水和廢水處理- Forschen科學

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研究文章
布隆迪咖啡種植生態區濕法咖啡加工廠的出水質量

埃米爾Bisekwa1、2 *保羅·M Njogu1意甲Kufa-Obso3.

1 能源與環境技術研究所,肯尼亞內羅畢郵政信箱6200-00200
2 布隆迪農業科學研究所,布隆迪布瓊布拉795信箱
3. 國際熱帶農業研究所,1893年郵政信箱,布瓊布拉,布隆迪

*通訊作者:肯尼亞喬莫·肯雅塔農業技術大學能源與環境技術研究所,布隆迪農學科學研究所,電話:+257 79 410 304;電子郵件:emilebisekwa@gmail.com


摘要

阿拉比卡咖啡是小農出於商業目的種植的,通常使用濕法咖啡加工技術進行加工。布隆迪有250多家咖啡加工廠,向水體排放廢水。本研究的目的是測定布隆迪主要咖啡種植生態區咖啡加工技術工廠廢水的理化參數水平。廢水樣本從19個地點收集,分別代表私人、公共和合作擁有的咖啡處理站。物理化學分析是在現場和實驗室條件下使用標準程序進行的。結果表明,該廢水在總懸浮物、化學需氧量、生化需氧量、pH等方麵均未達到布隆迪汙水排放標準。數據表明,濕法咖啡加工在pH、總懸浮物、化學需氧量、生化需氧量等方麵均對環境造成了汙染。在處理前需要安裝高質量的拋光技術來處理水。

關鍵字

水汙染;生化需氧量5;汙水質量;廢水;咖啡濕處理


簡介

咖啡是世界上最著名的重要農產品之一。布隆迪是依賴咖啡出口的生產國之一,每年出口收入平均為5 000萬至6 000萬美元,相當於全國出口收入的70%至80%。咖啡屬於家庭茜草科它有很多物種。阿拉比卡咖啡(93%)和羅布斯塔咖啡(7%)是布隆迪為商業目的而種植的亞科的兩個主要品種[2]。咖啡櫻桃加工成青咖啡一般分為濕法和幹法(阿拉比卡咖啡- 100%濕法、羅布斯塔咖啡58%濕法和42%幹法)[2]。布隆迪生產的大多數咖啡是阿拉比卡咖啡,是用濕法加工的。濕法處理方法需要特定的設備和足夠的水量,廢水被排放到接收水體。地表水很容易受到汙染,特別是來自農業活動、家庭和工業廢水的汙染,因此有必要確定工業廢水[3]的汙染水平。

卡揚紮、吉特加和馬卡姆巴是布隆迪主要的咖啡種植農業生態區。有許多咖啡加工廠位於河流和溪流的衝擊程度的水力上升。

根據全國咖啡生產者協會聯合會的數據,布隆迪有250多家咖啡加工廠。因此,濕加工工廠數量的增加產生了大量的加工副產物,主要是咖啡漿和廢水,它們被排放到附近的自然水道,流入河流和/或滲入地下水,從而對周圍的水體、人類健康和水生生物構成威脅[5]。咖啡漿含有大量的有機化合物,如脂肪酸、木質素、纖維素、半纖維素和其他多糖,這證明了咖啡漿的價格是合理的。咖啡櫻桃的濕法加工是一種替代方法,但它會產生大量的廢水,其中含有豐富的懸浮有機物、溶解的有機和無機化合物,具有很大的汙染潛力,在向環境排放之前需要進行質量修正,以達到布隆迪監管機構製定的排放標準。廢水處理技術種類繁多;微生物燃料電池(MFC)是一種生物電化學係統,是一種比傳統廢水處理係統更可靠的替代技術,可通過廢水處理[6]直接回收生物能量。

