DOI: https://doi.org/10.1007/s44274-026-00633-3
تاريخ النشر: 2026-04-13
المؤلف: Hansa Mathur وآخرون
الموضوع الرئيسي: المعادن الثقيلة في البيئة
نظرة عامة
تدرس الدراسة التأثير البيئي لمياه الصرف غير المعالجة من وحدات الصباغة والطباعة في منطقة سانجانر في جايبور، الهند، مسلطة الضوء على تدهور كبير في جودة التربة والمياه. كشفت تحليل المعلمات الفيزيائية والكيميائية عن تربة قلوية (pH 8.6-9.4)، وسعة تبادل كاتيون منخفضة (2.26-2.52 meq/100 g)، وكربون عضوي مستنفد (0.12-0.25%)، مما يشير إلى انخفاض الخصوبة. أظهرت عينات مياه الصرف مستويات تلوث مقلقة، حيث وصلت المواد الصلبة الذائبة الكلية إلى 2976 ملغم/لتر، وطلب الأكسجين البيولوجي (BOD) بين 410-499 ملغم/لتر، وطلب الأكسجين الكيميائي (COD) يتراوح بين 1347-2582 ملغم/لتر، جميعها تتجاوز معايير منظمة الصحة العالمية. تم العثور على معادن ثقيلة مثل الرصاص (Pb) والكروم (Cr) بتركيزات مرتفعة في كل من التربة ومياه الصرف، مما يشكل مخاطر تلوث مزمنة على الرغم من كونها تحت عتبات السمية الحادة.
تؤكد النتائج على الحاجة الملحة لتحسين استراتيجيات إدارة مياه الصرف، بما في ذلك المعالجة الإلزامية لمياه الصرف قبل التصريف، والمراقبة المنتظمة لمؤشرات البيئة، واعتماد تقنيات التنظيف البيئي المستدامة. هذه التدخلات ضرورية لحماية النظم البيئية الزراعية المحلية وصحة الإنسان، بينما تتماشى أيضًا مع عدة أهداف للتنمية المستدامة للأمم المتحدة (SDGs). تضع الدراسة منطقة سانجانر كحالة محورية لمعالجة تلوث النسيج في الاقتصادات الناشئة، داعية إلى دمج المراقبة العلمية، والتقنيات الخضراء، وتدابير تنظيمية صارمة لتعزيز الممارسات المستدامة داخل صناعة النسيج.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على الدور الحاسم للتربة والمياه كمصادر طبيعية أساسية للاستقرار البيئي والزراعة وصحة الإنسان. ومع ذلك، أدت التصنيع السريع، وخاصة في قطاع النسيج، إلى تدهور بيئي كبير من خلال تصريف مياه الصرف غير المعالجة، والتي غالبًا ما تتجاوز الحدود المسموح بها من منظمة الصحة العالمية (WHO). تحتوي هذه المياه على ملوثات ضارة، بما في ذلك المعادن الثقيلة والأصباغ الاصطناعية، التي تؤثر سلبًا على خصوبة التربة، والمجتمعات الميكروبية، وإنتاجية المحاصيل. تؤكد المقدمة على الحاجة الملحة للمراقبة المستمرة للمعلمات الفيزيائية والكيميائية مثل طلب الأكسجين البيولوجي (BOD)، وطلب الأكسجين الكيميائي (COD)، وpH، والمواد الصلبة الذائبة الكلية (TDS)، والمواد الصلبة المعلقة الكلية (TSS)، والعكارة للتخفيف من هذه التأثيرات.
تركز الدراسة بشكل خاص على منطقة سانجانر في جايبور، راجستان، وهي مركز رئيسي لإنتاج النسيج حيث يتم تصريف مياه الصرف بشكل متكرر في الحقول الزراعية والمجاري المائية دون معالجة كافية. على الرغم من شدة التلوث في هذه المنطقة، تفتقر التقييمات الشاملة لتلوث التربة ومياه الصرف. تهدف هذه البحث إلى معالجة هذه الفجوة من خلال تقييم منهجي للخصائص الفيزيائية والكيميائية وتركيزات المعادن الثقيلة في كل من التربة ومياه الصرف، مما يوفر بيانات أساسية ضرورية لإدارة فعالة للتلوث وتدخلات سياسية. تم وضع النتائج للمساهمة في تحقيق هدف التنمية المستدامة 6، الذي يدعو إلى الإدارة المستدامة للمياه والصرف الصحي بحلول عام 2030.
طرق
في هذه الدراسة، تم جمع عينات من التربة ومياه الصرف بشكل منهجي من منطقة سانجانر في جايبور، راجستان، الهند، وهي منطقة معروفة بإنتاج النسيج الواسع، والتي تشمل أكثر من 500 وحدة صباغة وطباعة متوسطة الحجم. ركزت البحث على أربعة مواقع أخذ عينات مختارة استراتيجياً—أسوالا (S1/W1)، باكسوالا (S2/W2)، جولار باندا (S3/W3)، وغوفيندبورا (S4/W4)—تم اختيارها بناءً على قربها من تجمعات النسيج الرئيسية، والتعرض المباشر لمياه الصرف الصناعية، وملاءمتها للممارسات الزراعية المحلية. تقع هذه المواقع downstream من نقاط تصريف مياه الصرف الرئيسية وتستخدم عادةً للري من قبل المزارعين المحليين، مما يبرز التأثير البيئي لمياه الصرف غير المعالجة على المناظر الطبيعية الزراعية.
