摘要

进入水体的纸浆和造纸厂废水一直被认为是环境污染物的主要来源。污染程度取决于原料的性质和造纸过程中所有阶段使用的技术。在本研究中，研究了Anmol产品埃塞俄比亚工厂(APEPF)的废水和接受阿瓦什河上游的水的理化特性。在2015年1月至3月的埃塞俄比亚旱季中，使用聚乙烯样品瓶，在12小时内从每个地点采集总样本量为2 L的复合样品。根据美国公共卫生协会(APHA, 2005)推荐的标准程序进行了样品保存、储存、前处理和心理化学特征。采用平均比较的方法，研究了工厂排放的污水对沿江水体理化特性的空间变化。此外，将结果与国家(EEPA, 2010)和世卫组织(2008)标准进行了比较。结果表明，原出水总悬浮固体(TSS) 298 ~ 501 mg/L，总溶解固体(TDS) 1032 ~ 2333 mg/L, pH值在3.2 ~ 10.7之间。五日生物需氧量(BOD)₅)和化学需氧量(COD)分别为470 ~ 2499 mg/L和2969 ~ 5847 mg/L。原出水经好氧处理后，TSS (112 ~ 532 mg/L)、BOD均未显著降低₅(405-1315 mg/L)， COD (2304-3729 mg/L)。TDS、电导率(EC)、总氮(TN)、总磷(TP)、钾(K)、氯化物(Cl .)等^-)和硫酸盐(SO₄^2－)经治疗后发现效果较好。其中大多数参数的值高于埃塞俄比亚环境保护局(EEPA)和世界卫生组织(世卫组织)规定的工业废水排放限值。方差分析结果显示，输入点的测量参数水平最高，其次是下游样本，上游样本的测量参数水平最低。而且，即使在下游，记录值也远高于最大允许限值。层次聚类的树状图清楚地表明，APEPF排放对河流下游水样组成的变化有贡献。所有这些经确认的APEPF排放到河流的废水都不符合国家和世界卫生组织的标准，并发现对阿瓦什河上游的水质有相当大的影响。

关键字

阿瓦什河的;物理化学特征;纸浆和纸张;工业废水

介绍

制浆造纸行业被认为是环境中主要的潜在污染源之一[1,2]。一般来说，造纸过程需要大量的水、化学药品、添加剂和填料，从而向环境中排放大量含有木质素、半纤维素的黑液和二甲亚硫酸盐等有毒废料，COD较高[3-6]。此外，造纸厂排放的污染物含有大量的溶解性固体，如氯化物和Na、Ca的硫酸盐，以及悬浮的有机物[3,7]。这些废水直接排放到水生系统会破坏淡水生态系统，给水生生物和不同的用水方式带来一系列问题[7-9]。摘要制浆废水有机含量高，与漂白过程中产生的氯偶联，可产生氯化酚、呋喃和脂肪烃等剧毒有机化合物。已知这些化合物具有毒性、诱变性、持久性和生物积累性，会对生物系统和人类健康造成有害干扰[2,11]。这就迫切需要控制废水的质量。

近年来，由于埃塞俄比亚日益工业化和快速发展的活动，现有和新建立的纸浆和造纸工业预计将满足日益增长的纸张需求。这些工业主要使用进口纸浆和使用纸张来生产纸张，它们建立在阿瓦什河沿岸。这条河附近和下游的当地社区已经大量利用它用于不同的家庭和农业目的。然而，报告证实，由于一些人类活动将其废物释放到河流[13]，河流中含有高浓度的盐、有机废物和致病菌。当地社区认识到这一效应，因为河流的颜色发生了变化，河里的鱼也慢慢消失了。因此，对于任何可持续的干预措施，都需要评估污水的物理化学特性及其对河流水质的影响。

针对不同国家的制浆造纸厂废水的物理化学特性进行了大量研究，以调查接收水体的污染程度[5,11,14,15]。结果表明，制浆造纸厂废水中含有大量的污染物，污染物的体积和特性随原料种类、生产工艺、用水量和采用[16]处理技术的不同而不同。例如，在印度Lalkuan造纸厂的废水中，BOD₅(306-408 mg/L)、COD (1736-4357 mg/L)、Cl^-(43.5 ~ 348 mg/L)， TDS (486 ~ 1380 mg/L)为[11]。BOD相对较高₅此外，还测定了印度Bhilai制浆造纸厂的废水(870 mg/L)、COD (2000mg/L)、TS (2890 mg/L)。Jamil TS等[18]也发现极高的BOD₅(2200 mg/L)、COD (10,300 mg/L)、TS (5950 mg/L)。然而，在埃塞俄比亚，没有研究与APEPF释放的污染物的类型、运输和影响有关的研究。