大多數咖啡加工廠將廢水排放到附近的小溪中。根據Lipsey的說法,“解決汙染的方法一定不是稀釋,因為在一杯咖啡中放入一塊糖比從咖啡中取出來要容易得多。”把廢物從一個地方運到另一個地方並不能解決衛生問題。這些選擇都是暫時的選擇,隻會轉移問題。因此,必須同各種形式的汙染,特別是水的汙染作鬥爭。考慮到產生的量和通過廢水釋放的汙染物,咖啡加工農業工業是水汙染問題的主要貢獻者之一。盡管有嚴重的汙染問題,但發現沒有一家公共咖啡加工廠有汙水處理廠[8]。它們直接向附近的水體、溪流和空地排放未經處理的有色酸性汙水[8]。此外,研究發現,咖啡加工廢水排放到地表水對周圍水體和水生生物非常有害[5,9],還會對附近地區居民的人體健康(造成許多嚴重的健康問題,如頭暈、眼、耳和皮膚刺激、胃、疼痛、惡心和呼吸問題)[10]。

沒有任何研究對布隆迪的汙水質量進行調查,以評估問題的嚴重程度,從而提出解決辦法和建議。因此,這項研究的目標是提供咖啡加工過程中水汙染的數據。研究結果將有助於確定咖啡加工廢水的特征,以及濕咖啡洗滌站廢水對布隆迪一些咖啡種植生態區接收水體質量的影響。

本研究的目的是確定咖啡加工技術(CPT)工廠卡揚紮、吉特加和馬卡巴咖啡種植區的廢水質量。

材料和方法
研究描述

這項研究是在布隆迪的卡揚紮、吉特加和馬卡姆巴咖啡種植農業生態區進行的。卡揚紮省位於潮濕的中部高原,位於布延子地區。這是最好的Cafeicultura生產區域。基特加省(布隆迪的政治首都)位於幹旱的中部高原,基裏米羅地區,馬卡姆巴省位於東部窪地,布拉加內地區(圖1,表1)。

圖1:布隆迪地圖,顯示研究區域的位置。

變量 單位 Kayanza 正常 Makamba
經度 學位(°) 29.6278°E 29.9246°E 29.8034°E
緯度 學位(°) 2.9235°S 3.4273°S 4.1385°S
海拔高度 1500 - 1850 1500 - 1650 1250 - 1400
降雨量 毫米 1200 - 1400 1200 - 1300 1200 - 1300
空氣溫度 °C 15 - 17日 17日至19日 19號

表1:研究區域的描述。

廢水采樣和前處理

根據Mugenda和Mugenda[11],在布隆迪咖啡種植區選擇了19家濕法咖啡加工廠。在2020年4月和6月期間,從卡揚紮、吉特加和馬卡姆巴咖啡種植區的咖啡加工廠收集了廢水樣本。廢水樣本的收集采用美國公共衛生協會(APHA)[7]中描述的采樣程序。現場預處理加入H2所以4用於COD,磷酸鹽和銨分析,HCl用於硝酸鹽和亞硝酸鹽分析和HNO分析3.用於鉛和銅分析。

實驗設計和數據收集

實驗采用完全隨機化設計(CRD),為保證準確性,采用三重複樣本分析。對咖啡廢水進行了16次定量理化分析;使用Trace2o Hydrocheck HC1000多參數電化學測量套件T20-AN-P270測量pH、溫度(T°)、鹽度、電導率(EC)、總溶解固體(TDS)和溶解氧(DO)。對樣本進行了適當和仔細的標記,並將其運送到布隆迪農藝科學研究所的實驗室和布隆迪大學的實驗室,以測定氯化物(Cl-),亞硝酸鹽(NO2-),硝酸鹽(NO3.-),磷酸(PO43 -)、鉛(Pb)、銅(Cu)、總懸浮物(TSS)、化學需氧量(COD)和生化需氧量(BOD)5).分析方法是水和廢水檢驗標準方法[12]和標準[14]所描述的方法。磷酸鹽、亞硝酸鹽和硝酸鹽采用紫外-可見分光光度計(BKUV 1800PC Biobase)和實驗室(LASPA)中1cm匹配的石英細胞,按照標準方法[12,13]進行分析。

