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原文

,卷:13(6)

马里塞古地区Pelengana公社消耗的水井、钻孔和河流水的物理化学质量的比较研究

*通信:
图雷一东北林业大学林学院,哈尔滨市香坊区和兴路26号,邮编:150040电话:00 (86) 18545130048;电子邮件: (电子邮件保护)

收到:2017年10月21日;接受:2017年11月04日;发表:2017年11月7日

引用:Toure A,文彪D, Keita Z.马里塞古地区Pelengana公社消耗的井、井和河流水的物理化学质量的比较研究。环境科学学报,2017;13(6):154

摘要

这项研究的目的是评估马里Pelengana公社当地不同常用水源的物理和化学特征,包括水井、钻孔和河流。收集了30个水样,并测量了以下物理和化学参数:温度;导电性;pH值;硝酸;亚硝酸盐;氟化;氯;铵和锌。将不同测量样品的平均值与国际平均值进行比较健康世界卫生组织饮用水质量指导值(gv)。所有测量参数均采用单因素方差分析(ANOVA)和邓肯多重比较检验(DUNCAN 's multiple comparison test)进行显著性差异分析,包括主成分分析(PCA)。结果表明,井水和井水的pH值在6.028±0.64 ~ 6.58±0.30之间,是测量酸性的指标。化学参数方面,各水源中锌离子均高于WHO GV,河流中铵离子均高于WHO GV。根据分析的参数,这些不同水源的水质在化学上是可以接受的。

关键字

水域;水井;河流;物理化学参数;Pelengana公社;马里

简介

水在所有生命形式中都是必需的,在公众宣传方面起着至关重要的作用健康以及人类社会的社会经济发展[1].人类使用水源中最重要的储备是地表水和地下水。地表水由流经陆地的溪流、泉水和河流组成,或者聚集形成池塘、湖泊和海洋。与此不同的是,地下水位于地下含水层中,与通过渗透、井和来源的地表水有关[2].

提供足够质量和数量的饮用水仍然是一个至关重要的公众健康在大多数非洲国家,包括马里,腹泻疾病继续造成特别高的死亡率[3.].然而,据《世界报》报道健康据世卫组织统计,约有11亿人缺乏优质水,24亿人无法获得适当的卫生设施。每年有200多万人,特别是卫生和环境卫生条件不足的发展中国家5岁以下儿童死于腹泻疾病[4].供人类饮用的水不能含有高浓度的有机物和化学物质健康5].

许多研究都集中在供水和公众健康在撒哈拉以南非洲地区,但总体而言马里的数据相对较少,特别是塞古地区农村地区的人们所消耗的水的物理化学质量也没有进行过研究[6].

近年来,一场与恐怖主义有关的叛乱在马里北部爆发,导致数千人转移到塞古地区Pelengana公社的外围地区。这些社区居住在农村地区,其特点是过度拥挤、住房条件差、供水和卫生条件差。在这种情况下,水传播疾病通常与不良的卫生和环境卫生可以分配大部分人口[7].因此,获得安全适宜的饮用水环境卫生是优先考虑的。然而,大多数农村地区没有很好地提供饮用水系统。因此,居住在那里的社区经常求助于其他资源,包括水井、钻孔和河流。人类的饮用水供应通常直接来自地下水,没有经过化学、物理和生物处理,污染水平已成为主要关注的原因。目前,在研究区域内和周围没有大的工业,但是生活垃圾城市污水直接排入该地区。此外,由于雨水冲刷、屠宰场活动、杀虫剂、排泄物和各种有机废物,水源容易受到污染。因此,它可能是一种危险的疾病来源。这一地区一直是我们以前研究的主题,因为由于内部冲突,其人口不断增长。这些研究主要集中在该地区饮用水的细菌质量和重金属污染[8].