因此，本研究旨在研究APEPF排放的污水的理化特性及其对阿瓦什河水质的后续影响。

材料和方法

研究区域的描述

研究区位于埃塞俄比亚奥罗米亚地区，位于东经38°8 ' 0 "至东经38°9 ' 0 "和北纬9°0 ' 40 "至北纬9°1 ' 50 "之间。年平均气温23.8°C，年平均降雨量1172毫米。它的特征是夏季(7 - 9月)和春季(4 - 5月)的双模态降雨模式。地处海拔3000米左右，中部气候干燥。

在研究区域，APEPF成立于2009年，位于阿瓦什河上游，占地13公顷。该工厂利用从全国各地收集的废纸和从印度尼西亚进口的成品纸浆生产纸张。工厂从两个沉淀池中抽取大量的水，通过塑料管输送到生产车间。最后，从工厂车间排出的处理过的液体流出物被泵入位于厂区内的贮水池。从储存池收集的纸浆在磨矿厂重复使用，而离开池塘的废水直接排放到阿瓦什河上游。阿瓦什河流域分为上、中、下游河谷。河流发源于亚的斯亚贝巴以西海拔3000米的埃塞俄比亚中部高地，向东北流，穿过大裂谷，全长1200公里，最终进入海拔250米的亚伯湖。该计划将污水直接排放到阿瓦什河上游山谷。

样品收集

工厂的废水和阿瓦什河上游的水样分别从A、B、C、D和E五个不同的采样点采集(图1)。为了分析金属和其他理化参数，每个采样点采集出水和河水两组样本，总样本量各为2 L。废水收集样本时注入工厂氧化池位于轧机(A)附近,和废水后离开了池塘(B)。水样收集大量上游的放电(C),从清洁的站点位于上游的污水入口1公里(D),以及在污水进入点(E)下游1公里处。样品瓶之前已用洗涤剂和1M H仔细清洗₂所以₄并在采集点用水样冲洗。在2015年1月至3月的枯水期采集了12小时的出水和河流水样的混合样本。用聚乙烯样品瓶每隔15天取样一次。样品在2小时内被运送到亚的斯亚贝巴Jije Labo玻璃分析实验室，并在4°C下冷藏。在处理之前，将样品加热到室温(21至25°C)。按照美国公共卫生协会(APHA 2005)[19]建议的标准程序进行样品采集、保存和贮藏。

图1:研究区及采样地点位置图。

化学药品和试剂

本研究所用的试剂和化学品均为分析级。羟胺缓冲溶液、磷酸氢二钠(pH=7.4)和硼砂溶液(pH=9.2) (BDH Chemicals Ltd.)0.25N重铬酸钾溶液(Breckland Scientific LTD)、0.25N硫酸亚铁铵、Ferroin指示剂(Eurostar Scientific LTD)和粉末硫酸汞用于测定样品pH。8. n氢氧化钠、硫酸锰、碘化钠叠氮试剂₂所以₄, 0.025 n Na₂年代₂O_3.采用溶液和淀粉指示剂测定生物需氧量(BOD)。甲基红溴甲酚混合指示剂，40% NaOH, 2%硼酸，conc。硝酸钒钼酸钠盐酸,H_3.阿宝₄H_3.薄_3.测定总磷的缓冲溶液。总氮测定用的硫酸铜和硫酸钾混合物均由英国鼎晖化学有限公司提供。钙镁石指示剂和0.02N EDTA溶液总硬度测定、酚酞指示剂、甲基橙指示剂和0.02N H₂所以₄用于测定总碱度的标准溶液，0.014N硝酸银溶液和用于测定氯化物的铬酸钾指示剂，磺胺4试剂。Na₂所以₄标准溶液、抗坏血酸钠粉、锌康试剂、NH₂OH用于硫酸的测定，HCl溶液用于金属锌的测定。总铁测定用的焦亚硫酸钠溶液、二苯碳酰肼试剂、邻菲罗啉试剂、金属铜测定用的新钴碱试剂由美国哈希科学有限公司提供。蒸馏水用于稀释样品和金属标准溶液以及冲洗玻璃器皿和样品瓶。