采用NOVA 60比色法,按標準方法和BOD對樣品進行COD分析5[12]使用壓力測量法,使用琥珀色的瓶子頂部有一個“OXYTOP®“頭。

TSS是通過過濾(用whatman N°41過濾)一定量的水(1l),並在德國WT-Binder 7200Tuttling烘箱中105°c幹燥24小時確定的。TSS由以下公式[14]表示:

其中M0=過濾器使用前的質量(mg / l);米1=過濾器使用後的質量(mg / l);V=使用的水量(毫升)。

在堿性環境下分析銨離子,氨氣被水蒸氣置換,然後用容積法在餾分液上進行。銨含量以毫克/升表示為關係式[14]:

在V1=樣品滴定用的滴定液體積;V2=樣品體積和V0=坯料滴定用的滴定劑體積。

廢水樣品經Whatman No.41濾紙過濾後,直接使用火焰原子吸收分光光度計perkins - elmer Analyst 400(高科技檢測係統)對溶解的重金屬濃度進行分析。

采用滴定法測定氯化物濃度,所用設備有錐形瓶、移液器和滴定管。氯化物用[13]測定。

式中X=滴定樣品所用的滴定液體積;V =樣品的體積。

所有使用的化學試劑都是分析級的,並檢查了其有效期。

所有測試的結果都公正而謹慎地記錄在一份準備好的數據登記格式中。

統計分析

對所得數據進行統計分析;如Rstudio-1.0.153,方差分析(ANOVA),以確定Kayanza、Gitega和Makamba之間是否存在顯著差異。采用配對樣本T檢驗(SSPS)對4月和6月記錄的結果進行比較。

結果和討論

從濕法咖啡加工廠排放的廢水中得到的結果表明,不同場地之間的理化參數存在差異。研究發現,廢水不符合布隆迪TSS、COD、BOD排放標準[15]5然而,硝酸鹽,亞硝酸鹽,DO,磷酸鹽,鹽度,EC, TDS,氯化物,Pb, Cu和NH4+符合規定的標準。

咖啡廢水所選理化參數的平均濃度(n=114)與排放到水體的廢水的最大允許標準濃度的比較。

pH值因地點而異,也因咖啡加工廠而異,pH值在研究地點的4.1±0.3至4.2±0.4之間變化(表2,3),而在不同咖啡加工廠所有權的pH值在4.0±0.3至4.3±0.5之間變化(表4)。這些結果表明廢水是高酸性的。酸性的pH值是由於存在有機酸,如漿果皮和果肉羧酸。根據Hue NV等人[16]的研究結果,咖啡水果加工廢水的pH值在3.5到4.5之間。這些發現與作者[8,17]的報道一致。咖啡排出液中的平均值明顯較低(酸性)。這可能是由於發酵罐中的黏液和糖的發酵。糖在酵母的作用下發酵生成酒精和一氧化碳2.然而,在這種情況下,酒精在發酵的製漿水中很快轉化為醋酸。糖的酸化下降到pH值約4[10]。T檢驗結果顯示,在95%置信水平下,4月和6月之間pH水平無顯著差異。

TSS的平均濃度在2481.3±45.6 ~ 2640.9±60.0 mg/l之間,根據地點不同(表3),在2258.2±108.6 ~ 2709.3±71.4 mg/l之間,根據不同的濕法咖啡加工廠不同(表4)。咖啡加工廢水中TSS的較高值可能是由於存在天然可生物降解的果膠、蛋白質和糖。咖啡果[9]加工過程中,有機物的濃度隨水的用量而變化。這些結果高於可接受的極限[15],並沒有因季節而顯著變化。根據標準排放限值,TSS通過沉降增加溶解氧需要量,形成氧氣需要量泥灘,對附近河流或溪流產生不利影響,使接收水體渾濁,並可能改變水生微生物的生境。