تم جمع العينات باستخدام حاويات بولي إيثيلين نظيفة ومغسولة بحمض لمنع التلوث، وتم وضع علامات عليها وفقًا لذلك قبل نقلها في ظروف مبردة إلى المختبر. ضمنت هذه المنهجية سلامة العينات للتحليلات الفيزيائية والكيميائية وتحليلات المعادن الثقيلة اللاحقة، والتي تعتبر حاسمة لتقييم الآثار البيئية والصحية لمياه الصرف النسيجية في المنطقة.
نتائج
تسلط نتائج الدراسة الضوء على التأثير البيئي الكبير لمياه الصرف النسيجية، وخاصة من خلال وجود الأصباغ والمعادن الثقيلة، التي تغير الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمياه والتربة. تشمل التغييرات الرئيسية تعديلات في pH، وزيادات في طلب الأكسجين البيولوجي (BOD) وطلب الأكسجين الكيميائي (COD)، وارتفاع مستويات الكربون العضوي الكلي (TOC)، وتركيزات أعلى من المواد الصلبة الذائبة والمعلقة. تعطل هذه التغييرات العمليات البيئية الأساسية، وت degrade جودة المياه، وتشكل مخاطر كبيرة على النظم البيئية المائية، وصحة التربة، واستدامة الزراعة.
تقيم البحث بشكل خاص هذه التأثيرات في منطقة الصناعة النسيجية في سانجانر، مقدمة تحليلًا مفصلًا للمعلمات الفيزيائية والكيميائية وتركيزات المعادن الثقيلة في عينات التربة ومياه الصرف من أربعة مواقع مختارة. تسهل البيانات الملخصة، المقدمة في الجداول 3 و4 و5 و6، تقييم حجم وأبعاد تحميل التلوث، مما يحدد المخاطر البيئية والزراعية المحتملة المرتبطة بالتفريغ الصناعي في المنطقة.
مناقشة
تواجه منطقة سانجانر، وهي مركز صناعي نسيجي كبير بالقرب من جايبور، الهند، تحديات بيئية خطيرة بسبب تصريف مياه الصرف غير المعالجة أو المعالجة بشكل غير كافٍ من أكثر من 500 وحدة صباغة وطباعة. هذه المياه، الغنية بالمعادن الثقيلة، والأصباغ الآزوية، والمركبات الخطرة الأخرى، تُستخدم غالبًا للري، مما يؤدي إلى تلوث التربة والمياه الجوفية. تسلط الدراسة الضوء على الخصائص الفيزيائية والكيميائية المقلقة لكل من التربة ومياه الصرف، كاشفة عن مستويات pH مرتفعة (8.6 إلى 9.4) وقيم توصيل كهربائي (EC) مرتفعة، مما يشير إلى قلوية وتملح التربة. تؤثر هذه الظروف سلبًا على توفر العناصر الغذائية والنشاط الميكروبي، مما يشكل مخاطر على إنتاجية الزراعة وصحة العامة.
كشفت العينات التي تم جمعها من أربعة مواقع زراعية عن انخفاض كبير في مؤشرات خصوبة التربة، مثل سعة تبادل الكاتيون (CEC) ومحتوى الكربون العضوي، إلى جانب نقص العناصر الغذائية في النيتروجين والكبريت. تراوحت تركيزات المعادن الثقيلة، حيث أثارت مستويات الكروم والرصاص القلق بسبب مخاطرها الصحية المحتملة. أظهر تحليل مياه الصرف مستويات عالية من المواد الصلبة الذائبة الكلية (TDS) وطلب الأكسجين البيولوجي (BOD)، مما يشير إلى تلوث عضوي شديد ووجود مركبات غير قابلة للتحلل. تؤكد النتائج على الحاجة الملحة لاستراتيجيات إدارة مياه الصرف الفعالة للتخفيف من التأثير البيئي لمياه الصرف النسيجية وحماية جودة التربة والمياه في منطقة سانجانر.
DOI: https://doi.org/10.1007/s44274-026-00633-3
Publication Date: 2026-04-13
Author(s): Hansa Mathur et al.
Primary Topic: Heavy metals in environment
Overview
The study investigates the environmental impact of untreated textile effluents from dyeing and printing units in the Sanganer region of Jaipur, India, highlighting significant degradation of soil and water quality. Analysis of physicochemical parameters revealed alkaline soils (pH 8.6-9.4), low cation exchange capacity (2.26-2.52 meq/100 g), and depleted organic carbon (0.12-0.25%), indicating reduced fertility. Wastewater samples exhibited alarming pollution levels, with total dissolved solids reaching up to 2976 mg/L, biological oxygen demand (BOD) between 410-499 mg/L, and chemical oxygen demand (COD) ranging from 1347-2582 mg/L, all exceeding WHO standards. Heavy metals such as lead (Pb) and chromium (Cr) were found in elevated concentrations in both soil and wastewater, posing chronic contamination risks despite being below acute toxicity thresholds.
