.，银川地区饮酒和农业用途地下水适用性，in j环境统计。，1（6）：1241-1249（2011）。
29. 谁。饮用水硬度，WHO饮用水质量指南制定的背景文件，系列号WHO/HSE/WSH/10.01/10/Rev/1。世界卫生组织日内瓦，(2011b)。