根據不同的地點和不同的濕法咖啡加工廠,濕法咖啡加工廠排放的廢水中化學需氧量的汙染分布範圍分別為10025±498.0 ~ 14019.2±392.9 mg/l(表3)和11610±618.2 ~ 14273±476.3 gm/l(表4)。生化需氧量5不同的濕法咖啡加工廠/所有權不同,其含量範圍為5792.5±488.1 ~ 7300±388.0 mg/l(表3),而不同的濕法咖啡加工廠/所有權不同,其含量範圍為5940.9±253 ~ 7525.3±574.6 mg/l(表4),由於季節的不同,這些結果發生了顯著變化(P< 0.05)。4月和6月的結果變化可能與影響發酵的氣溫不同有關。布隆迪廢水排放標準的限值為COD(150毫克/升)和BOD5(30毫克/升)[15、18]。這種高水平的按需發展5,咖啡加工廢水中的COD可能是由於大量有機物的存在和緩慢降解的化合物的存在。許多研究人員報告了濕法加工過程中COD和BOD造成的高汙染[16,11,19]5咖啡排出物的含量。通過本研究得到的廢水COD和BOD5的最大濃度分別高於代表咖啡廢水汙染強度的可接受極限。這表明,大量的化學和生化物質從咖啡加工廢水釋放到河流或小溪。

他們還表明,當使用存在的有機物時,廢水中可能有低氧可用的生物。濕法加工廠使用大量的水進行咖啡櫻桃的製漿、發酵和洗滌。因此,除了少數私人或合作所有的工廠外,大量廢水和咖啡廢水未經處理就排放到附近的河流或小溪中。表2、3、4、5的結果表明,4、6月份廢水受高酸性、高有機負荷、高懸浮物汙染嚴重。有機負荷以COD和BOD來衡量5酸度用pH值表示,懸浮物用總懸浮物表示。

不同地點和所有濕法咖啡加工廠的咖啡廢水出水TDS值分別在414.5±83.3 ~ 443.0±56.4 mg/l(表3)和397.6±48.2 ~ 451.3±54.4 mg/l(表4)之間變化,所有采樣點的結果都低於(表2-5),由於季節(4、6月)的變化不明顯。各部位的TDS含量可能符合發酵罐出液量高的要求。高TDS對淡水動物有毒害作用,可引起滲透應激,並可增加有機物腐爛產生的難聞氣味和異味。

所有地點和濕咖啡加工所有權的咖啡流出物硝酸鹽濃度水平分別在18.1±3.9至22.7±4.1毫克/升(表3)和17.5±3.1至24.5±8.3毫克/升(表4)之間變化。4月和6月記錄的結果(表4)差異顯著(P<0.05),這種差異可能是由於農民在農田中使用的化肥通過徑流排放到水體中,而同樣的汙染水也被用於製漿、發酵和咖啡洗滌,因為布隆迪大多數濕式咖啡加工廠使用來自河流和小溪的水。硝酸鹽濃度符合標準[15]。

在本研究中,pH水平與DO具有很強的顯著負相關關係,這個值表明,隨著pH值的增加或減少,DO的值也會減少或增加。TDS與EC、鹽度和硝酸鹽呈顯著正相關,隨TDS值的增加或減少,EC、鹽度和硝酸鹽離子的值增加或減少。DO與銨離子和硝酸鹽離子[20]呈顯著正相關。COD與TSS、BOD呈極顯著正相關5反之亦然。這也說明隨著COD、TSS、BOD值的增加或減少5反之亦然,它們的值也會增加或減少。

不同地點和不同濕法咖啡加工廠銨的濃度分別在4.9±0.8 ~ 6.6±1.8 mg/l(表3)和4.4±2.1 ~ 6.6±2.3 mg/l(表4)之間。氨因其毒性而成為水產養殖中魚類的關鍵參數,當氨濃度過高時,最終會導致中樞神經係統細胞死亡。結果表明,各采樣點之間存在顯著性差異(P<0.05),溫度均低於排放出水允許限值(表2-5)。

