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引用水中的化學(xué)污染物:鋁

        鋁是一種最豐富的金屬元素,占地殼組成8%。為減少水中有機物、色度、渾濁度以及微 生物水平,鋁鹽作為絮凝劑在水處理中廣泛應(yīng)用,但可導(dǎo)致出水中鋁濃度的增高。當(dāng)水中殘 留濃度高時,會產(chǎn)生令人不愉快的色度和濁度,影響可接受性。水廠的水質(zhì)參數(shù)條件和運行 情況很可能會造成鋁含量過高的問題。從食物中攝入鋁,特別食物制作使用了含鋁化合物的食品添加劑,是公眾主要攝入鋁的途徑。在經(jīng)口攝入鋁總量中,經(jīng)飲用水?dāng)z入的部分通常 小于5%。
        盡管鋁廣泛存在于食物、飲用水及抗酸劑中,很少有跡象表明經(jīng)口攝入鋁會引起人急性 中毒。有一種假設(shè)認(rèn)為鋁的攝入會增加人類老年癡呆癥發(fā)病風(fēng)險。1997年 WHO發(fā)布的 環(huán)境健康標(biāo)準(zhǔn)中對鋁作出規(guī)定(見表12.5)。

        總體而言,幾項流行病學(xué)研究證實了飲用水中的鋁和老年癡呆癥之間存在正相關(guān)關(guān)系, 雖然研究具有不確定性但不能被完全否認(rèn)。不過,這些研究在說明混合因素和鋁的所有攝 入來源方面有缺陷,因此對上述因果關(guān)系的推論持有較強的保留意見。
        關(guān)于鋁和老年癡呆癥的研究表明攝入鋁含量超過100μg/L的飲用水,發(fā)生老年癡呆癥 的相關(guān)風(fēng)險度較低(<2.0)。但是,風(fēng)險估計的方法存在非常多不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牡胤?,不能精確地 計算人群風(fēng)險水平。不過,在進行普通人群鋁攝入量控制決策的時候,這些不嚴(yán)密的預(yù)測仍 然可以使用。
        2007年,JECFA將所有來源攝入鋁的犘犜犠犐定為1mg/kgbw。JECFA規(guī)定如下: 現(xiàn)有的研究有很大局限性,且不能反映劑量和效應(yīng)關(guān)系。因此,委員會綜合了多項研究 證據(jù)對鋁進行了評價。涉及鋁化合物填喂管理研究的相關(guān)性還不清楚,因為膳食管理涉及 的毒代動力學(xué)與試驗喂養(yǎng)得出的毒代動力學(xué)結(jié)論有一定的區(qū)別,且強飼法研究中沒有得出 在飼料中鋁濃度基礎(chǔ)上鋁的總暴露水平。關(guān)于飲食攝入鋁的監(jiān)管方面的研究更適合對鋁濃 度監(jiān)管進行評價。在一些小鼠、大鼠和犬類飲食攝入試驗中,鋁最低的損害作用水平 [犔犗犈犔狊]在50~75mg/kgbw[體重]/d范圍內(nèi)(以Al計)。
        考慮loaels的下限值(50mg/kgbw/d,以Al計)情況下,在種內(nèi)和種間差異允許的 條件下,將不確定性系數(shù)定為100。推導(dǎo)所用的數(shù)據(jù)具有明顯的缺陷,大多數(shù)研究評估缺乏 無明顯損害作用水平[犖犗犈犔狊]以及慢性毒性的終點的相關(guān)試驗。不過這些缺陷因為鋁可 能較低的生物可利用性以及在食物中很多較低的溶解度形態(tài)而抵消。總體而言,應(yīng)為上述 缺陷另加一個不確定性系數(shù)3。由于鋁具有潛在的生物累積性,委員會認(rèn)為以健康為基準(zhǔn)的 準(zhǔn)則值應(yīng)表達(dá)為PTWI。委員會將鋁的犘犜犠犐值定為1mg/kgbw(以Al計),適用于食物 中的所有含鋁化合物,包括食品添加劑。
        將飲用水?dāng)z入鋁的配額定為20%,假設(shè)成人體重60kg,水消耗量為2L/d,根據(jù)JECFA 確定的犘犜犠犐值可推導(dǎo)出以健康為基準(zhǔn)的準(zhǔn)則值為0.9mg/L(取整值)。不過,經(jīng)飲用攝入 鋁的量仍然存在一定程度的不確定性,受很多因素影響,例如鋁鹽的監(jiān)管,pH(影響鋁存在 形態(tài)和溶解度),生物利用度以及飲食條件。
使用鋁作為水處理的絮凝劑效果很好已得到公認(rèn)??紤]到這一點,以及鋁對于健康的 影響(即鋁的潛在神經(jīng)毒性),使用鋁作為絮凝劑的水廠,應(yīng)優(yōu)化絮凝工藝,盡量減少出水中 鋁的含量,確定鋁的可行最佳水平。
        一些處理方法可減少出水中鋁的殘留。這些方法包括在混凝過程調(diào)節(jié)pH至最佳條 件,避免用鋁過量,混合助凝劑使用、采用最佳攪拌速度聚合已經(jīng)形成鋁化合物絮體。在良 好的運行條件下,大型水處理設(shè)施可使鋁的濃度達(dá)到或低于0.1mg/L。小型水處理設(shè)施 (即設(shè)計規(guī)模少于1萬人)要達(dá)到上述指標(biāo)可能較困難,主要由于小型水廠在運行中,對鋁濃 度水平的波動緩沖作用很小,并且在資源和運行專業(yè)技術(shù)方面都受到限制。對小型水處理 設(shè)施,出水中鋁的濃度應(yīng)等于或小于0.2mg/L。
        如上所述,將飲用水?dāng)z入鋁的配額定為20%,假設(shè)成人體重60kg,水消耗量為2L/d, 根據(jù)JECFA確定的PTWI值可推導(dǎo)出以健康為基準(zhǔn)的準(zhǔn)則值為0.9mg/L(取整值)。然 而,前文中也提及,保證混凝工藝最優(yōu)化運行的情況時,大型水處理設(shè)施使用含鋁混凝劑的 量小于0.1mg/L,小型水處理設(shè)施使用含鋁混凝劑的量小于0.2mg/L。為了保證最優(yōu)化 運行條件來防止微生物污染以及減少管網(wǎng)中含鋁絮體的沉積,保證混凝出水剩余鋁濃度不 超過以上水平非常重要。

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