废水和河水样本的理化分析

采用Systronic数字pH仪(HI 9023型)在室温下测定APEPF废水和阿瓦西河上游水样的pH值。仪器的标准化使用pH=4.7的磷酸氢二钠和pH=9.2的硼砂缓冲溶液。电导率是用电导率仪(HI 8733型)测定的。用紫外- v分光光度计(HACH Scientific LTD 6305型，美国)浊度法测定每个样品的硫酸盐和浊度。用火焰光度计(Halseled-410型)测定Na和K的光度。所有样品中的铜、锌和铁浓度用紫外-可见分光光度计(HACH Scientific LTD 6305型，美国)比色法测定。总磷用钒钼磷酸试剂比色法测定，紫外-可见分光光度计(T/70/T80模型，中国)。用滴定法(凯氏定氮法)测定碱度、总硬度、氯化物和总氮，用重量法测定悬浮固体(SS)和总溶解固体(TDS)。生化需氧量₅用温克勒碘量法测定样品在20℃BOD培养箱(spx250b型，中国)孵育5天前后的溶解氧差。采用开放式回流滴定法分析COD。所有理化参数采用美国公共卫生协会(APHA 2005)[19]标准方法进行分析。

方法验证

用蒸馏水和试剂制备空白，用于表征各理化参数。样品进行了三次重复分析，并使用一系列标准溶液进行仪器校准。用紫外-可见分光光度法和火焰光度法测定了5种工作校准标准。吸光度的校准曲线与建立了每种金属的浓度，并用于测定废水和河水样品中的浓度。

统计方法

污水和河水理化参数的原始数据均进行正态分布检验，并使用SPSS 15.0软件进行分析。其次是最小二乘差(Fischer LSD)检验，以比较从废水的物理化学分析和在河流不同采样点收集的水样之间的平均结果。采用Pearson相关检验，在0.05和0.01显著水平上计算各理化参数间的相关系数。利用r -软件，根据实测水质参数的相似性，采用层次聚类分析(HCA)对出水和河水样本进行分类。

结果与讨论

APEPF废水的理化特性

与国家标准和世界卫生组织标准相比，未经处理和处理的废水理化特性的平均值见表1。

参数	条件	分钟。	Max。	平均数±标准差	放电容许极限
					谁一个	EEPAb
生化需氧量5(毫克/升)	生	470	2499.3	1176.84±88.10	50	40
	治疗	405	1314.6	886.7±63.01
鳕鱼(毫克/升)	生	2969	5848.6	4065.86±301.30	250	120
	治疗	2304	3729.6	2947.2±224.19
TP(毫克/升)	生	0.37	0.42	0.39	2	-
	治疗	0．35	1.69	1．02±0．03
TN(毫克/升)	生	7.79	20.	13.89±0.74	10	-
	治疗	12.41	12.80	12.6±0．25
浊度(南大)	生	118.28	499.32	270.35±11.09	5	5
	治疗	50.88	418.65	198.12±7.24
TS(毫克/升)	生	1512	3432	2592.67±297.99	1000
	治疗	1230	2854	2197.33±210.94
TDS(毫克/升)	生	1032	3134	2333.33±312.67	1000	1000
	治疗	1118	2650	2092±268.“9
TSS(毫克/升)	生	298	726	501.33±62.67	200	One hundred.
	治疗	112	532	282.66±28.44
电子商务(µS /厘米)	生	1576	4720	3198.67±0．24	1000	1000
	治疗	1705	4020	2888.33±0.36
PH值	生	3.23	10.66	6.83±0．10	5 - 9	5.5 9
	治疗	3．4	10．3	6.47±0．12
Na(毫克/升)	治疗	140	900	556.67±16.59	400	400
	生	130	800	493.33±12.83
K(毫克/升)	治疗	2．9	12．1	6.57±０．１８	-	-
	生	2．1	11.6	8.23±0．21
总硬度(毫克/升)	生	49.5	3335	1394.83±58.5	-	-
	治疗	47.52	3036	1291.17±65.84
Ca(毫克/升)	生	11.09	1150	483.03±22.79	200	200
	治疗	8.71	1104	464.23±16.63
毫克(毫克/升)	生	5.23	110.4	44.94±1.38	150	150
	治疗	6.18	66.24	31.34±0.95
碱度(毫克/升)	生	ND	2000	1032.68±64.62	-	-
	治疗	ND	1700	953.09±57.18
有限公司3.2－(毫克/升)	生	ND	281	93.89±5.08	-	-
	治疗	ND	389.42	129.81±6.25
HCO3.-(毫克/升)	生	ND	2440	1068.97±71.04	-	-
	治疗	ND	2074	898.84±58.33
氯化(毫克/升)	生	186.22	3818.7	1454.98±101.13	1000	750
	治疗	150.41	815.44	419.33±25.22
硫酸(毫克/升)	生	26.7	282.32	195.31±12.76	-	-
	治疗	219.25	424.22	309.09±14.85
铁(毫克/升)	生	0．27	2.77	1.42±0．02
	治疗	０．１８	1.67	1．00±0．01
铜(毫克/升)	生	ND	0．03	0．01	2	2
	治疗	ND	0．03	0．01
锌(毫克/升)	生	ND	0．59	0．2	10	6
	治疗	0．13	0．55	0.34

