摘要

在阿爾及利亞等許多國家，廢水處理後的廢水中重金屬的存在被認為是一個嚴重的環境問題，在這些國家，廢水灌溉已成為一種廣泛的做法。在這項研究中，我們感興趣的是廢水中的銅(Cu)、鉻(Cr)、鉛(Pb)和鎘(Cd)等有毒金屬，以及經過處理的廢水，以及它們對巴特那和Timgad地區的人類健康和動物可能造成的風險或危險。對廢水樣品中Cu、Cr、Pb、Cd的濃度進行了分析。

Batna、Fesdis和Djerma樣品重金屬濃度變化趨勢為Pb>Cr>Cd>Cu。但Cr 0.31-0.60 mg/l和Cd 0.08-0.23 mg/l的濃度超過了允許的限度。我們的研究結果揭示了Fesdis和Djerma地區的某些風險。因此，必須采取預防措施，減少經處理廢水的重金屬汙染，以保護Batna省的農業土地和保護人類和動物健康。

關鍵字

廢水;重金屬;灌溉;風險;保存

簡介

Batna的wilaya正麵臨著對水日益增長的需求，自然資源的限製和氣候變化導致的資源枯竭。原始廢水的巨大潛力可以為各種用途，例如灌溉和工業活動，提供一個很好的替代品。到2030年複用數千立方米的宏偉目標隻能通過改變目前的模式來實現。這是一個轉向“處理和再利用”方法而不是“處理和排放”方法的問題。

在缺水最嚴重的地區，農業廢水回用已成為一種普遍做法。總的來說，這種資源含有大量的有益營養物質和有毒汙染物，它們分別為農業生產帶來機遇和問題[2]。因此，長期使用工業或城市廢水灌溉可能導致重金屬在農業土壤和植物中積累[3]。一般來說，廢水或汙水的使用對人類健康構成風險，因為它可能含有與排泄物有關的病原體(病毒、細菌、原生動物和多細胞寄生蟲)、皮膚刺激物和重金屬、農藥和農藥殘留等有毒化學品。當廢水用於農業時，病原體和某些化學品通過不同途徑成為對人類健康的主要危害[4]。廢水中可能存在的金屬，即鎘(Cd)、銅(Cu)、鉬(Mo)、鎳(Ni)和鋅(Zn)，可對人類和動物的健康構成重大風險，並可長期影響灌溉作物，因為它們在土壤中積累。重金屬汙染水灌溉不僅會影響土壤質量，還會影響農業生產。本研究的主要目的是量化灌溉廢水中重金屬(Cr、Cu、Pb和Cd)的濃度;看看巴特那和Timgad的哪些土地遠離重金屬汙染的風險。

材料與方法

研究區域

目前的研究是在2017年秋季在巴特那省的兩個地區進行的。

巴特那市有一個汙水處理廠，處理量相當於20萬人口。巴特那汙水處理廠占地12公頃，位於城市北部。它的北麵是Oued El Ghorzi，東麵是Oued El Ghorzi和一條高壓天然氣管道，西麵是Oued El Ghorzi和一條高壓輸電線，南麵是一個私人農場。

Timgad市有一個汙水處理廠(WWTP)，處理量相當於13800人口。Timgad汙水處理廠占地10公頃，位於Timgad市北部。它以農地(私人農場)為界，以農地(私人農場)為界，以農地(私人農場)為界，以農地(私人農場)為界，以Oued Soultz為界。

廢水取樣

從目標代表性地點的進水口取樣，一般包括在懷疑存在汙染物的地點取樣。在每個汙水處理廠的四個不同地點進行了采樣。

班塔汙水處理廠(WWTP)的籌資:第一點:在進入Batna汙水處理廠之前，那裏的水是唯一的排放是工業和家庭排放加上雨水輸入的排放，換句話說，廢水在汙水處理廠處理之前。

-第二點:剛剛經過巴特納淨化廠的點位，將淨化後的水驅至Oued Ghourzi，剛剛處理完廢水。

第三點:在Fessdis城，從穿過城市的Oued Ghourzi運河開始。

第四點:從穿過城市文化領域的Oued Ghourzi運河到Djerma城(圖1)。

圖1:巴特那汙水處理廠研究區。

Timgad汙水處理廠(WWTP)的籌資:第一點:在進入未經處理的Timgad汙水處理廠之前;那裏的排放是家庭排放加上水在到達Timgad廢水處理廠之前所帶來的排放。

