2021年到2023年聊城市东昌府区城区居民生活饮用水金属元素检测分析研究

摘要：随着中国居民对水质要求的不断提升，国家和相关部门开始逐步重视水质监测工作，根据聊城市卫健委下发的聊城市城乡饮用水水质监测工作方案，每年在聊城市城区设50个监测点，在枯水期和丰水期采集每个监测点的水样，进行生活饮用水常规指标检测，现对2021年到2023年枯水期和丰水期水样中铝、铁、锰、铜、锌五种金属元素的等离子体发射光谱法检测结果进行分析研究。

关键词:生活饮用水；水质检测；等离子体发射光谱法；金属指标；质量分析；质量控制

Research on Metal Element Detection and Analysis of Drinking Water for Urban Residents in Dongchangfu District, Liaocheng City from 2021 to 2023 

Xiao Qiufeng, Liu Jing, Wang Zhanwei, Zhang Haotian, 1 

1. Disease Prevention and Control Center of Dongchangfu District, Liaocheng City 252000 

2. Liaocheng Agricultural Technology Extension Service Center 252000 

Abstract: With the continuous improvement of water quality requirements by Chinese residents, the country and relevant departments have gradually attached importance to water quality monitoring. According to the Liaocheng Municipal Health Commission's urban and rural drinking water quality monitoring work plan, 50 monitoring points are set up in the urban area of Liaocheng City every year. Water samples from each monitoring point are collected during the dry and wet seasons for routine indicator testing of drinking water. The plasma emission spectroscopy detection results of aluminum, iron, manganese, copper, and zinc in water samples from 2021 to 2023 during the dry and wet seasons are analyzed and studied. By conducting water quality and hygiene inspections at monitoring points, the system can gain a basic understanding of the hygiene status of drinking water, providing a basis and technical support for strengthening the management of drinking water safety. 

Keywords: drinking water for daily use; Water quality testing; Plasma emission spectroscopy; Metal indicators; Quality analysis; quality control

在中国，根据《中华人民共和国生活饮用水卫生标准GB 5749-2006[2]》和《卫生部颁布的《生活饮用水卫生监督管理办法[3]》等相关规定，生活饮用水中微量元素的安全标准得到了明确规定。根据这些标准，铁的安全标准为0.3mg/L，锰为0.1mg/L，铜为1.0mg/L，锌为1.0mg/L，铝为0.2mg/L。为了监测生活饮用水中铁、锰、铜、锌、铝的含量，我们采用GB/T 5750.6-2006 生活饮用水标准检验方法 第6部分：金属和类金属指标[4]电感耦合等离子发射光谱法[1]进行测定。电感耦合等离子发射光谱法是一种高灵敏度的分析方法，广泛应用于微量元素的分析检测。 

实验部分

试剂：纯水，均为去离子蒸馏水，符合GB/T 6682-2008分析实验室用水二级水要求。

硝酸，优级纯；铝、铁、锰、铜、锌混合标准溶液；高纯氩气。

仪器设备：电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP）；超纯水处理机

检测步骤：

开机准备，确保有足够的氩气储量用于连续工作，准备好废液桶，打开氩气并调节分压在0.55---0.6Mpa之间，打开仪器左侧主机电源，连接网络，启动点火。仪器达到最佳状态后,编制测定方法,配制五种金属元素的混合标准系列，浓度为0.1，0.5，1.0，1.5，2.0，5.0mg/L，备用。为保证检测结果的可控性和准确性，同时配制环境标准样品铁、锰、铜、锌、铝的质控样品，将标准系列与质控样品和被测样品一起上机测定。

标准曲线见表1:

表1：

质控检测结果统计分析见表2：

表2：

结果分析，根据标准曲线，可以看出，相关系数以及曲线线性很稳定，然后从标准曲线或回归方程中查得样品中各元素质量浓度。对照标准质控的上下浮动范围判断检测结果的误差。光谱法要求的误差≤±10%。质控结果均在误差之内。

一、实验结果及讨论

2021年至2023年枯水期和丰水期共检测城区生活饮用水300份，其中出厂水12份，末梢水288份。其中铝元素检测最高值为0.094mg/L，为末梢水，最低值为<0.003mg/L，中位值为0.021mg/L，铝的国家标准限值[4]为0.20mg/L；铁元素检测最高值为0.162mg/L，为末梢水，最低值为<0.002mg/L，中位值为0.013mg/L，铁的国家标准限值为0.30mg/L；锰元素检测最高值为0.061mg/L，为末梢水，最低值为<0.0005mg/L，中位值为0.001mg/L，锰的国家标准限值为0.10mg/L；铜元素检测最高值为0.047mg/L，为末梢水，最低值为<0.009mg/L，中位值为0.002mg/L，铜的国家标准限值为1.0mg/L；锌元素检测最高值为0.369mg/L，为末梢水，最低值为<0.0004mg/L，中位值为0.021mg/L，锌的国家标准限值为1.0mg/L；