表1:Anmol产品埃塞俄比亚造纸厂废水连续两个月(2015年1月至3月)标准排放限值的理化特性平均值(n=3)。
^一个WHO(2008)世界卫生组织标准限值
^b埃塞俄比亚环境保护局

原始废水的pH值在3.2至10.7之间，处理废水的pH值在3.4至10.3之间(表1)。在第一次取样数据中采集的废水的酸性pH值可能归因于亚硫酸盐(SO)的酸性消化_3.^2－)在纸浆生产过程中。两周后采集的样品的基本pH值证实了工厂在消化用过的纸[16]时使用了氢氧化钠溶液。碱性制浆工艺所获得的价值与Nandkumar P, et al.[17] 11.5为M. bai(印度)的牛皮纸造纸厂所报道的价值相当。获得的值不符合国家或世界卫生组织允许的排放到地表水的废水的限值(pH值为5.0- 9.0)。

如表1所示，工厂废水的EC水平相当高，原始废水为1476-4720µS/cm，处理废水为664- 4020µS/cm。这表明存在高浓度的溶解离子[15]。两个采样点的平均电导率均高于国家和WHO标准1000µS/cm的排入河水的电导率。

原废水的TSS水平为298至726 mg/L，处理废水的TSS水平为112至532 mg/L。这些值是高于允许的上限200 mg / L的废水排放到地表水(表1),这些高价值的TSS在工厂废水可能是由于non-dissolved物质包括木质素和半纤维素的存在产生的原材料准备、制浆、冲洗,漂白和造纸工艺。

原始废水的TDS值为1032至3134 mg/L，处理废水的TDS值为1118至2650 mg/L。同样,总固体(TS)的值范围从1512到3432 mg / L的原始废水和废水处理1230 - 2854 mg / L(表1)。这些值的TDS和TS高于1000 mg / L的国家和世卫组织标准的废水进入地表水(表1)。

原始废水和处理废水的浊度值分别为118 ~ 499 NTU和51 ~ 419 NTU(表1)。得到的浊度值高于国家和世界卫生组织废水排放限值5 NTU。废水的高浊度表明在造纸过程中存在各种非溶解固体副产品，如木质素和半纤维素。

原始废水的COD水平为2969 ~ 5849 mg/L，处理后的废水的COD水平为2304 ~ 3730 mg/L(表1)₅未经处理和经处理的废水的排放水平分别为470至2499 mg/L和405至1315 mg/L。COD和BOD水平₅在两个采样点排放到地表水的废水分别高于世界卫生组织规定的250和50 mg/L的限量(表1)₅废水的浓度高于Giri J等人[11]和Kuzhali SS等人[15]报告的浓度，从306到408 mg/L不等。但是，它可以与按需生产相提并论₅埃及废造纸厂蒸煮池排放的废水值为2200 mg/L[18]。其COD值与Giriet J, et al.[2]报告的印度工厂制浆和造纸厂废水的1736 - 4357 mg/L相当。高生化需氧量₅和APEPF废水的COD值表明，存在较高水平的需要氧的有机污染物和无机污染物，如硫化物，其氧化也需要氧[7]。

