水中残留铝对水质的影响及其监测必要性研究

饮用水中铝的检测前处理和检测方法对比实验发布时间：2021-09-13T00:45:51.310Z 来源：《基层建设》2021年第17期作者：宋飞[1] 赵益杰[2] [导读] 摘要：饮用水中的铝部分来自于原水，部分来自于含有铝的混凝剂聚合氯化铝。

1.海口威立雅水务有限公司 570208；2.威立雅（中国）环境服务有限公司北京分公司 100004摘要：饮用水中的铝部分来自于原水，部分来自于含有铝的混凝剂聚合氯化铝。

自来水的残余铝的检测有铬天青S法和ICP-MS法，不同的前处理对这两种方法的检测结果有差异。

本文通过实验验证了这两种方法和不同的前处理。

实验表明：对于标准溶液，ICP-MS不管是何种前处理方法，结果都很可靠，偏差在3%之内，而铬天青S法对于酸化的水样在加氢氧化钠调节pH的样品中，偏差较大（20%），对于酸化标样和直接测试标样的偏差较小。

对于聚合氯化铝的稀释水样，两种方法都需要进行消解处理才能得到可靠的结果。

对于实验条件下的自来水厂出水水样，两种方法的酸化水样结果略有差异，但结果接近。

本文建议：水厂出水残余铝的日常检验可以使用铬天青S法；公司中心化验室进行水质对标检验时，有条件时使用GC-MS；对于铬天青S法检测铝，有必要研究不同的前处理得到的结果差异。

如果通过研究得到的消解结果和直接测定结果没有显著性差异，在日常运行检测中可以用直接测试或者酸化后测试代替消解后测试。

关键词：：残余铝；前处理；消解；铬天青S法；ICP-MS1引言饮用水中的铝的来源有三个途径：一是土壤中的铝元素溶解在水中。

铝在地壳中的平均丰度为8.1%，在土壤中含量是0.9%到6.5%，在河流中平均为0.4mg/[1]，并以溶解态存在或者包含在颗粒物中，经过水处理工艺在出厂水中形成一定的残余；第二是来自铝盐混凝剂（PAC）的投加。

PAC在水处理过程中没有随着污泥被分离的部分，在铝的检测中会体现为残留铝；第三是输配水过程中的管材和构筑物中铝元素的溶出[2]。

自来水中残余铝的影响因素研究本文通过自来水中铝去除的一系列实验，研究了原水pH值、混凝剂的投加量及滤料的选择对自来水残余铝的影响。

实验结果表明，当原水温度为20C°时，调节原水pH值为7.33左右时对降低自来水残余铝的浓度最有利。

调节絮凝剂的投加量及滤料的种类也可以降低自来水残余铝的浓度。

标签：自来水；残余铝；聚氯化铝；混凝引言铝是人类生活中最为常见的金属之一。

过量摄入铝会引发老年性痴呆症、肾衰竭、心血管疾病等，对人体机能可能会产生不利的影响。

铝的毒性效应是与其形态密不可分的，不同形态的残余铝具有不同的毒性效应，其中尤其以溶解性单体铝的毒性最大[1][2][3]。

世界卫生组织（WHO ）及西方发达国家颁布了净水中总残余铝浓度指标，我国《生活饮用水卫生标准》（GB5749—2006）中也明确规定，水中总残余铝浓度不高于0.2mg/L。

自来水中铝的存在除了水源中自然存在的铝组分外，在水处理过程中诸如硫酸铝、聚氯化铝（PAC）等铝盐混凝剂的广泛使用也会造成自来水中铝含量的升高[4][5]。

由于我国自来水净化主要采用铝盐混凝剂，自来水残余铝的控制显得尤为重要。

本研究针对自来水使用国内最常用的聚氯化铝混凝剂的情况，研究不同因素对混凝剂投加后残余铝的影响情况，探讨对自来水残余铝的控制技术，以期对国内自来水处理提供切实可行的技术方案。

1、实验部分1.1仪器和药剂本实验所用主要仪器有DK-98-Ⅱ电热恒温水浴锅（天津市泰斯特仪器有限公司），DF-101集热式恒温加热磁力搅拌器（巩义市科瑞仪器有限公司），LT502精密电子天平（常熟市天量仪器有限责任公司），ZR4-6混凝实验搅拌仪（深圳市中润水工业技术发展有限公司），pHS-3C型精密pH计（上海仪电科学仪器股份有限公司），HACH便携式浊度仪（美国哈希公司），TU-1901紫外可见光分光光度计（北京普析通用仪器责任有限公司）等。

