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Kibru Gedam伯哈努,Asnakew Mulualem Tegegn, Tamru Tesseme Aragaw, Gashaw Sintayehu Angualie, Alemshet Belayneh Yismaw, ”主校区的秘密水井,亚明奇大学,埃塞俄比亚”,环境和公共卫生杂志》上, 卷。2021年, 文章的ID4248505, 9 页面, 2021年。 https://doi.org/10.1155/2021/4248505
主校区的秘密水井,亚明奇大学,埃塞俄比亚
Kibru Gedam伯哈努
,1
Asnakew Mulualem Tegegn,1
Tamru Tesseme Aragaw,2
Gashaw Sintayehu Angualie,3
和
Alemshet Belayneh Yismaw3
1亚明奇水技术、水资源和灌溉工程、亚明奇,埃塞俄比亚
2亚明奇水技术研究所、供水和环境工程系,亚明奇,埃塞俄比亚
3Woldia大学水资源和灌溉部、Weldiya,埃塞俄比亚
文摘
地下水是一种宝贵的水源为国内,灌溉和工业要求在干旱和半干旱地区。在埃塞俄比亚的背景下也是如此。在这项研究中,七个地下水样本收集和分析各种化学成分(pH值、TDS Na+K+、钙2 +、镁2 +,所以42−,Cl−,HCO3−,没有3−)来评估地下水的水文地球化学特征和水类型井。七地下水取样井,中五井发现,用于国内供水亚明奇大学主校区(12)。剩下的两个用于工业和灌溉要求位于纺织厂和海丽度假胜地的化合物,分别。结果表明,在主校区地下水井盐水和比两个井从纺织厂和海丽度假胜地。此外,硝酸盐和钾浓度升高(大于允许的最大允许水平在埃塞俄比亚)获得在阿姆河地下水资源主要用于主校区井。这些钾浓度升高和硝酸浓缩盐以外的内容在阿姆河主校区井可以造成肾脏,心血管疾病和其他相关的健康问题。因此,本研究建议阿姆河找到其他地下水来源用于饮用水井研究领域以外的目的。
1。介绍
地下水是一种宝贵的资源,我们的地球,它支持获取淡水的97%以上,国内和灌溉的需求覆盖多(1]。超出了水质需要数量,公共卫生问题的重要方面,因为大多数来自供水和卫生(不足2]。可怜的水质也对土壤和作物产量有很大的影响,尤其是在盐碱地土壤地区(3]。因此,了解可用的地下水的质量是必要的,以确保可靠的供应国内,工业、灌溉、和其他用途。地下水质量依赖于物理和化学特征和人为活动。物理和化学因素是由于自然因素(包括岩性、速度、化学反应、溶解性盐,和补给水的质量)和人工诱导人为活动包括农业和工业条件(4]。确定水文地球化学特征和地下水质量是至关重要的,揭示了地下水和环境之间的相互作用机理,进而提供新的见解水保护和管理(5]。盐湖地下水饮用变得越来越公共卫生尤其是沿海国家的世界(6]。发现,高水平的饮用水含盐量提出了增加肾、心血管、和血压6- - - - - -8)问题。
地下水是可持续发展的核心,覆盖70%以上的水供应在埃塞俄比亚(国际原子能机构,2017)。水的来源为国内和娱乐(游泳)使用亚明奇大学主校区也是地下水(12)。有五个深层地下水井使用的目的在这个校园。然而,这些地下水井的用户(包括我们)一直在抱怨水盐。长期饮用盐水可能引起肾脏和其他健康问题的大学生。
虽然大学整个社区的健康,阿姆河,尤其是学生,一直威胁着饮用水含盐量来自水井字段,不进行水化学研究日期。在这方面,本研究旨在评估的实际浓度主要通过实验室分析地下水水质参数识别哪些参数超出了埃塞俄比亚的限制标准机构和没有(9,健康问题的原因。地下水水质参数在实验室进行了分析包括pH值、TDS, Na+K+、钙2 +、镁2 +,所以42−,Cl−,HCO3−,没有3−。两个地下水样品,从亚明奇镇,被添加在实验室分析进行比较。
2。材料和方法
2.1。研究区域
研究区北部阿姆河主校区(图的一部分1),包括部分亚明奇小镇,在埃塞俄比亚南部地区。它的地理位置位于约37o32”35到37o34“0”E和6o0 6的30”o4”35 N(图1)。研究区域的降水模式是一个双峰分布,降水峰值10月/ 4月/ 5月和9月。降雨量62毫米到162毫米不等。研究区域的降雨强度每年不同,只用了几个月。研究区范围的平均最高温度28°C到33.51°C,而最低15°C和18°C之间的范围。
2.2。数据收集