这项工作旨在评估Pelengana公社消耗的这些不同水源的物理化学质量。水健康国家监测有助于减轻与水有关的严重感染,如胃肠炎、腹泻、伤寒和疟疾皮肤疾病。

材料与方法

研究区域

这项研究是在塞古地区的Pelengana农村公社进行的(图1).该地区位于马里中部,北纬12°30′至15°30′之间,西经4°至7°之间,总面积为62,504平方公里,根据2009年人口普查,人口为2,338,349人[1].塞古地区由118个公社组成,包括3个城市公社(塞古、桑和尼奥诺)和115个农村公社[2].该地区通过两条重要水道灌溉:尼日尔河和巴尼河“其支流之一”。尼日尔河向东流,在马里境内超过1660公里,穿过塞古地区超过292公里。塞古地区有苏丹-萨赫勒地区气候有两个季节,旱季持续8个月(10月至5月),雨季持续4个月(6月至9月)。该区每年雨量介乎200至800毫米,平均气温为28°C [3.].农业、畜牧业及钓鱼区内的主要活动是什么[4].

environmental-science-rural-commune

图1:佩伦加纳农村公社抽样地点地图。

样品收集

自2016年7月至2017年4月,每个水点每月采样一次。为保证代表性,采用完全随机化的方法进行采样,每次处理3次,每次重复10次。共收集了30个水样进行理化分析。处理方法包括井、钻孔和河水(尼日尔水)。用加重桶(低于地下水位50厘米)从井中采集样本。由于钻孔平均深度为100 m(裂缝性砂岩含水层),河水样品采于地表以下30 cm处,故钻孔样品抽取5 min后采集。取样前先清洗水龙头和桶,并注意避免溅起水花。水样采集于1l聚乙烯瓶中。这些瓶子先用洗涤剂清洗,然后用自来水漂洗,然后用蒸馏水漂洗三次,最后用来自源头的取样水漂洗三次。水样被仔细标记,并在0°C至4°C的温度下保存在冷却器中。 Then they were sent for laboratory tests with the samples sheets containing all the required information, such as the origin and date of collection, the sanitary conditions at the sampling point.

方法

对每个样品进行了实验室和现场分析,测量了9个参数,其中3个是物理参数,6个是化学参数。这些参数是:温度,电导率(EC), pH值,硝酸盐(NO3.-),亚硝酸盐(NO2-),氟(F-),氯(Cl-),铵(NH4+)和锌(Zn2+).水样的温度、pH值和EC(物理参数)是在采样点使用便携式设备(表1),而化学分析则是在实验室内参照[5],并按照(表2).

参数 单位 材料与方法
材料 分析方法
温度 °C 数字温度计(便携式手持直流供电Hanna HI 88129) 分析现场
导电性 µs /厘米 电导率计
pH值 pH计WTW

表1。物理参数的方法和技术。

参数 单位 材料与方法
材料 分析方法
硝酸 毫克/升 分光光度计,模型ANACHEH 220 水杨酸钠法
亚硝酸盐 N-1萘乙二胺法
氟化 离子计WTW,模型pH/ION 340i和探头F800 电位法
分光光度计,模型ANACHEH 220 莫尔法
靛酚蓝法
光度计WTW,模型Photoflex turbo Set 光度法

表2。化学参数的方法和技术。

数据处理和统计分析

饮用水的质量和状态水污染已按照世界卫生组织的标准进行评估[6]以计算不符合指导值的样本数量。

采用SPSS 21.0软件进行统计分析。采用单因素方差分析(ANOVA),采用DUNCAN多元比较检验确定样本间的差异,安全系数为95%,风险自由度为5%。采用XLSTAT 2015.4.01软件进行主成分分析。采用Pearson相关检验计算不同水质参数之间的相关系数。

结果与讨论

理化分析结果(均数±标准差、最小值、最大值)载于表3和表4.还指出了分析的样品数量(N)和世界卫生组织饮用水指导值(gv)。

参数 样品的位置 N 平均值±圣戴夫 最小值 马克斯 谁问
PH值 井眼水 10 6.58±0.30一个 6.11 7.10 6.5 - -8.5
河水 10 7.17±0.41b 6.45 7.90
井水 10 6.03±0.64c 5.17 6.88
温度
(°C)
井眼水 10 31.43±2.95一个 27.9 37.0 25
河水 10 29.90±2.12ab 25.3 32.5
井水 10 28.24±0.36b 27.6 28.7
导电率
(µs /厘米)
井眼水 10 288.36±158.50一个 90.7 550.5 50 - 1500
河水 10 274.63±132.58一个 100.0 500.4
井水 10 617.28±125.52b 392.0 778.0