所有地點和各種濕法咖啡加工廠的咖啡廢水溫度平均值分別在21.3±1.1至23.7±1.1°C(表3)和20.8±1.2至23.0±1.2°C(表4)之間。結果表明,各采樣點之間存在顯著性差異(P<0.05),溫度均低於排放出水允許限值(表2-5)。

不同地點和不同濕咖啡加工廠的電導率(EC)分別為734.5±15.8 ~ 867.9±54.7μS/cm(表3)和798.3±20.5 ~ 924.9±97.1 μS/cm(表4)。隨著TDS和鹽度[22]的增加,EC呈穩定上升趨勢。咖啡洗站類型與EC之間存在高度顯著的差異,在95%置信區間內,由於季節的影響,差異不顯著。

在不同地點和不同濕法咖啡加工廠采集的咖啡廢水樣品中,DO值分別為2.8μ0.3 ~ 8.7±0.4 mg/l(表3)和6.3±1.0 ~ 7.1±1.5 mg/l(表4)。最低的數值出現在濕季的Makamba地區(表2)。這種變化可能是由於需氧廢物增加導致需氧生物耗氧所致。DO濃度低於1毫克/升可能會對周圍的河流或溪流和生物群落的生存產生不利影響,從而導致所有的水汙染。大部分時間段DO濃度值在95%置信區間內變化顯著,DO與銨態氮呈極顯著(P<0.01)相關性(表6)。生物指標與pH、DO呈負相關,與BOD、COD呈正相關。

Kayanza 正常 Makamba
變量 4月 6月 4月 6月 4月 6月
物理
pH值 4.2±0.4 4.0±0.4 4.1±0.2 4.2±0.3 4.1±0.4 4.1±0.3
溫度 °C 21.0±1.2 21.5±1.0 23.1±0.9 24.4±0.9 22.8±0.3 23.1±0.4
電子商務 μS /厘米 841.6±86.3 927.9±76.8 973.4±84.6 762.3±115.1 707.2±57.8 1017.7±29.9
TDS 毫克/升 420.1±90.8 465.9±117.5 478.1±83.8 350.9±115.1 353.7±80.3 510.2±29.9
毫克/升 10.2±5.23 7.2±1.7 5.8±2.3 3.3±0.4 0.8±0.1 4.8±0.9
鹽度 毫克/升 409.7±89.0 455.6±56.6 333.3±68.8 346.4±77.7 345.0±76.8 505.0±35.4
TSS 毫克/升 2444.0±100.7 2522.6±214.7 2679.9±180.8 2601.9±166.3 2751.8±158.6 2440.0±120.0
化學
生化需氧量5 毫克/升 7481.6±451.1 5996.1±402.7 7300.0±371.5 7250.0±615.6 5792.5±332.9 5710.1±332.9
鱈魚 毫克/升 12745.6±417.9 11127.3±694.3 14416.8±456.1 13621±892.4 10200±545.6 9820.0±500.6
阿寶43 - 毫克/升 7.8±1.8 4.2±1.9 12.6±2.1 2.2±1.4 12.5±1.39 6.5±0.3
Cl- 毫克/升 67.3±17.3 55.9±17.2 42.3±16.8 68.9±21.1 34.9±10.9 63.6±10.9
NH4+ 毫克/升 6.2±2.4 6.7±2.7 6.8±1.5 4.5±1.7 5.3±0.6 4.4±0.3
沒有3.- 毫克/升 23.7±4.7 12.6±2.9 27.4±3.8 18.0±3.0 18.1±4.8 19.5±2.8
沒有2- 毫克/升 0.9±0.2 0.3±0.1 1.3±0.3 0.1±0.01 1.3±0.08 0.2±0.1
毫克/升 0.2±0.1 0.2±0.1 0.2±0.06 0.4±0.1 0.3±0.03 0.6±0.1
Pb 毫克/升 < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01 0.01