在这个特殊的工作,七个地下水水文地球化学分析样已进行水质实验室,阿姆河。两个地下水样本来自亚明奇镇,一个从海丽度假村(贴上Whr)另一个纺织厂(贴上Wtxt)。剩下的5个样品,即大门,Madeya,气象学,希瓦,和Kerra Wmg表示,大规模杀伤性武器,京东商城,王绍伟和Wkr,分别收集来自阿姆河主校区。而这七个地下水样本收集,预防措施是为了避免错误在抽样技术。在这些技术中,所有的塑料取样器取样前被适当地清洗用蒸馏水,然后用冰箱被运送到事发地点。所有采集标本后平均大于30分钟注入一定不要把的管道。地下水的容器或样本再次冲洗,同时在每个站点地下水采集标本后,样本披斗篷的紧密的容器和标签。然后,样本保存使用冰箱,冰箱直到实验室水文地球化学的决心已经完成。一般来说,数据收集,使用的材料,总结了实验室技术表1。
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3所示。结果与讨论
3.1。地下水pH值的样本(井)
地下水样品的pH值结果列在下表中2和图中所示2。pH值和碱度的测量是需要确定水的腐蚀。纯水的pH值(H20)是7 25°C,但当暴露在大气中二氧化碳,这个平衡pH值约为5.2。由于大气气体协会的pH值和温度,强烈建议尽快进行测试。然而,在这项研究,进行原位测量pH值不是由于缺乏便携式酸度计设备的实验室。然而,一个严重的警告是为了不使样品暴露在大气和样本收集过程中光。
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请注意。TA =总碱度,TH =总硬度和ESA maxpl =埃塞俄比亚标准机构最大容许极限。 |
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水,一般来说,pH值< 7被认为是酸性,pH值> 7,被认为是基本的。pH值的正常范围的地下水系统被水所6到8.5研究中心(中心)(2021)。尽管水的pH值并不一定程度的酸性和基本性质和本身没有提供一个完整的图片的水特征、水与低pH值< 6.5可能是酸性的,柔和的,和腐蚀性。水pH值低于6.5可能浸出或损坏金属离子如铁、锰、铜、铅和锌的含水层,管道装置和管道(10]。另一方面,水pH值> 8.5可能暗示硬水。硬水并不构成健康风险但会导致审美问题。这些问题包括形成规模或沉淀的管道及设施造成水压力和内部管道直径减少。
目前的研究,实验室分析结果显示,地下水取样井的pH值6.8至7.6的范围内,无论是酸性还是基本或硬质水。
3.2。总溶解固体(TDS)、盐度和导电性
总溶解固体(TDS)地下水的范围从100 - > 50000 mg / l (11]。实验室TDS测量显示,所有抽取地下水导致167.8 mg / l到659 mg / l。低TDS值分别为194.5和167.8 mg / l对mtx和Whr,分别。
然而,西南偏西的地下水样品,京东商城,Wkr,大规模杀伤性武器,Wmg透露TDS升高值从361 mg / l到659 mg / l(表3)。
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盐度测量溶解盐或矿物质水,即氯、钠、硝酸、钙、镁、碳酸氢硫酸。浓度的硼、溴化、铁和其他微量离子可以在本地重要(11]。每百万的盐度测量,这是不同的从0.17到0.66(表3)。Kera井(Wkr)和Maingate (Wmg)有相同的和高盐度。另一方面,纺织厂(mtx)和海丽度假村(Whr)有更少的盐度。
水的电导率(EC)是衡量由于溶解离子传递电流的能力。最理想的饮用水中EC规定的极限为1,500µ姆欧/厘米(12]。地下水的EC井不同的从349年到1326年µS / cm(表3)。主校区地下水样本(Wmg西南偏西,沃尔玛、Wkr和大规模杀伤性武器)更丰富比mtx和Whr井盐含量。
3.3。硬度
水的硬度是由于多价金属离子的存在,主要是Ca2 +和毫克2 +(13]。硬质水影响国内和工业使用。例如,在泡沫生产、硬质水需要数量可观的肥皂泡沫之前生产。硬质水生产规模在热水管道、加热器、锅炉、和其他单位,水的温度是显著增加。这个过程的化学方程式所示
硬度可以预计在大量的石灰岩被发现的地区,由于水与二氧化碳将石灰石溶解,释放钙离子。硬度是衡量CaCO3,硬度在许多书上市(14,15如表所示4。
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一般来说,水的硬度决定它的使用必须是已知的,对石灰软化所需数量的化学物质,和离子交换软化的设计单位,等等。硬度可以确定在实验室应用不同的技术。在目前的情况下,它是决定使用乙二胺四乙酸(EDTA)滴定法和应用下面的公式: 在哪里V=滴定剂的体积(mL);N乙二胺四乙酸=正常;50 = CaCO当量3;和Sv =样品体积(mL)。
50毫升的地下水样品被总硬度和0.01 N的硬度测定钙EDTA滴定法。镁(毫克2 +)减去钙硬度硬度然后发现总硬度(表5)。根据雷诺兹和理查兹(14)分类,实验结果表明采样水井分为软、适度,很难。mtx和Whr是软水域,而主校区井不同适度很难硬水域。Wmg是最难的一个主校区井(表5)。