表3。样品中主要物理参数的变化。

参数 样品的位置 N 平均值±圣戴夫 最小值 马克斯 谁问
硝酸(不3.-
(毫克/升)
井眼水 10 41.94±10.75一个 30.36 62.48 50
河水 10 46.64±9.75一个 36.26 65.23
井水 10 32.01±6.75b 21.20 42.48
亚硝酸盐(不2-
(毫克/升)
井眼水 10 0.97±0.62一个 0.12 2.10 3.
河水 10 1.66±0.55b 0.84 2.54
井水 10 0.53±0.30一个 0.14 1.05
氟(F-
(毫克/升)
井眼水 10 0.16±0.16一个 0.01 0.52 1.5
河水 10 0.49±0.26b 0.11 0.84
井水 10 0.21±0.12一个 0.11 0.52
氯化(Cl-
(毫克/升)
井眼水 10 0.67±0.18一个 0.31 0.89 0.5 - 2
河水 10 0.69±0.16一个 0.42 0.91
井水 10 0.57±0.13一个 0.32 0.73
(NH铵4+
(毫克/升)
井眼水 10 0.26±0.22一个 0.14 0.61 0.5
河水 10 0.97±0.19b 0.69 1.25
井水 10 0.25±0.33一个 0.09 1.09
锌(锌2 +
(毫克/升)
井眼水 10 3.69±0.37一个 2.97 4.25 3.
河水 10 3.05±0.51一个 2.36 4.21
井水 10 4.88±1.32b 2.32 7.35

表4。样品中主要化学参数的变化。

物理参数

pH值:饮用水的pH值可接受范围为6.5 ~ 8.5。井水pH值最小,河水pH值最大,分别为5.17和7.90。结果表明:井、井、河的平均pH值为:6.03±0.64;6.58±0.30;分别为7.17±0.41,p< 0.05有显著性差异(表3)。井水值低于WHO范围(6.5 ~ 8.5)。这一结果表明,这些水的pH值具有酸性倾向(pH值低于7),pH值低于6.5的水源(井)可能被农业和家庭活动分配到该水源排放酸性产品。有研究表明,全世界98%的地下水与含水层的地质性质和所经过的土地有关,这一事实也支持了这一观点。79].井水和河水的pH值均在世界卫生组织饮用水标准的推荐范围内。这些结果与在马拉维钻孔水中获得的值相似[10-13]以及非洲其他国家的[1415].

温度:水温是一个物理和生态因素,对环境中的生物和非生物成分都有重要的影响,从而影响生物和海洋的功能生态系统16].理想水温为6°C至12°C [17].井水温度(31.43±2.95)与井水温度(28.24±0.36)差异显著。另一方面,钻孔水与河水(29.90±2.12)无显著差异,河水与井水也无显著差异,p< 0.05(表3)。河水和钻孔水的最小值和最大值分别为25.3和37.0。然而,它们都高于世界卫生组织的饮用水标准(25°C)(表3)。高温可能是由于环境热量对收集的水的影响,也可能是由于该地区的地温梯度[18].这些结果与洛贡河谷(乍得-喀麦隆)饮用水中得到的结果相似[9].然而,较高的温度值不会对人体健康造成危害,但会造成接受度的问题,因为淡水一般比温水更适宜饮用[17].

导电率:导电性衡量的是溶液传导电流的能力。它还使估计水中溶解的盐分成为可能[1920.].天然水的电导率在50 ~ 1500 μS/cm之间。井水电导率(617.28±125.52 μs/cm)与井水电导率(288.36±158.50 μs/cm)和河流电导率(274.63±132.58 μs/cm)差异显著(p< 0.05)(表3)。井水电导率的最小值为90.7 μs/cm,最大值为778.0 μs/cm。井水的电导率值与井水和河水的电导率值存在较大差异。电导率高表明水矿化度高[2122].地貌背景、捕捉到的水平深度和土壤形成的地质性质都是影响电导率变化的因素[23].Sajidu等人的研究[12]还报告了马拉维南部村庄钻孔供水的EC值范围很广,分别是:奇赫瓦瓦(1450 μS/cm-2800 μS/cm)、恩桑杰(2150 μS/cm-6600 μS/cm)、曼戈奇(295 μS/cm-6800 μS/cm)、Zomba (129 μS/cm-805 μS/cm)和马金加(55 μS/cm-1175 μS/cm)。Ngaram在乍得的查里河水域中也报道了其他值(13.90 μS/cm-52.65 μS/cm) [24].