表2:研究區汙水理化參數在研究月間的平均值和標準差。

磷酸鹽濃度範圍為6.0±1.6 ~ 9.5±1.5 mg/l(表3)和6.2±1.4 ~ 6.51.2 mg/l(表4),根據不同的地點和不同的濕法咖啡加工廠。與4月和6月的結果相比,各調查點的磷酸鹽濃度在95%置信區間內變化顯著(p<0.05)。出水的磷酸鹽濃度似乎不會對接收水體構成任何威脅(表3-5)。咖啡廢水中亞硝酸鹽的濃度在各個地點之間差異均有統計學意義(P<0.05)。

變量 單位 Kayanza 正常 Makamba 標準水平
物理
pH值 pH值範圍 4.1±0.4一個 4.2±0.3一個 4.1±0.3一個 6 - 9
溫度 °C 21.3±1.1c 23.7±1.1一個 23.0±0.3b 35
電子商務 μS /厘米 734.5±15.8一個 867.9±54.7一個 862.4±75.7一個 -
TDS 毫克/升 443.0±56.4一個 414.5±83.3一個 431.9±39.0一個 1200
毫克/升 8.7±0.4一個 4.6±0.4b 2.8±0.3b > 1
鹽度 毫克/升 432.6±55.0一個 339.9±98.2b 425.0±39.2ab -
TSS 毫克/升 2481.3±45.6一個 2640.9±60.0一個 2595.8±32.0一個 50
化學
生化需氧量5 毫克/升 6738.8±467.1一個 7300±388.0一個 5792.5±488.1一個 30.
鱈魚 毫克/升 11936±600.3b 14019.2±392.9一個 10025±498.0b 150
阿寶43 - 毫克/升 6.0±1.6b 7.4±1.8ab 9.5±1.5一個 30.
Cl- 毫克/升 61.6±7.8一個 55.6±8.5一個 35.7±6.4b 250
NH4+ 毫克/升 6.5±2.5一個 5.6±1.8ab 4.7±0.8b -
沒有3.- 毫克/升 18.1±3.9一個 22.7±4.1一個 18.83±2.7一個 50
沒有2- 毫克/升 0.6±0.1一個 0.7±0.2一個 0.8±0.2一個 -
毫克/升 0.2±0.02c 0.3±0.1b 0.4±0.2一個 1
Pb 毫克/升 < 0.01 < 0.01 < 0.01 0.05

表3:研究地點濕法咖啡加工廢水的物理化學性質。

變量 單位 私人 公共 合作 標準水平
物理
pH值 pH值範圍 4.1±0.2 4.0±0.3 4.3±0.5 6 - 9
溫度 °C 20.8±1.2 23.0±1.2 21.7±1.3 35
電子商務 μS /厘米 798.3±20.5 924.9±97.1 844.0±81.5 -
TDS 毫克/升 397.6±48.2 451.3±54.4 424.2±87.3 1200
毫克/升 7.1±1.5 6.9±2.1 6.3±1.0 > 1
鹽度 毫克/升 391.3±50.9 399.3±71.0 412.7±85.6 -
TSS 毫克/升 2258.2±32.6 2575.2±108.6 2709.3±71.4 50
化學
生化需氧量5 毫克/升 7431.6±832.9 5940.9±253.0 7525.3±574.6 30.
鱈魚 毫克/升 12000±844.5 11610±618.2 14273±476.3 150
阿寶43 - 毫克/升 6.2±1.4 7.2±1.6 6.5±1.2 30.
Cl- 毫克/升 56.5±17.7 51.4±15.9 68.6±24.6 250
NH4+ 毫克/升 4.4±2.1 6.5±2.3 6.3±1.9 -
沒有3.- 毫克/升 24.5±8.3 17.5±3.1 20.1±9.2 50
沒有2- 毫克/升 0.8±0.1 0.7±0.2 0.4±0.1 -
毫克/升 0.2±0.02 0.3±0.02 0.3±0.01 1
Pb 毫克/升 < 0.01 < 0.01 < 0.01 0.05

表4:不同濕法咖啡加工廠廢水的物理化學質量參數/所有權平均值±std. dev (n=24,私人;n=60,公共和n=30,合作)..