The findings underscore the urgent need for improved wastewater management strategies, including mandatory treatment of effluents prior to discharge, regular monitoring of environmental indicators, and the adoption of sustainable bioremediation techniques. These interventions are critical for protecting local agroecosystems and human health, while also aligning with several United Nations Sustainable Development Goals (SDGs). The study positions the Sanganer region as a pivotal case for addressing textile pollution in emerging economies, advocating for the integration of scientific monitoring, green technologies, and stringent regulatory measures to foster sustainable practices within the textile industry.
Introduction
The introduction highlights the critical role of soil and water as essential natural resources for ecological stability, agriculture, and human health. However, the rapid industrialization, particularly in the textile sector, has led to significant environmental degradation through the discharge of untreated effluents, which often exceed World Health Organization (WHO) permissible limits. These effluents contain harmful pollutants, including heavy metals and synthetic dyes, which adversely affect soil fertility, microbial communities, and crop productivity. The introduction emphasizes the urgent need for continuous monitoring of physicochemical parameters such as biological oxygen demand (BOD), chemical oxygen demand (COD), pH, total dissolved solids (TDS), total suspended solids (TSS), and turbidity to mitigate these impacts.
The study specifically focuses on the Sanganer region of Jaipur, Rajasthan, a major textile production hub where effluents are frequently released into agricultural fields and waterways without adequate treatment. Despite the severity of pollution in this area, comprehensive assessments of soil and wastewater contamination are lacking. This research aims to address this gap by systematically evaluating the physicochemical properties and heavy metal concentrations in both soils and wastewater, thereby providing essential baseline data for effective pollution management and policy interventions. The findings are positioned to contribute to achieving Sustainable Development Goal 6, which advocates for the sustainable management of water and sanitation by 2030.
Methods
In this study, soil and wastewater samples were systematically collected from the Sanganer region of Jaipur, Rajasthan, India, an area known for its extensive textile production, which includes over 500 medium-scale dyeing and printing units. The research focused on four strategically selected sampling locations—Asawala (S1/W1), Baksawala (S2/W2), Gular Bandha (S3/W3), and Govindpura (S4/W4)—chosen based on their proximity to major textile clusters, direct exposure to industrial effluents, and relevance to local agricultural practices. These sites are located downstream from primary effluent discharge points and are commonly utilized for irrigation by local farmers, highlighting the environmental impact of untreated wastewater on agricultural landscapes.
Samples were collected using clean, acid-washed polyethylene containers to prevent contamination, and were labeled accordingly before being transported under refrigerated conditions to the laboratory. This methodology ensured the integrity of the samples for subsequent physicochemical and heavy metal analyses, which are crucial for assessing the environmental and health implications of textile effluents in the region.
Results
The results of the study highlight the significant environmental impact of textile effluents, particularly through the presence of dyes and heavy metals, which alter the physicochemical properties of water and soil. Key changes include modifications in pH, increases in biochemical oxygen demand (BOD) and chemical oxygen demand (COD), elevated total organic carbon (TOC) levels, and higher concentrations of dissolved and suspended solids. These alterations disrupt essential ecological processes, degrade water quality, and pose substantial risks to aquatic ecosystems, soil health, and agricultural sustainability.
The research specifically evaluates these impacts in the textile industrial region of Sanganer, providing a detailed analysis of physicochemical parameters and heavy metal concentrations in soil and wastewater samples from four selected sites. The summarized data, presented in Tables 3, 4, 5, and 6, facilitate an assessment of the pollution loads’ magnitude and spatial variability, thereby identifying potential ecological and agricultural risks associated with industrial discharges in the area.
Discussion
The Sanganer region, a significant textile industrial hub near Jaipur, India, faces severe environmental challenges due to the discharge of untreated or inadequately treated wastewater from over 500 dyeing and printing units. This effluent, rich in heavy metals, azo dyes, and other hazardous compounds, is often used for irrigation, leading to soil and groundwater contamination. The study highlights the alarming physicochemical properties of both soil and wastewater, revealing elevated pH levels (8.6 to 9.4) and electrical conductivity (EC) values, indicating soil alkalization and salinization. These conditions adversely affect nutrient availability and microbial activity, posing risks to agricultural productivity and public health.
Sampling conducted at four agricultural sites revealed significant reductions in soil fertility indicators, such as cation exchange capacity (CEC) and organic carbon content, alongside nutrient deficiencies in nitrogen and sulfur. Heavy metal concentrations varied, with chromium and lead levels raising concerns due to their potential health risks. Wastewater analysis showed high total dissolved solids (TDS) and biochemical oxygen demand (BOD), indicating severe organic pollution and the presence of non-biodegradable compounds. The findings underscore the urgent need for effective wastewater management strategies to mitigate the environmental impact of textile effluents and protect both soil and water quality in the Sanganer region.