的生化需氧量₅/COD比值对于任何污染出水的生物可降解性的定量是非常重要的。[18] / [18] / [18] / [18] / [18] / [18] / [18] / [18] / [18] / [18] / [18] / [18] / [18] / [18] / [18] / [18] / [18] / [18] / [18]的意思是很好的₅/COD值分别为0.29和0.30，表明APEPF废水以不可生物降解有机分子为主。

APEPF原水总氮(TN)和总磷(TP)浓度分别为7.8 ~ 20.0 mg/L和0.3 ~ 0.4 mg/L。同样，经处理的出水总氮和总磷分别为12.4至12.8 mg/L和0.4至1.7 mg/L(表1)。总氮的值高于世界卫生组织允许的10 mg/L限值，而总磷的值低于允许的2 mg/L限值。排放这类含高营养物质的废水可能会造成富营养化，从而导致水生生物的死亡，原因是接收水体缺氧。

硫酸(所以₄^－２)的浓度范围分别为26至282 mg/L和219至424 mg/L(表1)₄^－２在处理后的废水中观察到，是由于在曝气良好的[20]区亚硫酸盐氧化为硫酸盐。向河流排放高亚硫酸盐含量的废水可能会对水生生物产生难闻的气味和有毒物质(欧洲环境保护局和工发组织，2003年)[6]。另一方面，如表1所示，氯(Cl^-)，其范围分别为186至3819 mg/L和150至815 mg/L。的Cl^-主要是由于氯与制浆废水中有机物含量高的反应形成了氯酚、呋喃和脂肪烃等剧毒有机化合物[11,13]，从而使废水下游的废水含量从3819 mg/L显著降低到815 mg/L。然而，未经处理和经处理的废水的氯化物含量高于世界卫生组织允许的600 mg/L的限值(表1)^-浓度表明，该工厂在纸浆漂白阶段使用了含氯剂。原废水和经处理废水的总硬度分别为50 ~ 3335 mg/L和48 ~ 3036 mg/L(表1)。当硬度高于150 mg/L[4]时，最大值被归类为硬废水。

原废水中金属含量为Na (140 ~ 900 mg/L)、K (2.9 ~ 12.1 mg/L)、Ca (11.1 ~ 1150 mg/L)和mg (5.3 ~ 110 mg/L)。及其处理废水的浓度范围从Na (130 - 800 mg / L), K (2.1 - -11.6 mg / L), Ca (8.18 -1104 mg / L), mg (6.2 - -66.2 mg / L)(表1),观测值表明,钠和钙浓度在原始和处理过的废水都远高于国家和世卫组织排放限制。制浆废水中Na和Ca含量较高，主要是由于制浆过程中的碱处理所致。

原废水和经处理废水中的重金属浓度均在国家和世卫组织工业废水排放限值范围内(表1)。然而，与其他金属相比，铁的含量较高，反映出纸浆和造纸厂废水的毒性[14]。

表2和表3给出了原废水和处理后废水的选定理化性质的相关分析结果。对大部分参数的分析结果显示出水水质的预期趋势。

表2:原废水的相关矩阵(皮尔逊)。
*相关性在0.05水平显著(2尾)
**相关性在0.01水平显著(2尾)

如表2所示，按需生产₅与TN (r=1)、K (r=0.96)、TH (r=0.98)、Ca (r=0.98)、COD (r=0.58)和HCO等参数呈显著正相关_3.^-(r = 0.94)。与碳酸盐岩(r=-0.53)、Fe(r=-0.1)、浊度(r=-0.82)呈负相关。说明TN、K、TH、Ca、COD和碳酸氢盐的变化引起了BOD的显著正变化₅的废水。TS、TDS (r=0.98)与EC (r=0.99)、总碱度、硫酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐均呈显著正相关。这证实了TS和TDS的降解都降低了废水中的溶解氧，从而导致了BOD的增加₅以及废水中自由移动的离子。

