水中殘留鋁對水質的影響及其監測必要性研究

張律

摘 要 利用聚合氯化鋁（PAC）對生活用水進行處理之后，飲用水當中殘留的鋁含量很難被檢測出來，由于吸入過多的鋁元素，給人們的健康帶來了一定的危害，因此，要對水中殘留鋁含量進行必要的監測工作。本文主要對鋁鹽絮凝劑的反應原理及溶液的含鋁量進行簡要的分析，說明了水中殘留鋁對環境以及生物的影響，分析了水中殘留鋁監測的必要性，從而保障人們及其生活環境的安全。

關鍵詞 殘留鋁;水質;影響;監測

現階段，對原水的凈化方式一般使用聚合氯化鋁當作絮凝劑，從而實現對水的凈化提純。聚合氯化鋁在供水行業得到了較為廣泛的應用，對原水的pH值以及水溫具有較強的適應性。此外，利用聚合鋁也可以產生一些不同的且應用性能良好的聚合鋁絮凝劑，從而提升了絮凝的效果。其中，鹽鋁絮凝劑對于原水的處理有著較好的應用效果。但是，隨著我國經濟的不斷發展，人們的生活水平日益提高，對環境保護問題越來越關注，人們對于飲用水的安全程度也更加重視，各種藥劑的殘余量對人們健康的影響成為研究的熱點[1]。

1鋁鹽絮凝劑的反應原理及溶液的含鋁量

1.1 反應原理

PAC，即聚合氯化鋁，是一種無機高分子聚合物，廣泛地應用于供水企業對生活用水的凈化當中。根據研究資料，在絮凝反應發生時，溶液的硫酸根濃度、堿化度以及pH等方面都具有重要的影響作用。一般而言，聚合氯化鋁中的三氧化二鋁的濃度要大于10%，堿化度是50%～80%，pH為5～9，以便絮凝反應的發生。但是，絮凝反應的過程較為復雜，如果反應過程中氫氧根離子增多，則會產生架橋連接，出現多核羥基絡合物，也就是產生縮聚反應。此外，鋁元素在水解聚合物溶液里面的存在方式較為穩定，其化學形態主要有單鋁形態、聚合鋁形態以及溶膠或者凝膠的形態。當絮凝反應中的水解以及縮聚交替反應時，最后會產生中性的氫氧化鋁沉淀，完成膠體脫穩、碰撞凝聚等過程，實現對鋁離子的吸附，從而達到凈化用水的目的[2]。

1.2 水中殘留鋁含量以及pH值的變化

在絮凝反應的水解的時候，我們可以把不同化學形態的鋁看作飽和狀態，可以得到溶解總鋁量隨pH值變化的規律曲線。溶液當中不同化學形態的鋁含量會隨著pH值的變化而呈現出不同的變化趨勢。首先，隨著pH值的增加，溶解總鋁量先快速的下降，當pH指達到6.4后，達到最低點，然后，又開始平緩的上升，其整體的變化趨勢呈現出“凹”字狀。經過計算可以得出，當pH處于6到7之間時，對應的溶解總鋁量的理論結果為0.001～0.004mg/L，這一結果可以作為后續分析的重要參考值。

2水中殘留鋁對環境以及生物的影響

鋁元素對于生物產生的危害性一直是人們研究的熱點內容。水下生物的生存環境較為特殊，因此鋁的含量成為判斷是否為鋁中毒的主要標準。根據研究表明，當水中的硫酸根離子濃度大于0.5mg/L時，就能夠使得一些魚類致死。當鋁濃度達到2mg/L時，會發生絮凝反應。此外，發生鋁中毒不僅和其濃度高低有關，而且也和水的pH有關系。雖然水的pH在較低時不會危害到魚類，但是鋁的濃度會殺死一些魚類。

對于人類而言，身體內鋁的總含量是50～100mg，在飲食當中能夠攝入大約45mg的鋁，而人類體內的鋁吸收率是0.1%。排除被人們排出體外的鋁，還會有少量的鋁會被吸收，且分布在人體的大腦、肝臟等部位。鋁元素對人類的中樞神經系統有著極大的影響。根據調查研究結果顯示，過量的殘留鋁含量會極大地增加脫發、帕金森綜合征、大腦癡呆等疾病的發生概率。在日常的生活當中，人們對鋁元素的攝入來源于很多的方面。因此，在一定程度上減少對于鋁元素的吸收非常的重要。而水是人們正常生活的必需品，所以要對經過聚合氯化鋁處理后的生活用水進行監測和控制，從而避免人們對于鋁元素的過量攝入。

3水中殘留鋁監測的必要性分析

通過對鋁鹽絮凝劑的應用分析可知，可以產生正、反不同方面的作用。一方面，聚合氯化鋁（PAC）對飲用水有著較強的凈化效果，這是其他藥劑無法代替的;另一方面，各種生物體以及生態環境當中如果存在過多的鋁元素，也會對自身產生較大的危害，因此，聚合氯化鋁（PAC）的使用會產生污染。此外，受到地域、供水設備等因素的影響，各個供水廠的生活用水中鋁的含量也存在著一定的差別。

根據前文的分析結果可知，生活用水中鋁元素的理論含量值為0.001～0.004mg/L，但是我國供水廠中自來水的鋁含量達到了0.18～0.60mg/L，水中殘留鋁的含量遠遠超過了規定標準的含量，由此可見，對水中殘留鋁進行監測非常重要。此外，我國也對水中殘留鋁含量的檢測工作制定了相應的法律法規[3]。

大部分人們直接飲用的水都是經過鋁鹽絮凝劑凈化處理過的，其中的殘留鋁會對人的身體健康造成一定的危害。因此，我國的供水企業要根據相關的限定要求對飲用水中的鋁含量進行實時監測，同時根據地區的情況，提高飲用水的安全性，切實的保障人們的用水安全[4]。

4結束語

本文通過對水中殘留鋁對水質的影響及其監測必要性的研究，使我們了解到，聚合氯化鋁能夠對水進行凈化提純，在供水行業得到了較為廣泛的應用，但是大多數的供水企業對水中殘留鋁的監測工作沒有給予一定的重視，過量的鋁元素不僅會危害人們的身體健康，還會給各種生物以及生態環境造成威脅。因此，需要對水中的殘留鋁進行必要的監測工作，在飲用水的處理過程要注意藥劑的選擇、投加方式的確定、pH值的控制等工作，從而在最大程度上降低水中的鋁含量。

參考文獻

[1] 高秀清.水中殘留鋁對水質的影響及其監測必要性[J].環境與健康雜志，2000，17（6）：381-383.

[2] 劉信源.聚硅酸鋁鐵絮凝劑合成及強化處理焦化廢水研究[D].山西：山西大學，2017.

[3] 朱童琪.混凝法預處理魚子加工廢水的研究[D].山東：青島理工大學，2016.DOI：10.7666/d.Y3166553.

[4] 江蓮.地表水處理工藝與殘留鋁含量的研究[D].陜西：長安大學，2015.