马来西亚柔佛州棕榈油园供水中铝及理化参数的测定

摘要

该研究旨在确定柔佛州Kota Tinggi选定棕榈油区饮用水中铝（Al）的浓度，并研究饮用水的物理化学参数（pH值、总溶解固体（TDS）、浊度和余氯）。水样是从有私人和公共供水的屋中采集的。采样点位于水源、处理厂出口（TPO）以及距离TPO最近的房屋（H1）和最远的房屋（H2）。所有有私人供水的屋苑均未能满足NSDWQ中铝的平均浓度为0.99±1.52的要求 毫克/升。然而，除一个公共供水小区外，所有公共供水小区的铝浓度均在限值范围内。所有样品的pH值均符合NSDWQ，但私人住宅区的饮用水pH值为酸性（5.50±0.90）的情况除外。私人供水在饮用水样中显示出违反浊度值（14.2±24.1 NTU）。在私人供水屋中观察到氯化量不足（0.09±0.30） 毫克/升）。水处理效率低下的私人供水为社区提供了不令人满意的饮用水质量，这可能导致重大健康问题。

1.介绍

安全饮用水是人类福祉、健康、发展的基本需要和必需品，因此，它是国际公认的基本人权[1］.

在马来西亚，饮用水是按州管理的，以满足公共或私人供水的不同需求。根据卫生部工程服务司(ESD) [2公共供水由政府或立法机关有系统地处理。同时，私人供水被定义为不由立法机关提供的供水，其维护依赖于该地区的业主;尤其是在农村地区。由于水管安装费用高昂，业主必须为居民提供就近的水源[3.，4］.非政府当局提供的水往往会引起水质问题，因为私人业主总是达不到饮用水质量标准，因此引发了爆发和健康风险，这是Melian等人在摩尔多瓦共和国进行的研究[5， Reid等人在苏格兰[6，以及英格兰和威尔士的Said等人[7］.

这是由于水源本身造成的污染物，由上述方所做的水处理系统不充分和不令人满意。根据Huang等人在西藏的研究，污染的水源是由周边活动造成的，比如工业金属开采[8］.在青藏高原的另一项研究中，Huang等人发现亚洲四大河流记录了由采矿和农业活动、生活污水、交通密度等贡献的Mg、Al、Fe和Pb的存在[9]以及气候变化因素[10］.

处理不当的水可能会使易受污染的水接触到微生物等污染物[11]、重金属[12)、农药(13]和可能导致水媒疾病爆发的病原体[14),健康不佳。

马来西亚卫生部对马来西亚半岛农业地区进行的水质监测显示，若干理化参数如pH值、浊度、余氯、铝、砷和铅等均违反了水质标准[4］.

在柔佛州的哥打廷吉，棕榈油产业占该地区农业用地的大部分。在哥打汀吉的42个屋苑中，共有28个屋苑仍依赖由私人屋苑管理部门处理和提供的供水[15］.

重要的重金属污染物之一是铝(Al)。铝是最丰富的元素，通过环境中的硅酸盐、氧化物和氢氧化物等多种迁移因子自然生成。在水处理过程中，过量添加铝盐作为混凝剂会导致成品水中铝的浓度升高。铝盐用于降低有机物、颜色、浊度和微生物水平[16］.

根据各国的一些研究报告，人类通过口腔接触高铝水平影响了许多健康因素。这些接触来自饮料和食物制备、烹饪用具中的水[17]及抗酸剂[18］.这些研究假设Al是阿尔茨海默病(AD)的危险因素[19，20.]、痴呆、骨软化症(OM) [21],脑病[22]及全肠外营养(TPN) [23］.

根据研究的兴趣，可以通过血液、尿液、头发、大脑和骨骼等生物样本来确定人体对铝的暴露。根据Nieboer等人的研究，尿铝和血浆铝水平都反映了身体负担和当前暴露情况，但尿铝浓度的反应更灵敏[17这一发现与世卫组织一致[18，24报道了尿液是铝排泄最重要的途径。

认识到私人供水的消费者对铝暴露的认识有限，认识到铝含量过高对健康有害的事实，本研究的兴趣在于评估该社区饮用的饮用水中的铝浓度。因此，本研究所得的数据可作为提高农村地区供水质量的物业管理的依据，也可作为制定农村地区100%安全供水政策的决策者的依据。