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请注意。Eqw =当量;=总硬度。 |
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3.4。碱度
碱度的测量水来中和酸的能力。在自然水域碱度主要包括有限公司32−,HCO3−噢,−溶解的矿物质所引起的土壤和大气。如果P是所需的酸性pH值达到8.3,和毫克ydF4y2Ba是酸的总碱度要求达到4.5,下面的归纳可以确定总碱度的优势种。如果P=毫克ydF4y2Ba碱度是哦−:P=毫克ydF4y2Ba/ 2,碱度是有限公司32−P= 0(即。,initial pH is below 8.3), all alkalinity is HCO3−P<毫克ydF4y2Ba/ 2,主要品种是有限公司32−和HCO3−P>毫克ydF4y2Ba/ 2,主要物种哦−和有限公司32 -
的有限公司32−将以2P和HCO3−将由其余测量(毫克ydF4y2Ba−2P)[16]。
在目前的研究中,滴定技术已经得到应用P和毫克ydF4y2Ba值。最后计算碱度物种然后列在下表中6。可以描述在表6,只有王绍伟和Wkr都有限公司32−和HCO3−碱性成分,而剩下的只有HCO地下水样品3−占主导地位的碱度。
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3.5。阳离子
3.5.1。钠离子(Na+)
钠离子是无处不在的水,因为许多钠盐的溶解度高。地下水一般含有矿物质和盐的浓度高于表面。的儿童和老人比年轻人更敏感,高钠摄入量。增加灵敏度与较低的儿童的能力不成熟的肾脏来控制钠含量比成人肾脏。老年人有更高的心血管疾病包括高血压的发病率,使老年人比年轻人更敏感的高钠摄入量(17]。钠离子的最大容许极限根据埃塞俄比亚的标准是200 mg / l。所有研究样品导致不到埃塞俄比亚允许钠水平。最小值被记录在纺织厂(Wxt = 15.8 mg / l),和最大水平被认为在Kera钠(Wkr = 165 mg / l),表明在Wkr盐浓缩。
3.5.2。钾离子(K+)
钾是一个重要的元素在人类和很少发现在饮用水水平可能是关心人类健康。它可以发生在饮用水由于高锰酸钾作为氧化剂的使用在水处理。根据欧洲航天局(9),最大允许钾离子的浓度为1.5 mg / l。所有的地下水采样井实验室分析揭示了大值最大允许钾离子水平。
地下水样品的最低钾离子测量为1.6 mg / l,而最大值为2.4 mg / l(表7)。这可能对用户造成不利影响。个人风险最主要的排泄钾离子可能降低或破坏,包括那些与肾脏疾病或肾功能不全。老年人肾功能降低了生理储备,以及患有其他疾病(心脏病、冠心病、高血压、糖尿病、肾上腺机能不全,和现有的血钾过高)。此外,婴儿也可能更加脆弱,因为肾储备有限和不成熟的肾脏功能18]。
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3.6。阴离子
3.6.1。氯化(Cl−)
氯是广泛分布的一般形式的氯化钠,氯化钾、氯化钙盐。氯化物在自然水域的存在可以归因于溶解的盐沉积,化学工业废水的排放,渗流排放,灌溉排水、垃圾渗滤液的污染等等。这些资源可能导致当地地表水和地下水的污染。饮用水中氯的味觉阈限是依赖于相关范围内的阳离子,但通常是每升200 - 300毫克的氯。氯化味觉阈限水平从氯化钠,氯化钾,和饮用水中氯化钙210年,分别为310和222毫克/升(19]。
氯浓度决定通过滴定技术使用标准的硝酸银滴定剂0.141 N和应用以下方程: 在哪里V1 =体积的滴定样品= 50毫升;V2 =体积的空白滴定= 1.2毫升;和N= 214常态的滴定剂= 0.0141 N。计算表(表完成8)。
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操作。硝酸(不3−)
天然地下水硝酸盐含量通常低于10 mg / l3−。但增加人工化肥的使用,废物处理(特别是来自畜牧业),和土地利用变化的主要因素是负责地下水中硝酸盐浓度升高的供应。全世界219个油井在农业领域尤其有助于nitrate-related毒性问题,和井水中硝酸盐含量往往超过50 mg / l (20.]。地下水中硝酸盐的浓度确定井使用哈希DRTM 2008分光光度计。浓度水平变化从37.4到53.5 mg / l3−(表3的更大的价值),表示在天然地下水硝酸盐水平。
3.6.3。硫酸(所以42−)