第二點:剛經過Timgad汙水處理廠處理的廢水的出口

第三點:由Oued Reboaa運河穿過的私人農場。

-第四點:Oued Reboaa運河就在Koudiet Lemdouar大壩之前(圖2)。

圖2:Timgad汙水處理廠研究區域。

根據Rodier J[7]描述的實驗方案確定采水量。後者是在約50厘米深的河床中央充分流動的取水，如果水高較低(小於50厘米)則在中間深度取水。取樣還必須遠離河岸和自然或人工障礙，在死區和渦流之外進行，同時避免沉積物的重新懸浮。

抽樣分析

水樣是沿著兩幅圖中提到的兩個研究區域采集的。2升樣品儲存在聚乙烯瓶中，用硝酸(1%)預先洗滌並儲存在4℃，直到分析完成。然後按標準方法[8]測定pH和重金屬濃度。用原子吸收分光光度計(AAS, Shimadzu AA-6300)測定過濾和消化樣品中Cd、Cu、Cr、Pb的總金屬濃度，單位為mg/L。進行了三次分析，報告了平均值。采用島津AAS光譜等級標準進行校準。火焰原子吸收分光光度計(島津雙光束原子吸收分光光度計)。

結果與討論

所有的水樣都傾向於堿性，ph值在7.41到7.68之間，Batna Feisdis Djerma的水樣也是如此。Timgads的ph值樣本也在7.70到7.74之間(表1)(圖3和圖4)。

圖3:Batna-fesdis-Djerma汙水處理廠pH觀測值的圖形表示。

圖4:Timgad汙水處理廠pH觀測值的圖形表示。

pH值	1聖點	2nd點	3.理查德·道金斯點	4th點
WWTP Batna- fesdis-Djerma	7.41	7.53	7.45	7.68
WWTP Timgad	7.7	7.6	7.74	7.73

表1:Batna汙水處理廠和Timgad汙水處理廠的理化分析。

Batna場地廢水和處理廢水中重金屬平均濃度(mg/l)分別為Cd 0.08 ~ 0.23、Pb 0.40 ~ 0.73、Cr 0.31 ~ 0.60、Cu 0.138 ~ 0.155(表2)和(圖5)。廢水通道中重金屬濃度相對最高的是Pb，其次是Cr、Cd和Cu。廢水中Cu和Pb的濃度低於灌溉水中重金屬的允許限值，但Cd和Cr超過了糧農組織/世界衛生組織規定的限值(表3);由於巴特那市工業部門的活動(各種工業活動包括:製革廠、電池、牛奶、紡織等)，這些工廠沒有內部工廠來回收其工業廢水，這些廢水未經處理就直接排放到Oued El Ghourzi和巴特那汙水處理廠。對人體有毒的重金屬有Pb、Cd和Cr，鉛的毒性及其臨床表現早已為人所知(鉛中毒)。近年來，越來越多的研究強調了即使是極低劑量的鉛攝入的危險，特別是對兒童[9]。鎘因其長期存在且即使在極低濃度下也對許多生物體具有高毒性而受到特別關注[10,11]。重金屬的命運取決於許多因素，包括土壤的性質及其酸度;在機械成分低的酸性和腐殖質貧瘠土壤中，重金屬不會積累。

圖5:Batna + Fesdis和Djerma汙水處理廠水平重金屬的空間變異

重金屬mg/l	1聖點	2nd點	3.理查德·道金斯點	4th點
Cd	0.23	0.19	0．10	0.08
Pb	0.73	0.53	0.51	0.40
Cr	0.60	0.55	0.39	0.31
銅	0.138	0.135	0.110	0.155

表2:Batna汙水處理廠以及Fesdis和Djerma的重金屬。

樣品	標準	銅	Cr	Pb	Cd
水(mg/l)	世衛組織/糧農組織(2007)	0.20	0．1	5．0	0.01

表3:重金屬安全限值指南[19]。

Timgad的樣品記錄了被測金屬的可接受值，所有這些都低於所有采樣點的標準。鉛0.1 mg/l-0.3 mg/l, Cr 0.14 mg/l -0.4 mg/l, Cd小於0.05 mg/l(表4，圖6)。工業設施耗盡，Timgad市幾乎沒有任何重金屬汙染，盡管如此，城市廢水仍然需要在Timgad汙水處理廠處理前後進行密集控製，因為它被排放到Oued Reboaa，為Koudiet Lemdouar大壩提供水源。

圖6:Timgad-汙水處理廠、私人農場和Koudiet Lemdouar大壩前重金屬的空間變化。

重金屬mg/l	1聖點	2nd點	3.理查德·道金斯點	4th點
Cd	0.01	0.02	0.008	0.005
Pb	0.30	0.20	0.15	0．10
Cr	0.40	0.30	０．２５	0.14
銅	0.105	0.067	0.072	0.079