通过一年的研究，从重金属含量和理化特性两个方面对哥打亭基部分棕榈油产地的供水质量进行了研究。

2.材料和方法

2．1.采样地点

这项研究是在柔佛州Kota Tinggi选定的棕榈油庄园进行的。Kota Tinggi位于马来西亚半岛东南部，约350公里 距离马来西亚首都吉隆坡公里。Kota Tinggi是柔佛最大的地区，总人口为3500人 平方公里土地面积[25人口为192,336人[26］.在哥打汀吉，除了其他农业和渔业活动外，棕榈油种植是主要的活动。

在本研究中，选定的屋苑包括六个有私人供水的屋苑和四个有公共供水的屋苑。选择这些屋苑的标准考虑了特定屋苑所使用的供水类型。只选择有上述两种供水方式的居住屋苑(只供私人或公共供水)。一些混合供水(两种供水)的庄园被排除在本研究之外。图形1说明了本研究的取样地点。

２.２.样品收集

2009年1月- 2010年1月，为期1年，取样频率为双月。

私人供水的采样点分别位于水源(S)、处理厂出口(TPO)、离TPO最近的房屋(H1)和离TPO最远的房屋(H2)。而对于公共供水，采用相同的采样方法，不含水源(S)。

TPO、H1和H2的水龙头的水被冲洗5分钟以清除任何沉淀物。水样的采集是按照协议和说明进行的，以避免在取样、储存和运输过程中污染。

对于铝含量的测定，水样采集在1升聚丙烯Nalgene瓶中，取样前用5%硝酸浸泡48小时彻底清洗，并用超纯水反复冲洗。收集后，在水样中加入2 ml 69-70%的硝酸保存。然后，对样品进行过滤并保持在4°C，直到进一步检查，所有样品在实验室分析前解冻。

至于原位测量，水样在一个干净的烧杯中收集，每个采样点测量前用水样本身冲洗10毫升玻璃瓶。

2.3. 方法与分析

根据Mahar等人的说法，通过Perkin Elmer ELAN 9000电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）对水样中的铝进行分析[27与修改)。调整仪器操作条件以得到最佳测定结果，如表所示1．

进行了pH、TDS、浊度和余氯的测定原位使用HACH CO150 pH计，HACH Sension5, HACH 2100P浊度计和HACH分光光度计DR 2010，分别根据HACH仪器手册。每次野外作业前，所有仪器都进行了相应的校准。

2.3.1. 铝分析用水样的制备

有可见悬浮固体或明显浊度的水样通过0.45过滤μM膜过滤前分析。所有水样在分析前都被允许达到室温。水样通过样品管直接注入ICP-MS进行测量，不需要任何稀释。

2.3.2。用于物理化学分析的水样制备

使用仪器直接测量pH、TDS和浊度测量的水样，直到读数屏幕上出现这些值，而无需向水样中添加任何试剂。同时，对于余氯测定，将特定试剂添加到玻璃瓶中的每个水样中，并摇动约20秒，然后放入分光光度计进行测量。

2.3.3。校准解决方案

水样中铝的ICP-MS定标采用10 mg/l多元素标准品3，分别配制为1.0、5.0、10、25、50、100、200和500μG /l校准溶液的浓度。

2.3.4。质量控制

为了在分析水样时对ICP-MS性能进行质量控制，每6个样品用25 ppb校准溶液进行质量控制检查。

用1643e标准物质(水中微量元素)保证了水中铝含量测定的准确性。表格2显示仪器质量控制的认证值和实现值。

2.3.5。统计分析

所有的统计检验估计在95%的置信水平。所有数据采用spss16.0进行分析，采用参数和非参数检验检验变量之间的差异，并采用相关分析探讨变量之间的关系。

3.结果

马来西亚国家饮用水水质标准(NSDWQ)(2004年)[28]用作比较，以解释水样中铝浓度的结果。水中铝的最大可接受值为0.2 毫克/升。

原水的pH可接受值为5.5至9.0，饮用水的pH可接受值为6.5至9.0。标准中TDS可接受值原水为1500mg /L，饮用水为1000mg /L。原水可接受的最高浊度值为1000 NTU，而饮用水为5 NTU。同时，根据NSDWQ，水样中的余氯必须不小于0.2 mg/L。

3.1. 水中铝

共对207个水样进行了铝浓度分析。表格3.显示了私人和公共供水的每个小区铝浓度的平均值和标准偏差。根据该表，所有私人供水的房地产都违反了NSDWQ可接受值。铝浓度最高的是SB，平均值为1.59±1.87 毫克/升。有私人供水的屋苑中铝的总平均浓度为0.99±1.52 毫克/升。

与此相反，除了SP轻微违反标准，平均浓度为0.41±0.22 mg/L外，所有有公共供水的物业的铝浓度均在NSDWQ限制范围内。公共供水小区的铝平均浓度较低，为0.12±0.20 mg/L。根据统计分析，私人供水与公共供水的铝含量有显著差异(）.