由表3可知，处理后的出水总硬度与BOD存在较强的正相关关系₅(r=0.98)， Ca (r=1)， Mg (r=1)处理后废水的COD与EC (r=-0.94)、TS (r=-0.98)、TDS (r=-1)、TH (r=-0.42)、HCO等几乎所有参数均呈负相关_3.(r = -0.82)₄^－２(r=-0.99)，与浊度(r=0.01)、氯化物(r=0.98)、BOD呈正相关₅(r=0.25)和Fe (r=0.87)。这说明电导率、TS、TDS、BOD值较高₅TH增加COD。总体而言，表3所示处理出水的相关分析结果与原出水的趋势相似。

表3:处理废水的相关矩阵(Pearson)。
*相关性在0.05水平显著(2尾)
**相关性在0.01水平显著(2尾)

采用层次聚类分析(HCA)将研究区域的水和出水样本分为不同的组。HCA的设计是根据测量参数的相似性对水样进行分组。利用所测参数值之间的平方欧氏距离计算样本之间的相似性，使相似的项目可以通过连接方法[21]进行凝聚。Guler et al[22]将层次聚类分析描述为一种识别具有相似化学和物理特征的样品组的有效手段。

层次聚类的树状图(图2)显示，有两对样本比较接近[(C,E)和D]，而聚类(A,B)与其他样本的连接距离较远。这表明样品D和(C, E)比样品(A,B)更加相似。样本群组之间的这种差异可能是由于离污水源的距离。在每个聚类中，样本(C,E)或(A,B)显示出更多的相似性，表明测量参数的组成相似。然而，从排放点上游采集的污染程度最低的样品(D)与废水样品完全分离(A,B)，这表明来自工厂的废水导致了从下游采集的河水样品的成分变化(C,E)。

图2:阿瓦什河上游水样与工厂污水样的层次聚类树状图

APEPF附近上游Awash河水体物理化学特征的空间变化

通过考虑三个采样点(表4)，研究了工厂排放的废水对阿瓦什河水理化特性的空间变化。上游采样点的pH值范围为7.1 - 7.9，平均值为7.5。观察到的结果是国家最高容许极限内河水(表4)。然而,在pH值的偏差,在工厂的排放点(从5.1到9.4不等),平均值为7.3,和下游的河(从7.2到9.2不等),平均值为7.84,表明工厂废水的增加对河水ph值有显著影响。这种变化需要经常监测，即使目前的变化预计不会对水生生物的生存造成任何不利影响。

参数	平均数±标准差			最大允许浓度
	排放点(C)	下游(E)	上游(D)	EEPAb	谁一个
BOD(毫克/升)	429.19±27.64	65.48±3.18	6.81±0.09	10	10
鳕鱼(毫克/升)	1066.7±76.01	314.37±19.80	7.53±0．45	40	40
TP(毫克/升)	1.04±0.01	0．82±0．01	0.78	0．24	0．14
TN(毫克/升)	9.06±０．５２	6.30±０．１８	2．40±0．02		10
浊度(南大)	198.12±13．5	129.58±9．6	22.51±1．4	5．0	5．0
TS(毫克/升)	1048.67±118.1	804±92.79	327.33±34.4
TDS(毫克/升)	833.33±68.77	663.3±36.69	321±13.57		500
TSS(毫克/升)	215.33±13.55	140.67±10.43	33.33±2.44	One hundred.	80
ECµS /厘米	1247±12.6	1028.33±10．3	469.33±8．2	300	300
pH值	7.23±0．43	7.84±0.44	7.50±0．21	6.5 - -8.5	6.5 - -8.5
Na(毫克/升)	279±0.68	161.33±0.87	28.50±0．07	200	200
K(毫克/升)	3.467±0．1	3.93±0．08	2．1±0．02	1．5
TH(毫克/升)	363.09±30.8	345.08±28.65	28.20±1．5		500
Ca(毫克/升)	118.33±6．7	121.43±5.12	74.62±3.18	75	75
毫克(毫克/升)	16.13±0.92	9.96±0.76	7.63±0.49	50	50
Cl−(毫克/升)	97.47±4.76	50.10±1.34	5.99±0．27		600
总碱度(毫克/升)	428.54±29.42	353.01±24．5	237.35±16．2	200	200
有限公司3.2−(毫克/升)	19.59±0.62	29.39±1.31	ND	ND	ND
HCO3.−(毫克/升)	482.80±19．2	370.91±17.34	289.6±11．2	-	-
所以42−(毫克/升)	56.3±0.95	194.65±1.84	4．89±0．03	250	250
铜(毫克/升)	ND	0．01	0．03	2	1．5
锌(毫克/升)	0．06	0．07	0.09	5	5
铁(毫克/升)	0.29	0．38	0．13	0．3	0．3