硫酸的吸光度值在地下水取样井进行了分析使用uv - 5100分光光度计在420 nm,和这项研究的结果发表在表9硫酸的浓度,计算通过使用标准硫酸图(图3)。结果表明,硫酸31毫克/升的最大价值是观察到大规模杀伤性武器和18.444 mg / L mtx的低价值。谁(20.)建议在水中硫酸盐的上限水平是500 mg / L。作为一项安全措施,水与硫酸水平不应超过400 ppm用于婴儿食品的准备。硫酸给苦或药用品味水浓度超过250 mg / L。这可能使其不愉快的喝的水。构成咨询建议饮用水中硫酸浓度的减少形式应该等于或低于250 mg / l (21]。然而,硫酸的浓度在所有测试样品同意下面的容许极限按[20.和构成21]。方程(4硫酸)被用来计算每个地下水样品的吸光度列在下表中9。 在哪里y=吸光度和x=硫酸浓度。
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通常,阴离子和阳离子包括TDS和pH值分析了研究区域的最大容许极限根据埃塞俄比亚标准机构(9一直在总结表2。
3.7。Piper图表示
piper图是本研究中使用,因为它是最有用的代表和水质对比图。所有离子除了硝酸根离子,被发现在所有地下水样品使用不同的实验室技术,转换成等价的轧机比例(表10)。piper图表示的化学分析是使用记录仪版本15。
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之间的相似点和不同点水样用图了4。
从图可以被理解4,实验室结果归入Ca-SO的范畴4类型,Mg-dominant Ca-Mg-Cl类型和Ca-dominant Ca-Na-Cl类型。在主校区井,Kera地下水(Wkr)是Ca主导Na - Cl类型指示古地下水盐水和深度。其余井(西南偏西,京东商城,大规模杀伤性武器,Wmg)是Mg主导Ca-Mg - Cl类型,标志着矿物溶解和岩石之间的相互作用和水和二次盐水(22,23]。另一方面,地下水井,这是主要的校园(mtx和Whr),分组的水型下Ca -4揭示了典型的石膏和矿井排水。进一步说明也可以使用Durov图(图了2)。
地下水样品的情节出现接近Cl字段和远离有限公司3和HCO3字段对应的TDS (200 - 650 mg / l)和pH值(6.8 - -7.6)(图2),这表明这些水域与岩石交互矩阵和周围的环境24]。
4所示。结论
根据本研究的结果,得出了以下的结论。阿姆河地下水主校区井在亚比地下水取样井明奇小镇。但是所有的采样地下水来源受到最大容许硬度(300 mg / l)按照埃塞俄比亚标准机构。阿姆河主校区地下水井的水类型不同于地下水井位于亚明奇小镇。阿姆河的四个地下井主校区(Wmg西南偏西,王绍伟和京东商城的主要(Ca-Mg-Cl)类型的水域。剩下的地下水(Wkr) Ca-Na-Cl水类型。这些更比亚盐水水域明奇地下水井(mtx和Whr)。mtx和Whr Ca-SO4水型,表明典型的石膏派生的含水层。钙含量高,大于最大容许极限,已经观察到Wkr,而剩下的地下水井在容许极限内。与两个亚明奇镇地下水井、高度倾斜Mg容许极限的内容得到了所有的主校区井。
所有地下水样品有较高的钾含量远远大于允许的限度。我们推测,钾含量高,除了丰富的盐含量,是秘密为什么阿姆河主校区水井被怀疑导致肾脏疾病和其他健康问题。总硬度、总碱度,硫酸,pH值的最大容许极限内的样品。的硝酸盐含量mtx和Whr并没有发现更大的值允许的限制;然而,西南偏西,Wkr Wmg显示更大的值。通常,阿姆河主校区地下水井有更高的化学内容比两个地下井亚明奇小镇。总的来说,我们认为阿姆河中的五井主校区不应作为饮用水的健康威胁。
数据可用性
本文中所有所需的数据是可用的。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
确认
作者感谢纺织厂,海丽度假村,亚明奇大学期间支持地下水样本的集合。作者也感谢实验室技术员Dagimawi Mathios和其他人在做实验室的支持过程。这个项目是由亚明奇大学。
引用
- m . Vadiati j . Adamowski, A . Beynaghi”趋势在地下水研究的简要概述:可持续性的进展?”环境管理杂志》,卷223,不。2、849 - 851年,2018页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
- a . Jakeman o . Barreteau r . j .亨特,j·d·里纳乌多和a·罗斯,地下水综合管理施普林格,柏林,德国,2016年。