出厂水五种元素的检测结果均非常低，见表3：

表3：

根据对出厂水12份，末梢水288份水样检测结果统计，检测值远远低于生活饮用水国家卫生标准限值，尤其是出厂水，水源处理控制很好，末梢水中检测含量虽有所增加，可能是自来水管道材质问题，用水频次问题引起，但所有水样检测结果均符合生活饮用水水质卫生要求。

铁、锰、铜、锌和铝是生活饮用水中常见的微量元素，它们可以来自多个渠道。首先，铁和锰可能来自地下水和地表水中。地下水中的铁和锰是由于地下岩层中的铁锰矿物溶解而来，而地表水中的铁和锰则可能受到降雨冲刷土壤中的含铁锰矿物、城市排水管道、自来水管腐蚀等的影响。其次，铜和铝可能源自自来水管道的腐蚀[5]，水库、水塔等存水设施的水质；另外，土壤中的养分和重金属也可能渗入地下水和地表水中，其中包括铜和锌。总体来说，这些元素可能来自水源保护不力、排水设备老化、地下水和地表水自然存在的物质等多种渠道。

铁、锰、铜、锌和铝对人体健康都有一定的影响。生活饮用水中超标含量的铁会影响人体血液中铁的平衡，可能导致急性铁中毒，表现为恶心、呕吐、腹泻等症状，长期饮用超标铁含量的水可能引起慢性中毒，甚至损害心脏、肝脏等重要器官。锰超标对人体带来的风险更加严重，因为长期摄入过量的锰会引起永久性的神经系统损害，表现为头痛、共济失调、震颤等，严重者可能影响智力和行为，并导致锰中毒。铜和锌属于必需微量元素，但超标摄入会累积在人体内，导致肝脏、肾脏和中枢神经系统等器官受损。铝虽然在生活中广泛存在，但过量摄入会影响中枢神经系统的正常功能，甚至导致认知功能障碍和疾病，如老年痴呆症和帕金森病[8]等。

二、结论

根据《中华人民共和国生活饮用水卫生标准GB 5749-2006[2]》要求，2021年到2023年聊城市东昌府区城区居民生活饮用水金属元素检测结果均符合生活饮用水水质卫生要求。加强对自来水厂、自备井以及饮用水水源地的监测和管理，可以及时发现并解决水质问题，保证生活饮用水的安全和可靠。对水库、水厂等水源存水设施的水质定期进行监测，制定有效的措施保障水质，也是减少金属元素超标的重要方法。

为了减少生活饮用水中铁、锰、铜、锌、铝的含量，可以采取多种方法。首先，通过水处理工艺，如氯化、絮凝、沉淀等，可以有效去除水中的铁、锰等金属离子。其次，定期对自来水管道进行清洗和维护，可以减少管道腐蚀释放出的铁、锰、铜、铝等物质。此外，合理选择和使用防腐蚀材料，可以减少水源输送管道的金属溶解。对于对水库、水厂等水源存水设施，加强对水质的监测和管理，定期清理和消毒，也是减少金属元素超标的有效途径。

[参考文献]

[1]齐剑英,齐剑英,苏兆斌等.生活饮用水中的重金属元素ICP—MS分析[J].城镇供水,2006,(06):42-43.DOI:10.14143/j.cnki.czgs.2006.06.017.

[2]GB/T 5750.6-2006 生活饮用水标准检验方法 第6部分：金属和类金属指标.

[3]刘拴定.水龙头及水管材料对自来水金属元素含量的影响[J].河南预防医学杂志,2005,(06):330-331.

[4]孙长峰,郭娜.微量元素铁对人体健康的影响[J].微量元素与健康研究,2011,28(02):64-66.

[5]孟健.锰与人体健康[J].中国锰业,1994,(01):12.

[6]章福平,毕树平.铝在阿尔茨海默氏病和帕金森氏病及透析病发病中的毒性及减轻铝负荷的药物研究进展[J].无机化学学报,2000,(03):395-403.

肖秋风 ，女，(1977.05-），汉，山东聊城人，本科，副主任技师，研究方向 ：实验室检测