表4:阿瓦什河上游选定理化参数的平均浓度(n=3)与河水最大允许标准浓度的比较。
^一个WHO(2008)世界卫生组织标准限值
^b埃塞俄比亚环境保护局

图3所示的使用层次聚类分析的化学参数分类显示了测量参数之间的相关性，以及工厂废水测量的理化参数对河水组成的相对贡献。

图3:阿瓦什河上游水样与工厂污水样的层次聚类树状图

出水(C)、下游(E)和上游(D)处的平均电导率(EC)分别为1247、1028和469µS/cm。所有采样点的EC值均超过国家[23]和WHO最大允许限值300µS/cm。与上游值相比，在C和D(指污水排放后采集的样本)观测到较高的EC值(图4)。排放点和下游点较高的EC值归因于工厂向河流排放废水。水的电导率分析用于指示河水中溶解固体的含量，并被发现对水生生物不安全，因为观测值高于允许的极限[24]。

图4:在排放点(C)、出水入口点上游(D)和出水入口点下游(E)处的COD、EC、TS和TDS平均浓度。

最高的COD值在出水排放点(1066 mg/L)，最低的COD值在上游点(7.5 mg/L)(图4)。这表明在排放的出水中存在高耗氧的有机污染物和无机污染物，如亚硫酸盐，它们的氧化也需要氧[7]。

河水C、E、D采样点的总固体(TS)平均浓度分别为1048、804、327 mg/L(表4)。上游采样点(无污染采样点)的总固体(TS)最低，而工厂废水排放后的观测结果显示，排放点的TS高于下游点(图4)。总溶解固体(TDS)值在排放点(833 mg/L)较高，其次是下游点(663 mg/L)高于上游点(321 mg/L)(图4)。工厂废水排放后的TDS观测值高于世界卫生组织地表水允许的500 mg/L的最高限值。

C、E和D采样点的河水总悬浮固体(TSS)平均含量分别为215、140和33 mg/L。排放点的TSS值高于其他采样点，其次是下游样本的TSS值高于上游样本(图5)。排放点和下游样本的TSS值均高于世界卫生组织地表水100mg /L的最高限量。平均淹没上游水样的浊度值之间存在着显著的差异在不同的采样点之间C(198南大),E(122)和D(22.5南大)(图5)。在所有地点获得的浊度值高于国家[23],标准5南大河水的极限。结果表明，阿瓦什河上游水体的超浊度、TDS、TS和TSS与工厂污水的添加有关。这可能会降低河流的美学价值，并减少光合作用过程，因为它阻止了光线深入水中。

图5:CO平均浓度_3.^2－,所以₄^2－、浊度、TSS、Cl^-， Ca和Na在排放点(C)、出水入口点(D)上游和出水入口点(E)下游。

的生化需氧量₅C、E、D采样点的测定值分别为429、65.5、6.8 mg/L。最高的人₅值在污水排放点观测到，而在上游点观测到的值最低(图6)。这表明工厂排放的污水中有机物含量高，影响河流水质。观察到的生化需氧量₅COD水平(表4)也分别高于国家[23]和WHO河流水最大允许限值(小于10 mg/L和40 mg/L)。

图6:总硬度(BOD)的平均浓度₅、总碱度和HCO_3.^-在排放点(C)、出水入口点(D)的上游和出水入口点(E)的下游。

总碱度平均值在出水排放点最高(428 mg/L)，其次是下游采样点(353 mg/L)，上游点最低(237 mg/L)。所有采样点的总碱度均超过国家标准(EEPA，2010)[26]和最大允许限制为200 mg / L的地表水(表4)。平均碳酸氢盐含量也表现出类似的趋势中获得了最高的价值在下游采样点(483 mg / L)和最低的在上游采样点(289 mg / L)(表4)。这是由于工厂废水的性质排放到河中。