３．２．水样的理化质量

共有214个样品被分析为pH测量与两类水样。其中36个样品作为原水，其余178个样品作为饮用水。在原水样品中，只有PP/BK和TL的pH值符合NSDWQ的pH限值，平均值分别为5.94±0.51和5.65±0.41。至于私人供水的饮用水，只有地产PL符合NSDWQ的pH值，平均pH值为6.85±0.31。与私人供水不同，所有公共供水屋苑的平均pH值均在标准范围内。统计分析显示各屋苑的平均pH值有显著差异(）.铝与pH值呈显著弱负相关(，）.

TDS测量使用了36个生水样和170个饮用水样品，总共206个水样。注意，没有一个屋邨违反了TDS的NSDWQ。

对213个样品进行了浊度分析。有36份水样本和177份水样本分别作为生水和饮用水。调查发现，只有私人供水系统的饮用水样本不符合标准。在6个私人供水小区中，只有小区PL的平均浊度值较好，为1.32±1.02 NTU。在各层之间发现有统计学上显著的浊度差异。

共收集了163个饮用水样本进行余氯分析。没有一个私人供水的屋苑的供水中有足够的余氯。同样，除屋苑SP（0.6±0.21）外，有公共供水的屋苑平均余氯浓度较低 毫克/升）。两个屋恏的残余氯含量有显着差异()酒吧的平均水平较高。

表格4总结了各物化参数按地产和水样类别的平均值和标准差。

３．３．不服从的

图形2说明了水样铝和理化参数不符合NDWQS标准的百分比。私人供水在铝(90.4%)、pH(77.8%原水;饮用水的浊度(78.7%)、浊度(62.6%)、余氯(96.0%)，公共供水违反铝和余氯标准的比例分别为21.7%和64.1%。

4.讨论

铝广泛应用于原水处理，在混凝和絮凝过程中加入硫酸铝(明矾)，以尽量减少有机物、微生物、颜色和浑浊度，确保人类饮用的饮用水安全[29，30］.

在本研究中，处理水(TPO、H1和H2)中的Al浓度高于水源(S)中的Al浓度，这是由于水处理过程中添加了过量的明矾造成的。明矾的加入仅仅是通过观察水的浑浊度来进行的，而不是根据正确计算的明矾需水量。据调查，屋苑管理部门并没有聘请持证水处理操作员，而是聘请受过基本训练的人员来处理水处理系统。

此外，水中铝的浓度是由pH值决定的，pH值高会导致管道结构的腐蚀，并可能导致配水系统中元素的部分溶解[31］.

根据本研究的结果，私人供水的原水和饮用水样本之间的浊度略有下降，但仍然超标。纵观这一趋势，人们承认水处理工艺不能有效地为小区居民提供清洁水。

这项研究从铝浓度的角度为柔佛州哥打廷吉选定棕榈油庄园的私人和公共供水提供了饮用水质量的见解。从本研究中可以看出，私人供水的饮用水质量较低，无论是重金属质量还是理化质量都不如公共供水。

5.结论

水处理系统的效率低下可能对社区造成健康风险。建议物业管理部门采取适当措施改善水质处理，并定期进行监察。需要对小区居民的健康状况进行监测，卫生部门应加强对饮用水质量的监测。

致谢

这项研究得到了卫生部(JPP-IMR: 06-006)和大学研究基金(UKM-GUP-PLW-08-12-313)的支持。作者谨感谢环境卫生研究中心(IMR)提供的实验室分析，并感谢Pejabat Kesihatan Daerah Kota Tinggi在整个Kota Tinggi进行的实地工作中提供的援助。在此，我们衷心感谢所有的物业经理和水处理运营商以及所有相关的个人。

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