化学参数

硝酸离子(NO3.-):水样中硝酸盐的存在可能是由于过量施用无机肥料,植物和动物的分解和废水或其他有机浸出浪费地表水及地下水[25].井水的平均值(32.01 Mg/L±6.75 Mg/L)与井水(41.94 Mg/L±10.75 Mg/L)和河流(46.64 Mg/L±9.75 Mg/L)差异显著(p< 0.05)(表4)。井水和河水中硝酸盐的最小值和最大值分别为21.20 Mg/L和65.23 Mg/L。硝酸盐浓度较高时,可产生一种称为"蓝婴儿"综合症(甲基苯丙胺血症)的疾病,通常影响奶瓶喂养的婴儿[26].尽管一些地点的硝酸盐含量相对较高,但所有采样水的平均值都符合世界卫生组织指南的限值(< 50 Mg/L)。乐动KENO快乐彩这与之前在Doba-Chad油田以及非洲其他国家的研究结果一致[27-29].

亚硝酸盐离子(NO2-):亚硝酸盐在大多数时间里都不存在于地表水中,但它们可能存在于地下水中,主要是因为氮倾向于以更小的(氨)或更氧化的(硝酸盐)形式存在。世卫组织GV将3mg /L作为饮用水质量标准。河水的平均值与钻孔和井水有显著差异(p< 0.05)(表4)。然而,它们都低于世界卫生组织饮用水标准,但这些水源对家庭和牲畜使用可能不安全。Lagnika等人[30.]报告的平均值分别为0.072 Mg/L±0.14 Mg/L和5.01 Mg/L±1.7 Mg/L [30.31].

氟化:由于以下地质因素,地下水受到氟化物污染:矿物的蚀变和土壤中某些矿物的分解。地下水中氟化物含量高,对人体牙齿和骨骼造成严重损害牙氟中毒以及氟骨症[32].井水和河水中氟的浓度分别为0.01 Mg/L和0.84 Mg/L。河水平均值与井眼平均值之间存在显著差异(p< 0.05)(表4),但均低于WHO饮用水GV标准(1.5 Mg/L)。这些结果显示了与Pobé公社(贝宁)以前的研究相似的模式,平均井水值为0.142±0.13 [30.].浓度低于0.7 Mg/L和高于1.5 Mg/L是不可取的。公众饮用水中氟的浓度宜在1毫克/升左右健康33].

铵离子(NH4+):不同来源NH4+的平均污染负荷为井水0.25 Mg/L±0.33 Mg/L,井水0.26 Mg/L±0.22 Mg/L,河流水0.97±0.19 Mg/L。河水中NH4+的浓度明显高于井水和井水(p< 0.05)(表4),但河水样本的平均值超过了WHO安全饮用水GV的允许水平(0.5 Mg/L)。这些高值可以解释为人类活动和源自动物的粪便污染(废水的传播,牲畜养殖,动物的使用浪费作为肥料的农业用地毗邻水点)和这些资源保护不力。Lagnika等人[30.]报告的平均值分别为0.193±0.28和39.8±13.31 [30.31].Abdoulaye等人[34]测定了塞内加尔河中铵离子浓度,11月为0.02 ~ 1.29 Mg/L, 7月为0.03 Mg/L ~ 0.36 Mg/L。

氯离子(Cl-):Cl的存在-在水中一般是由于陆地穿越的性质。几乎在所有天然水域都能找到它们[17].世卫组织全球建议饮用水中游离余氯的值范围为0.5 Mg/L至2 Mg/L。钻孔水中的最大值为0.91 Mg/L,河流水中的最小值为0.31 Mg/L。井水为0.57 Mg/L±0.13 Mg/L,井水为0.67 Mg/L±0.18 Mg/L,河流为0.69 Mg/L±0.16 Mg/L。我们的不同值之间无显著差异(p< 0.05)表4).它们都在世界卫生组织全球指导值建议的值范围内,这对健康没有影响健康的消费者。

锌离子(Zn2 +):锌是人体所必需的,但如果大量摄入,会引起呕吐。然而,锌是毒性最小的金属之一,缺锌问题比中毒问题更为常见和严重[35].对于人类饮用水,由于可能给消费者带来不便的特殊问题(外观、味道),世卫组织全球战略建议锌的限量值为3毫克/升。井水平均值与河流平均值、井眼平均值有显著差异(p< 0.05)。表4).所有这些值都略高于世卫组织全球推荐值,但对人体健康无害。

不同参数间相关性的PCA剖面

用主成分分析(PCA)建立了理化参数之间的相关性。共使用9个变量,即pH、EC、温度、NO3.-,,没有2-,在北半球4+, Cl-F-和锌2 +图2一个表示9个水质参数的相关圆。图2 b显示了在Pelengana公社不同位置的水样(个体)上进行主成分分析的结果,与第一(F1)和第二(F2)主成分(轴)相比。F1和F2主成分分别占总惯量的39.96%和16.27%,共对应56.23%。表5表示主成分分析中变量与因子(轴)之间的相关性值。最后,表6为研究场地不同水质参数之间的Pearson相关性。