變量 單位 濕/ 4月 幹/ 6月 標準水平
物理
pH值 pH值範圍 4.10±0.31 4.14±0.36 6 - 9
溫度 °C 21.84±1.22 21.81±1.78 35
電子商務 μS /厘米 818.61±3.98 892.82±2.37 -
TDS 毫克/升 406.88±2.37 441.72±2.12 1200
毫克/升 7.58±0.57 5.89±0.38 > 1
鹽度 毫克/升 371.06±2.04 441.00±1.95 -
TSS 毫克/升 2535.64±14.7 2492.84±2.04 50
化學
生化需氧量5 毫克/升 7796.38±468.20 6135.33±389.19 30.
鱈魚 毫克/升 13370±501.31 11885.33±651.75 150
阿寶43 - 毫克/升 9.33±1.06 3.95±1.04 30.
Cl- 毫克/升 57.13±1.08 60.48±9.24 250
NH4+ 毫克/升 5.98±0.71 5.49±0.47 -
沒有3.- 毫克/升 25.41±1.88 16.11±1.87 50
沒有2- 毫克/升 1.02±0.60 0.23±0.12 -
毫克/升 0.21±0.02 0.26±0.02 1
Pb 毫克/升 < 0.01 < 0.01 0.05

表5:濕咖啡加工廠在濕月和幹月廢水的物理化學質量參數,平均值±std. dev (n=57)。

變量 pH值 T 電子商務 TDS 鹽度 鱈魚 BOD5 TSS 阿寶43 - Cl- NH4+ 沒有3.- 沒有2-
pH值 1 0.04 0.36 * * 0.34 * * -0.41 * * 0.37 * * 0.33 * 0.39 * * 0.04 0.34 * * 0.46 * * -0.20 0.55 * * 0.19 -0.07
T 0.04 1 -0.28 * -0.41 * * -0.66 * * -0.42 * * 0.33 * 0.37 * * 0.16 -0.52 * * 0.12 -0.20 -0.02 -0.54 * * 0.18
電子商務 0.36 * * -0.28 * 1 0.93 * * 0.02 0.92 * * 0.28 * 0.27 * 0.39 * * 0.44 * * 0.04 -0.05 0.47 * * 0.30 * 0.21
TDS 0.34 * * -0.41 * * 0.92 * * 1 0.12 0.99 * * 0.22 0.22 0.30 * 0.45 * * 0.09 0.05 0.51 * * 0.36 * * 0.02
-0.41 * * -0.66 * * 0.02 0.12 1 0.09 -0.22 -0.28 * -0.06 0.15 -0.47 * * 0.58 * * -0.33 * 0.56 * * -0.14
鹽度 0.33 * * -0.42 * * 0.92 * * 0.99 * * 0.09 1 0.22 0.22 0.29 * 0.46 * * 0.09 0.02 0.53 * * 0.37 * * 0.03
鱈魚 0.33 * 0.33 * 0.27 * 0.21 -0.22 0.22 1 0.98 * * 0.52 * * -0.33 * 0.27 * 0.05 0.37 * * 0.26 -0.20
生化需氧量5 0.30 * * 0.32 * * 0.27 * 0.22 -0.28 * 0.23 0.98 * * 1 0.51 * * -0.26 0.28 * 0.01 0.42 * * 0.23 -0.12
TSS 0.04 0.16 0.40 * * 0.30 * -0.06 0.29 * 0.52 * * 0.51 * * 1 -0.26 0.29 * 0.14 0.06 0.01 0.01
阿寶43 - 0.30 * * -0.52 * * 0.44 * * 0.45 * * 0.15 0.46 * * -0.33 * -0.26 -0.26 1 -0.21 -0.09 0.28 * 0.36 * * 0.37 * *
Cl- 0.46 * * 0.12 0.04 0.09 -0.47 * * 0.09 0.26 * 0.28 * 0.28 * -0.21 1 -0.25 0.24 -0.22 -0.34 * *
NH4+ -0.20 -0.20 -0.05 0.05 0.58 * * 0.02 0.05 0.01 0.14 -0.09 -0.25 1 -0.26 * 0.42 * * -0.52 * *
沒有3.- 0.52 * * -0.02 0.46 * * 0.51 * * -0.33 * 0.53 * * 0.37 * * 0.42 * * 0.06 0.28 * 0.20 -0.26 * 1 0.12 -0.08
沒有2- 0.19 -0.54 * * 0.30 * 0.36 * * 0.56 * * 0.37 * * 0.26 0.23 0.01 0.36 * * -0.22 0.42 * * 0.12 1 -0.12
-0.07 0.18 0.21 0.02 -0.14 0.03 -0.21 -0.12 0.01 0.37 * * -0.34 * * -0.52 * * -0.07 -0.12 1