- h . j . Chen钱、y高和李x”饮用水中污染物的人体健康风险评估基于三角模糊数的方法在银川城市,中国西北,”暴露和健康,10卷,不。3、155 - 166年,2018页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
- 吴h . j . Chen, h .钱和y高,“评估饮用水中硝酸盐和氟污染物及其健康风险的农村居民生活在中国西北半干旱地区,”暴露和健康,9卷,不。3、183 - 195年,2017页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
- p, h .钱k·w·f·霍华德和j·吴,“建立一个新的、可持续”丝绸之路经济带”、“环境地球科学,卷74,不。10日,7267 - 7270年,2015页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
- r . Chakraborty k·m·汗·d·t·Dibaba m·a·汗a·艾哈迈德和m z伊斯兰教,“健康影响沿海地区饮用水含盐量的孟加拉国,”国际环境研究和公共卫生杂志》上,16卷,不。19日,第3746页,2019年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
- a . m . nas s Doza m·拉赫曼et al .,“后果的水管理含水层补给系统血压、蛋白尿孟加拉国西南部沿海:stepped-wedge集群随机试验,”国际流行病学杂志,50卷,不。3、916 - 928年,2021页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
- s . d . Shuvo m . Zahid m·m·拉赫曼和r·帕文”探索土壤和水盐度对饮食行为的影响和孟加拉国沿海社区健康风险,”水和卫生杂志》上,18卷,不。6,1110 - 1123年,2020页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
- ESA,埃塞俄比亚饮用水标准规范2013年,ESA,埃塞俄比亚的亚的斯亚贝巴。
- 水研究中心(中心),水的pH值,2021,http://https//water%20research.net/index.php/ph。
- 加州水资源控制委员会(SWRCB),地下水信息Sheet-Salinity美国萨克拉门托,SWRCB CF, 2017年,https://www.waterboards.ca.gov.cocsalinity。
- 谁,饮用水质量指南瑞士日内瓦,世界卫生组织,2004年。
- Crittenden和w·Harza水处理和设计原则美国新泽西州霍博肯市威利,2005年。
- t·d·雷诺兹和p·a·理查兹在环境工程单元操作和流程PWS酒吧。美国公司,波士顿,MA, 1996。
- g . Seyrig和w·山,化学沉淀:软水密歇根州立大学东兰辛,MI,美国,2007年。
- 美国公共卫生协会水和废水的标准检测方法美国公共卫生协会,华盛顿,美国5版,1981。
- 美国环保署饮用水咨询:建议消费者的可接受性和健康影响分析钠EPA,华盛顿,美国,2003年,http://www.epa.gov/safewater/ccl/pdf/sodium.pdf。
- 谁,饮用水中钾瑞士,日内瓦,2009年。
- k . Kinfe环境工程实验室分析亚亚,明奇大学明奇、埃塞俄比亚、2006。
- 谁,硫酸在饮用水、背景文件准备的饮用水质量指南瑞士,日内瓦,第四版,2011年版。
- 构成,饮用水咨询:硫酸建议和健康影响分析消费者的可接受性、办公室的水,华盛顿,美国,2003年。
- l . Belkhiri l . Mounib a . Tiria s Naranyc和r . Nouibeta“空间分析地下水质量使用自组织映射,”地下水可持续发展7卷,2018。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
- a .雷h . Hassania s Hassanib n . Jabbaric s b·f·Mousavid和雷,“评价地下水质量和重金属污染指数在Bazman盆地,伊朗东南部,”地下水可持续发展,9卷,2019年。视图:谷歌学术搜索
- y s . a . Loh b . a . Akurugu e·马努和a . s . Aliou”评价地下水质量和主要控制一些Voltaian和地下含水层的水化学,加纳北部,“地下水可持续发展,10卷,2020年。视图:谷歌学术搜索
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