C、E、D采样点的总硬度平均值分别为363、345、28.5 mg/L(表4)，排放点和下游点的总硬度值均超过WHO允许的最大限值500 mg/L。根据水的总硬度[27]，样品可分为软(0-70)、中软(75- 100mg /L)、中硬(100- 150mg /L)、硬(150- 300mg /L)、极硬(300mg /L以上)。结果表明，混合后的阿瓦什河水样的观测值在极硬水范围内。这是由于工厂排出的废水中含有大量溶解的钙和镁离子。硬度水平的增加会对洗涤剂性能产生不利影响，这是依赖地表水进行清洁的人类面临的主要问题。

C、E和D采样点的平均总磷(TP)负荷分别为1.04、0.82和0.78 mg/L(表4)，观测值超过WHO允许的0.14 mg/L，会导致水体富营养化。所有采样点TP水平的升高可能是由于附近居民使用该河流洗澡和排放他们的生活污水以及工厂排放的污水造成的。TN变化趋势相似，C、E、D采样点TN均值分别为9.06、6.30、2.40mg/L(表4)。

C、E和D采样点的氯化物平均浓度分别为97.5、50.1和5.99 mg/L(表4)。水中氯化物浓度在600 mg/L[29]时，一般对人和其他动物无害。然而，含氯化合物的纸浆和纸张废水可能与高有机含量结合，产生剧毒有机化合物，众所周知，这些化合物具有持久性和生物累积性。因此，在对生物系统造成有害干扰的同时，通过长期暴露对人类构成风险[10,11]。

意思是这样₄^2－C、E和D采样点的浓度分别为56.3、194和4.89 mg/L(表4)。与其他参数不同，SO的观测趋势不同₄^2－在下游点显示出高于污水排放点的水平。这可能是由于排放点的BOD5和COD值高于下游点，同时溶解氧水平较低，导致在[26]排放点硫酸还原为硫化物。然而，下游站点硫酸盐浓度的增加归因于有机负荷的减少，导致硫化物氧化为硫酸盐。

C、E和D采样点Mg的平均浓度分别为16.1、9.96和7.63 Mg /L。Ca的平均浓度分别为118、121和74.6 mg/L(表4)。mg和Ca浓度在出水排放点最高，其次是下游点，上游点最低。三个采样点的Ca浓度均高于世界卫生组织地表水75 mg/L的最高限量，mg浓度均低于建议限量50 mg/L。

C、E、D采样点钠的平均浓度分别为279、161、28.5 mg/L。钾的平均浓度分别为3.47、3.93和2.10 mg/L(表4)。出水排放点K和Na的浓度均高于下游点。K和Na值在上游采样点处最低。这表明制浆过程中碱处理后的工厂废水中钠、钾含量较高。

重金属的平均价值分析采样点C, E和D是在国家和(2008)(23日29日)标准(表4)。然而,铁的浓度在河的下游略高(0.38 mg / L),反映了在河里工厂废水的影响。

结论

• APEPF废水的理化特性表明，根据国家[30,23]和世卫组织工业废水排放限值，未经处理和处理的废水都有严重恶化河流水质的水平。这意味着整体污水处理技术并不令人满意。
• 在APEPF附近的阿瓦什河上游水的物理化学性质的空间变化首次表明，工厂排放的未经充分处理的废水降低了阿瓦什河上游的水质。这表明，TS、BOD等大多数参数水平较高(高于国家和世界卫生组织允许的限度)₅将废水混合后采集的样品与河流上游(混合前)的水平进行比较，并对其进行化学需氧量、总碱度、总硬度、总氮、氯化物和总挥发分。
• 即将到来的研究将被引导详细披露的直接和残余影响废水在河的下游用户和生态系统,以及物种形成的化学物质的影响直接相关的形式存在于沉积物、土壤和水。

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条信息

文章类型:研究文章

引用:(in chinese) Jebessa ZF, Wondemagegnehu EB (2018) Anmol产品纸厂污染的埃塞俄比亚上游Awash河理化特征。国际给水排水4(2):dx.doi.org/10.16966/2381-5299.154

版权:©2018 Jebessa ZF，等。这是一篇开放获取的文章，在知识共享署名许可协议的条款下发布，该协议允许在任何媒体上无限制地使用、发布和复制，前提是注明原作者和来源。

出版的历史:

收到日期:06年2月,2018年

接受日期:08年10月,2018年

发表日期:2018年10月23日,