福建省飲用水中的常規(guī)重金屬元素和稀土元素的調查分析

葉露歡

（福州市自來水有限公司水質監(jiān)測站，福建 福州 350001）

工業(yè)生活污水以及礦業(yè)廢水等廢水在沒有經過相應處理就隨意排放，這引發(fā)水體受重金屬污染，導致土壤受污染。不論是直接飲水、還是食用使用了污水灌溉生長的蔬菜糧食等途徑，都會引發(fā)重金屬中毒[1]。重金屬元素超標對人體造成傷害重點包含三個類型：一是對肝臟的傷害；二是帶來血液循環(huán)系統(tǒng)的損傷；三是危害人的神經系統(tǒng)，破壞神經系統(tǒng)的正常功能[2]。

現今，稀土元素在高科技領域得到廣泛應用,對其的研究也在不斷深入,它在促進生產力的同時,也會產生一些必須引起人們關注的問題，它同常規(guī)重金屬元素相同，在進入生態(tài)環(huán)境以后會通過不同的食物鏈進入植物、動物和人類體內。但是，至今為止還沒有相關確鑿的研究實驗數據闡明稀土元素與人體必需元素之間的關系，在水體方面還未見有關稀土元素的研究，因而，對它不同方面的研究和探索勢必成為一種趨勢，研究稀土金屬元素對生態(tài)環(huán)境和人體健康的影響領域也將會是應用稀土元素必須關注的一個重點。

目前大部分研究都集中在水源地的水質以及個別城市對于本市主要地區(qū)的一些管網點上，比如陜西省漢中市對飲用水水源地水質調查分[3]，山西省太原市對飲用水中10種常規(guī)重金屬元素含量進行分析研究[4]，貴州省貴陽市對12個采樣點的水質進行13種常規(guī)重金屬元素檢測分析[5]，廣州市和寧波市本市內的飲用水有進行幾種常規(guī)重金屬元素的檢測分析，目前福建省內還沒有針對本省飲用水里的常規(guī)重金屬元素以及稀土元素進行覆蓋面較大的檢測分析，本次研究本著探索研究的目的，對全省在用的水廠出廠水和管網水的水質進行19種常規(guī)重金屬元素和16種稀土元素的含量進行檢測，分析水質情況，通過水質情況探討水廠相關工藝情況以及了解市政管網管道之間的安全性。

1 研究方案

1.1 水樣采集及保存

本次采樣時間為9月和11月2個月份，共計采得176個實驗樣品，容器為事先洗凈并且加硝酸酸化的250mL的白色聚乙烯塑料瓶，取樣時取中斷活水，采集出廠水以及管網水都是通過龍頭采集，管網水夜間可能析出可沉漬于管道的附著物，故取樣時需開水放5min左右，確保排出沉積物，首先測水余氯（出廠水中余量≥0.5mg/L，出廠水中限值≤3mg/L，管網末梢水中余量≥0.05mg/L），余氯合格后開始采集水樣，裝滿瓶后加蓋密封，保證水樣pH值小于2，水樣保存待測時間為14d。

1.2 實驗方法

1.2.1 儀器

（1）18項常規(guī)重金屬元素以及16種稀土元素使用電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）進行檢測。

儀器名稱：電感耦合等離子體質譜儀（Agilent 7700x型）（表1）。（2）元素Hg使用原子熒光光譜法（AFS）進行檢測。儀器名稱：原子熒光分光光度計（吉天AFS-930）。

表1 電感耦合等離子體質譜儀主要工作參數

1.2.2 實驗數據及結果分析

福建省五大地區(qū)常規(guī)重金屬元素合格情況見表2。福建省整體常規(guī)重金屬元素分布情況見表3。

表2 ICP-MS19項五大地區(qū)出廠水和管網水的常規(guī)金屬元素合格率統(tǒng)計數據

表3 ICP-MS19項常規(guī)金屬元素全省統(tǒng)計數據

2 結果與分析

2.1 19項常規(guī)重金屬元素

從五大地區(qū)檢測情況來看，閩南地區(qū)和閩中地區(qū)合格率100%水質情況最好，次之為閩西地區(qū)，閩北地區(qū)，閩東地區(qū)合格率為五大地區(qū)最低。閩東地區(qū)包括寧德地區(qū)以及福州的羅源和連江，由于該地區(qū)多以水庫水做水源，故所檢測的金屬指標較其他區(qū)高。

比較同一地方采集的出廠水和管網水，Al、Mn、Fe、Zn、Cu共5種水質常規(guī)指標金屬元素在管網水中的含量均高于其對應出廠水中各個元素的含量，原因主要是因為管網水通過市政管道中從水廠輸送到用戶用水末稍時候，經過漫長的管道，金屬元素析出融入自來水中，使得管網水中這些金屬元素含量高于出廠時候；其他元素在管道運輸中影響不大。

從全省采樣檢測完的數據統(tǒng)籌來分析，所測19項常規(guī)重金屬元素的平均值都小于生活飲用水衛(wèi)生標準GB5749-2006里面規(guī)定的對應值，除了項目Al的全省合格率96.9%，超標原因可能是生產過程中的聚合氯化鋁投加量不合理，導致出廠水Al值偏高；項目Mn的全省合格率97.2%，出廠水超標原因可能是由于水源水中Mn含量比較高，水廠的生產工藝不到位，以至于出廠水中Mn的殘留值過高，管網水的超標可能由于相應出廠水值過高，也可能因為運輸管道的問題，導致管道中的Mn析出；其余17項合格率均達到100%。

2.2 16項稀土元素

元素周期表中鑭系元素系的稀土類的元素群總稱為稀土元素，共有17種稀土元素。本章工作采用ICP－MS 技術對除了钷（Pm）以外的16種稀土元素進行了檢測分析。福建省五大地區(qū)稀土元素含量分布趨勢見圖1。

圖1 福建省五大地區(qū)稀土元素含量分布趨勢圖

從圖1可知，閩東地區(qū)、閩西地區(qū)和閩北地區(qū)三大區(qū)的水質中稀土金屬元素的含量各占全省總量的1/3，元素Ho和Tm全部分部在閩西地區(qū)，元素Eu有86%分布在閩西地區(qū)，14%分布在閩北地區(qū)，閩東地區(qū)沒有檢出元素Eu，元素Sc有25%分布在閩東地區(qū)，75%分布在閩北地區(qū)，閩西地區(qū)沒有檢出元素Sc，其余各元素自然均分布在三大區(qū)中；閩南地區(qū)僅有3個出廠水和1個管網水輕稀土金屬元素有少量檢出，集中在廈門以及泉州永春地區(qū)，其余元素未檢出；而閩中地區(qū)的采樣單位中則只有一個出廠水中檢測出微量的Y，其他水廠出廠水和管網水均未檢出稀土金屬元素。

從出廠水和管網水兩部分來做比較，未見差異，說明稀土金屬元素的含量不受水廠生產工藝的影響。

3 結論

（1）福建省19項常規(guī)重金屬元素指標合格率都在95%以上。

（2）至今為止還沒有相關確鑿的研究實驗數據闡明稀土金屬元素與人體之間的關系，但出檢出含量來看稀土元素值都遠遠低于現有國標中重金屬元素含量，故水中稀土元素對人體沒有傷害。

（3）福建省整體有著優(yōu)質的飲用水，可以安全飲用。