表6:理化參數之間的相關值。
*=相關性在P=0.05概率水平上顯著,**=相關性在P=0.01概率水平上顯著。

亞硝酸鹽的平均濃度在0.6±0.1 ~ 0.8±0.2 mg/l(表3)和0.4±0.1 ~ 0.8±0.1 mg/l(表4)之間,根據地點和各種濕法咖啡加工廠的不同而不同。與排放汙水標準[15]相比,出水的亞硝酸鹽濃度似乎不會對接收水體構成任何威脅。咖啡廢水中亞硝酸鹽的濃度在各個地點之間差異均有統計學意義(P<0.05)。4月和6月記錄的結果有顯著差異。這可能是由於徑流中含有來自農民的化肥[23,24]。

氯化物濃度在Makamba的35.7±6.4mg/l到Gitega的61.6±7.8 mg/l之間,在研究地點(表3)和濕咖啡加工業主(表4)的51.4±15.9mg/l到68.6±24.6 mg/l之間。這與布隆迪的環境排放汙水一致。

銅的平均濃度符合標準水平,根據地點和不同濕法咖啡加工廠的不同,銅的平均濃度分別在0.2±0.02 ~ 0.4±0.2 mg/l和0.2±0.02 ~ 0.3±0.01 mg/l之間。這些濃度似乎不會對附近的河流和小溪造成問題。鉛濃度始終低於AAS的檢測限(LOD)。

結論

根據這項研究的結果,卡揚紮、吉特加和馬卡姆巴的濕法咖啡加工工藝產生的廢水的pH值、BOD、COD和總懸浮物值高於布隆迪和世衛組織製定的標準,因此需要在所有咖啡加工廠開發和安裝適當的廢水處理技術,以提高廢水質量,達到排放標準。這是為了保護環境和人類的健康。

本研究的結果可供決策者製定政策戰略,以保護接收水體的環境和健康。政府還應探索安裝其他環境友好型咖啡加工技術的可能性。

確認

布隆迪農業科學研究所(ISABU)的財政支持和布隆迪咖啡部門競爭力支持項目(PJ-002598)得到了高度肯定。作者要感謝所有濕法咖啡加工經理在抽樣過程中的合作。我們衷心感謝土壤與食品分析實驗室(LASPA)的工作人員在數據收集方麵提供的毫無保留的技術協助。我們也感謝能源與環境技術研究所(IEET)對第一作者的學術能力建設。最後,我們衷心感謝審稿人將稿件改進到這個標準。


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條信息

文章類型:研究文章

引用:Bisekwa E, Njogu PM, Kufa-Obso T(2020)布隆迪咖啡種植生態區濕法咖啡加工廠的出水質量。國際J水廢水處理6(3):dx.doi.org/10.16966/2381-5299.176

版權:©2020 Bisekwa E,等人。這是一篇開放獲取的文章,根據創作共用署名許可協議(Creative Commons Attribution License)發布,該協議允許在任何媒體上不受限製地使用、分發和複製,前提是注明原作者和來源。

出版的曆史:

  • 收到日期:2020年10月26日,

  • 接受日期:2020年11月23日,

  • 發表日期:2020年11月30日