本实验所用的主要药剂有商品聚氯化铝、分析纯铬天青S、分析纯CPB、分析纯OP、铝标准溶液、优级纯盐酸等。

化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2023 年第 42 卷第 S1 期水处理工艺中铝盐水解物的毒性、形态及控制研究进展王敏，毛玉红，陈超，白丹（兰州交通大学环境与市政工程学院，甘肃 兰州 730070）摘要：铝盐混凝剂因其形成絮体大而密实，具有较好的除浊脱色性能，在混凝领域广泛应用，但却存在处理水铝残留问题。

本文为更好地促进铝盐混凝剂在水处理领域的应用，详细介绍了铝盐水解物对人体的毒性效应、对输配水管网系统和饮用水深度处理工艺的影响。

总结了残留铝生成机理和形态分析方法，阐述了优势形态Al 13和Al 30的水解过程以及其发挥优势混凝作用的原因。

分析了原水水质条件、化学条件、水力条件和前期预处理对残留铝含量的影响。

最后，点明了未来控制残留铝的策略和技术。

指出未来应结合人工智能复配合成纳米级新型混凝剂，关注混凝过程中水力条件对残留铝的影响，并开发能够精准测量分析水中各类铝形态的方法，不断创新强化净水工艺，进一步完善残留铝控制措施，保障出水水质安全。

关键词：铝盐混凝剂；残留铝；毒性效应；铝形态；控制策略中图分类号：X523 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2023）S1-0479-10Progress on the toxicity, morphology and control of aluminum salthydrolysates in water treatment processWANG Min ，MAO Yuhong ，CHEN Chao ，BAI Dan(Environmental and Municipal Engineering, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou 730070, Gansu, China)Abstract: Aluminum coagulant is widely used in the field of coagulation because of its large and dense flocs, good turbidity and decolorization performance. However, there is a problem of residual aluminum in water treatment. In order to better promote the application of aluminum salt coagulant in the field of water treatment, the toxic effects of aluminum salt hydrolysate on human body, and the influence on water distribution network system and advanced drinking water treatment process were introduced in detail. The formation mechanism and the morphology analysis methods of residual aluminum were summarized. The hydrolysis process of the dominant species belonged to Al 13 and Al 30, and the reasons for taking the role advantage in the coagulation were expounded. The effects of raw water quality conditions, chemical conditions, hydraulic conditions and pre-treatment on residual aluminum concentration were analyzed. Finally, the strategies and technologies for controlling residual aluminum in the future were pointed out. It was pointed out that nano-scale new coagulants should be synthesized in combination with artificial intelligence in the future. The influence of hydraulic conditions on residual aluminum during the coagulation process should be paid more attention. It should develop and make an accurate measurement and analysis methods which aimed at various forms of aluminum in water, innovate continuously and综述与专论DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-1056收稿日期：2023-06-27；修改稿日期：2023-10-26。

第1篇一、实验目的1. 了解水样中铝的测定原理和方法。

2. 掌握水样中铝的测定操作步骤。

3. 学会运用化学分析方法对水样中铝含量进行测定。

二、实验原理铝是一种常见的金属元素，广泛存在于自然界和人类生活中。

水样中的铝主要来源于土壤、岩石、工业排放等。

铝对人体的健康有一定影响，因此，测定水样中的铝含量具有重要意义。

本实验采用分光光度法测定水样中的铝含量。

其原理是：在一定的pH值下，铝离子与显色剂形成稳定的络合物，该络合物在特定波长下有最大吸收，通过测定其吸光度，即可计算出铝的含量。

三、实验仪器与试剂1. 仪器：分光光度计、电子天平、容量瓶、移液管、锥形瓶、烧杯、滴定管等。

2. 试剂：（1）硝酸：分析纯；（2）氢氧化钠：分析纯；（3）铝标准溶液：1000mg/L；（4）显色剂：分析纯；（5）其他试剂：无水碳酸钠、氯化钠、盐酸等。

四、实验步骤1. 准备工作（1）将实验仪器清洗干净，并用蒸馏水冲洗；（2）配置铝标准溶液：准确吸取1.00mL 1000mg/L铝标准溶液于100mL容量瓶中，用蒸馏水定容至刻度，得到10.0mg/L铝标准溶液；（3）配置显色剂：按照试剂说明书配置显色剂。