表4:Timgad汙水處理廠，私人農場和Koudiet Lemdouar大壩前的重金屬。

Fesdis、Djerma和Timgad地區是農業和養牛地區，尤其是Djerma和El Maadar (Batna省的第一個牛奶產地)。Batna區域的一些農業地區多年來一直采用廢水灌溉的做法，據說這是半幹旱地區部分農業活動的根源，該地區近年來由於氣候變化一直遭受長期幹旱。Oued El Gourzi部分處理後的廢水用於灌溉Fisdis(250公頃)、El Madher(160公頃)和Djerma(600公頃)[13]的1073公頃農田。

如果在農業中使用廢水而不采取必要的安全預防措施，微生物和化學汙染物就會積聚在作物、牲畜產品、土壤或水資源中，並對受影響的食品消費者和農業工人的健康造成嚴重影響;換句話說，是否存在與廢水使用有關的微生物標準，例如是否存在糞便指示細菌，以及是否存在處理過的廢水的相關物理化學參數，以評估懸浮物、營養物質和重金屬的存在。控製對廢水的灌溉使用的限製，例如限製灌溉技術的使用，作物控製，以及通過確保農民穿衣服來保護人體接觸。然而，當廢水得到妥善處理和安全使用時，它是寶貴的水和營養來源，有助於糧食安全和改善生計[14]。

不受控製地通過廢水灌溉向土壤中輸入金屬和金屬是不可取的，因為當它們積累時，很難清除。這可能會導致生長在汙染土壤中的植物具有毒性;蔬菜吸收，導致植物組織中金屬和金屬化合物的高濃度，可能對食用作物的人類或動物的健康有害;以及這種土壤汙染的運輸到地下水或地表水，使其不安全用於其他目的[15]。

Batna-Djerma-El Maader地區的重金屬含量似乎略高，尤其是Pb、Cr、Cd甚至Cu，這需要對水、土壤和植物進行嚴格的監測和分析。將該區域劃分為農業極需要在農業規劃中采取大量預防措施，因為知道該區域也是ORLAIT(巴特那奶廠)的主要牛奶供應地，這首先危及動物(牛和羊)和人的健康。Minhas PS和Samra JS[16]在印度的Musi河沿岸進行了一項調查，他們通過生長在汙水灌溉的土壤和用作動物飼料的草，檢測到了廢水中的金屬離子轉移到牛奶中。

鑒於已檢測到的重金屬含量較低，Timgad地區及其廢水處理廠周圍的私人農場可以用處理過的廢水進行良好的灌溉項目，並可以種植某些作物，而不會對健康和環境造成風險。始終不忽視水土植物監測和分析的連續性。因為必須遵守世界衛生組織製定的關於消除重複用水中的病原體的標準，並在處理後和重複使用前監測這些廢水的物理化學和微生物質量。

這促進了Batna wilaya的某些地區的分類，用於廢水處理後的可持續農業投資，並鼓勵劃分高風險和低風險土地。

此外，地方一級的項目規劃需要評估若幹重要的基本因素。農業廢水使用的可持續性取決於對八個重要標準的評估和理解:健康、經濟可行性、社會影響和公眾看法、財務可行性、環境影響以及商業、體製和技術可行性[17]。

結論

在全球範圍內，廢水再利用正在蓬勃發展。處理後的廢水是一種替代資源，其環境和經濟效益是多方麵的:在資源短缺時保護自然資源，在幹旱時保持環境質量，處理後的廢水可用於作物灌溉和綠地和運動場的澆水[18]。

這項研究使我們能夠確定巴特那汙水處理廠采樣站的汙染，特別是微量元素形式的重金屬汙染，這並沒有忽視巴特那汙水處理廠的工作，這需要三級處理的整合和工業單位的真正合作，在廢水到達汙水處理廠[19]之前對其進行循環利用。

因此，Fesdis- Djerma的農業用地潛力仍然處於受到處理過的廢水所產生的重金屬汙染的危險之中。從Timgad回收的廢水可以為農業提供很多的前景，始終尊重Timgad汙水處理廠的處理標準和土壤和種植園的定期控製。

參考文獻

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條信息

文章類型:研究文章

引用:Chichoune M, Souiher N, Messaid B (2020) Batna省(東阿爾及利亞)灌溉源處理廢水對農業土地重金屬積累的風險。國際J水廢水處理6(1):dx.doi.org/10.16966/2381-5299.165

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出版的曆史:

收到日期:2020年2月24日

接受日期:2020年3月17日

發表日期:2020年3月20日