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图2:钻孔、河流、井水中第一主成分和第二主成分的物理化学参数分布。(a)相关圈;(b)主成分分析结果。

轴参数 F1 F2
温度 0.332 -0.640
PH值 0.811 0.118
电子商务 -0.757 0.086
硝酸 0.667 -0.086
亚硝酸盐 0.783 -0.199
0.657 0.541
0.307 -0.230
氟化 0.490 0.713
-0.656 0.364

表5所示。变量与坐标轴之间的相关性由主成分分析(PCA)显示。

主成分分析结果显示,pH、亚硝酸盐和硝酸盐与F1呈高度正相关,而EC和锌呈负相关。该轴表示环境或人为的酸性和化学污染,并通过施用于土壤的肥料的淋滤或废水的排放引入地下土壤。与F2轴相比,氟、铵、锌与温度呈负相关,而硝酸盐、亚硝酸盐、氯与温度呈负相关。这个轴表示一个轻矿化。方差率表示为与Lagnika等人的研究结果相比。[30.]且高于Aka等人。[28],报告了Pobé(贝宁)社区水井的水和潮湿热带气候下Alterite含水层的水的总方差分别为66.8%和49.25%:以阿本古鲁省(科特迪瓦东南部)为例[2729].Pearson在p?0.05处的统计分析表明,各参数之间存在弱相关性和中等相关性。pH与硝酸盐(0.455)、亚硝酸盐(0.558)、铵(0.605)、氟(0.401)呈显著正相关(p?0.05)。表6).同样,EC与锌(0.484)呈显著相关,硝酸盐与亚硝酸盐(0.466)呈显著正相关(p?0.05)。最后,在采集的水样中,铵和氟呈显著相关(p?0.05)。需要注意的是,温度与其他参数之间没有显著的相关性(表6).基于PCA分析,可分为三组。第1组变量(氟、铵、pH)与轴F1和F2呈正相关。第2组变量(硝酸盐、亚硝酸盐、氯、温度)与轴F1正相关,与轴F2负相关。最后,第3组变量(EC、zn)与F1轴呈负相关,与F2轴呈正相关。总之,分析表明,在整个采样地点,水的矿物成分几乎相同。

变量 温度 PH值 电子商务 硝酸 亚硝酸盐 氟化
温度 1.000
PH值 0.301 1.000
电子商务 -0.308 -0.515 1.000
硝酸 0.142 0.455 * -0.435 1.000
亚硝酸盐 0.329 0.558 * -0.521 0.466 * 1.000
0.020 0.605 * -0.412 0.227 0.480 * 1.000
-0.041 0.240 -0.060 0.215 0.154 -0.061 1.000
氟化 -0.234 0.401 * -0.287 0.283 0.138 0.553 * 0.120 1.000
-0.225 -0.319 0.484 * -0.406 -0.510 -0.180 -0.438 -0.167 1.000

表6所示。研究区不同水质参数间的Pearson相关性。

结论

测量了Pelengana公社村民使用的不同类型水源(井、井、河)的物理化学参数。

除锌离子浓度在所有水源中均高于WHO GV外,其余分析参数均符合WHO GV标准。河流水体中铵离子含量较高。在物理参数方面,井水和井水的pH值在6.028±0.64 ~ 6.58±0.30之间,是一种酸性指标,但对人体无害。

尽管所分析的参数值仍在世界卫生组织要求的标准范围内,但事实是,本工作所考虑的这些不同水源的状况及其操作方法构成了潜在的污染源。因此,使用这些水源的人口应该了解这些不同水源的水用于人类消费时可能存在的风险。教育还应包括可能的水处理方法,如煮沸和使用氯化片,以避免对健康产生潜在的不利影响。此外,通过保护饮用水源不受污染而使人口参与,可有助于改善整个区域的水状况,从而确保健康的环境。例如,管理该区域内活动的规则,特别是坑式厕所的选址,最好管理在家庭层面的耕作、一般卫生和适当的储存做法。

参考文献

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目录

谷歌学者引证报告
引文:355篇

环境科学:一份印度期刊收到355次引用,根据谷歌学者报告

编入索引中

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