2. 样品测定（1）准确吸取5.00mL水样于50mL锥形瓶中；（2）加入5.0mL硝酸，混匀；（3）加入0.5g无水碳酸钠，混匀；（4）加入5.0mL显色剂，混匀；（5）室温下放置15分钟；（6）用1cm比色皿，于660nm波长处，以试剂空白为参比，测定吸光度。

3. 结果计算（1）根据标准曲线，得到水样中铝的浓度；（2）计算水样中铝的质量；（3）计算水样中铝的含量。

五、实验数据与结果1. 标准曲线绘制以铝标准溶液的浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。

2. 水样中铝含量的测定根据标准曲线，得到水样中铝的浓度为0.050mg/L。

3. 结果计算水样中铝的质量为：0.050mg/L × 0.005L = 0.00025g水样中铝的含量为：0.00025g ÷ 5.00mL = 0.005mg/L六、实验结论本实验采用分光光度法测定水样中的铝含量，操作简便、准确度高。

水中铝的检测方法及研究进展[摘要] 结合国内外的研究进展，综述了水中铝的各种检测方法，并展望了铝在检测方法上的发展趋势。

[关键词] 水铝检测进展铝是重要的金属元素，在自然界中含量丰富，在地壳中分布广泛，含量高达8.8％(重量)，仅次于氧、硅位居第三。

存在的最主要形式是复硅酸盐及风化产物[1]，主要矿物为冰晶石、铝土矿和高岭土，活性溶解态的铝含量非常有限，一般不会对植物的根系造成伤害，也很少被人体消化道吸收。

在生物体内，铝的含量很少，被称为微量元素。

长期以来，铝一直被认为是无毒元素，但随着它在人们生活中的广泛应用，使其对环境的污染日益突出，尤其是对水环境的污染。

过量铝不仅对各类水生生物，植物等有强烈的毒害作用，还会导致人体多种疾病[2]。

因此，水中铝检测方法的探讨也日益成为人们关注的热点。

本文对几种检测方法做简单的论述，以便为今后的研究提供参考。

1.水中铝的检测方法1.1 分光光度法分光光度法是基于郎伯-比耳定律，即被测物质的浓度与吸光度呈线性关系来进行定量分析的方法。

分光光度法在水中铝的测定中有广泛的应用,根据所用显色剂的不同,有7-碘-8-羟基喹啉-5-磺酸荧光分光光度法,铬天青S——溴化十六烷基三甲胺分光光度法,铍试剂Ⅲ分光光度测定法和铝试剂分光光度法等。

1.1.1 7-碘-8-羟基喹啉-5-磺酸荧光分光光度法杨阳[3]等研究了在502nm波长下，以pH5.0的乙酸-乙酸钠为缓冲液，依据铝与H2QSI（7-碘-8-羟基喹啉-5-磺酸荧光分光光度法）结合成的二元配合物和有CTMAB（六烷基溴化铵）存在下形成的三元配合物以及试剂空白的荧光强度与水中铝的含量呈线性关系，建立了测定水中铝含量的7-碘-8-羟基喹啉-5-磺酸荧光分光光度法。

结果表明，用该法测水中铝的含量，平均回收率达96.0％，精密度较好，其检测范围为0.01—0.3mg/L，且该法操作简便，不需要有机溶剂萃取即可直接测定，易于掌握适合生活饮用水中铝的测定。

PRACTICE区域治理水处理工艺中铝含量的影响因素及控制方法探究黄山旅游集团水电开发有限公司 潘海斌摘要：在水处理工艺过程中由于水质、操作等原因均可能会导致出厂水残余铝超标的情况发生，对生活用水也会产生一定程度的影响。

而混凝作为重要的水处理工艺，其品种选择不优或是用量不佳都会造成水体浊度和残余铝的提高。

所以混凝剂的选择直接决定了混凝效果的好坏。

其中尤以铝盐的使用最为广泛，而传统铝盐已逐步被无机高分子型代替，并且也被广泛应用于饮用水混凝工艺中。

本文主要研究饮用水中铝含量的影响因素，并提出相应的措施。

关键词：水处理；铝含量；影响因素；措施中图分类号：TK223.5 文献标识码：A 文章编号：2096-4595（2020）22-0199-0001众所周知，铝存在范围广、含量高，并因其具有一定的生态毒性，饮用水中残余铝含量的增加对人体机能和净水工艺都会产生不利的影响[1-3]。

铝积蓄于人体脑细胞及神经元细胞内达到一定程度就会损害人的记忆，引起神经麻痹[4]。

另一方面，我国洋流、湖泊、土壤的“酸化”现象会增加铝化合物的生态化学运动，从而导致水圈的铝污染[5]。

而我国颁布实施的《生活饮用水卫生标准》中要求残余铝含量不大于0.2mg/L。

本文采用的聚合氯化铝（PAC）具有投入量小，絮体易形成，反应沉淀耗时短，水温适应范围广的优点。

但使用时PAC不能过量投加，否则会导致水中大量悬浮铝粒子残留于管道内而造成水质浑浊，加剧进一步恶化的情况出现[6]，影响用户日常生活。

因此改进水处理工艺降低残余铝对人类和环境的危害及加强对水质的监管具有现实意义。

本文检测水源取自黄山风景区天海水厂，经试验测得该水样pH值6.5，铝含量大于0.2mg/L，通过对天海水厂水源水开展烧杯混凝、过滤实验，模拟水厂运行工艺，研究影响水中铝含量的因素及控制方法。

一、实验仪器及试剂（一）主要仪器便携式浊度分析仪；便携式pH计；试验搅拌机；分光光度仪。

高pH湖泊水处理中残余铝的影响因素及控制措施贺晓娟;袁本松;黄保平;王文静;仲丽娟;肖刚【摘要】针对微山湖源水pH季节性变化的水质特征,对自来水厂处理过程中残余铝的影响因素进行了系统研究,确定了采用不同铝盐混凝剂对不同pH条件下残余铝的有效控制措施.研究结果表明:夏季原水pH值＜7.5,使用传统PAC作为混凝剂时,出厂水残余铝浓度可以控制在0.17 mg/L以下;当原水pH值＞8.1,使用PAC混凝时,出厂水残余铝浓度接近限值0.20mg/L,而使用AlCl3·6H2O、Al2(SO4)3·18H2O作为应急混凝剂,出厂水pH值可以降到7.6,残余铝浓度为0.15 mg/L,低于0.20 mg/L的饮用水标准要求.研究结果可供有相似水源的自来水厂参考.【期刊名称】《净水技术》【年(卷),期】2019(038)003【总页数】5页(P51-55)【关键词】高pH湖泊水;自来水厂;混凝剂;残余铝;影响因素【作者】贺晓娟;袁本松;黄保平;王文静;仲丽娟;肖刚【作者单位】成都市兴蓉环境股份有限公司,四川成都610041;成都市兴蓉环境股份有限公司,四川成都610041;成都市兴蓉环境股份有限公司,四川成都610041;成都市兴蓉环境股份有限公司,四川成都610041;成都市兴蓉环境股份有限公司,四川成都610041;成都市兴蓉环境股份有限公司,四川成都610041【正文语种】中文【中图分类】TU991.2由于国内供水系统中湖泊水源地的增加，原水pH偏高导致自来水厂出水铝控制问题越来越显著，特别是老年痴呆症、骨软化病对人体健康的影响越来越显著[1-2]，如何有效降低饮用水制水过程中残余铝浓度迫在眉睫。

我国《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)明确规定，饮用水中铝浓度必须小于0.20 mg/L。

目前，江苏某地表水厂在高pH原水条件下、运行参数与常规工况相同时，出厂水残余铝有升高的现象，尤其是夏季铝超标风险较高，为此本文探索影响残余铝的因素和控制措施，以期解决自来水厂(以下简称为水厂)残余铝浓度高的问题。

铝元素在农村饮用水中的含量及风险分析摘要：确定某农村饮用水中的铝元素污染情况，指导饮用水的安全食用。

采用ICP-AES法对4个村镇饮用水中铝元素含量进行测定，以我国GB5749—2006《生活饮用水卫生标准》为依据（0.2mg/L）进行超标率计算，进一步通过健康风险评估理论对饮用水中铝引起的健康风险进行评估，使用蒙特卡洛模拟进行概率评估。

4个村镇饮用水均未存在超标现象。

结果显示4个样点铝通过饮水途径均不产生非致癌风险。

农村饮用水铝元素合格，并不会对居民产生非致癌风险，概率评估结果显示＜10%的人群会有非致癌风险，同样显示Al引起的非致癌风险较小。

关键词：铝元素；饮用水；健康风险；概率评估引言铝是一种人体非必须微量元素，一般是通过食物、饮水、药物以及铝制炊具的使用而进入人体。

长期摄入过量铝可对人体产生危害，如可抑制肠道对磷的吸收，干扰体内正常的钙、磷新陈代谢，铝在脑中蓄积可引起大脑神经的退化，记忆力衰退，甚至呈现老年性痴呆症状。

饮水作为重要的铝元素摄取途径，由于工业化污染、以及含铝混凝剂的使用，使得饮用水中铝元素超标成为可能。

不同国家及地区对饮水中铝含量做出规定，大部分国家及机构（WHO、我国以及欧盟等）设定饮用水中铝的限量质量浓度为0.2mg/L，美国环保署（USEPA）设定的二级标准为0.05～0.2mg/L。

本研究以监管不严的农村饮用水作为研究对象，看铝元素是否超标，并基于健康风险评估理论计算铝元素对居民产生的健康风险，为某农村饮用水中铝元素的控制以及饮用水安全提供数据支撑。

1.铝的毒性铝不属于人体的必需微量元素。

人体每天摄取铝约10mg~30mg，过量的铝会扰乱生物体内的代谢作用，长期缓慢地对人体的健康造成危害，影响人的学习、记忆、智力，诱发老年痴呆症、关岛帕金森症、非缺铁性小细胞低色素性贫血等。

1.1铝对神经系统的毒性神经系统是铝作用的主要靶器官，而人体器官中最易受铝元素侵蚀的是大脑。

早在1972年就有报道透析性脑病患者脑皮质和血清中的铝明显高于正常人。

水厂净水剂投加与水中残铝量关系的研究发布时间：2023-01-13T08:57:04.889Z 来源：《建筑实践》2022年第18期作者：蒋燕波唐轶徐鹏成梁陈洁[导读] 在饮用水中，如果含有过量的残铝，会对人的肾、心血管系统蒋燕波唐轶徐鹏成梁陈洁常州通用自来水有限公司 213000摘要：在饮用水中，如果含有过量的残铝，会对人的肾、心血管系统，特别是对大脑和神经系统造成严重损伤，引起诸如老年痴呆症之类的疾病。

本文就水厂工艺中残铝的产生和聚合氯化铝（PAC）投加量的关系进行了生产试验以及结合水厂化验室的小样搅拌试验等一些数据的论证，并对试验结果提出了怎样降低水中残铝的一些措施。

关键词：沉淀水聚合氯化铝（PAC）的投加量;水中的残铝的形态；小样搅拌试验；产生的原因；措施；水利条件的改变；絮凝效果铝是一种人体非必须微量元素，医学研究表明，如果长期摄入过量的铝，会对人的肾、心血管系统，特别是对大脑和神经系统造成严重损伤，引起诸如老年痴呆症之类的疾病，因此严格控制出厂水铝的含量，是保障水质安全的重要指标之一。

而在水厂，水处理过程中高含量的溶解性残余铝有可能意味着后续处理过程中絮凝剂投加量的不确定性及絮凝剂效果的下降；高含量的颗粒态铝可能影响后续的固液分离过程，管道中形成的细微悬浮颗粒也会导致用户用水浊度的上升。

基于以上几点，在水厂工艺中怎么有效的去除残铝尤为重要。

在新出台的国家生活饮用水卫生标准（GB5749-2022）规定：生活饮用水铝含量限值为0.2mg/L,而江苏省出台的城市自来水厂关键水质指标内控标准中明确规定出厂水的铝含量的标准限值为0.15mg/L。

在水厂的常规处理中，铝的来源主要有两个，一个是原水水体中本身含有的铝，一个是在水厂常规处理中使用的混凝剂，聚合氯化铝（PAC）。

某水厂三年积累的数据显示，原水中铝离子含量一般低于0.05mg/L,初步推断出厂水中大部分的残余铝来自于聚合氯化铝（PAC）净水剂本身。