摘要

在许多国家，如阿尔及利亚，污水灌溉已成为一种普遍做法，污水处理废水中重金属的存在已被认为是一个严重的环境问题。在这项研究中，我们感兴趣的有毒金属如铜(Cu)，铬(Cr)，铅(Pb)和镉(Cd)的废水和处理废水及其可能对人类健康和动物造成的风险或危险的巴特那和提姆加德地区。分析了废水样品中Cu、Cr、Pb和Cd的浓度。

Batna、Fesdis和Djerma样品中重金属含量变化趋势为Pb>Cr>Cd>Cu。Cr (0.31 ~ 0.60 mg/l)、Cd (0.08 ~ 0.23 mg/l)超标。我们的结果显示，Fesdis和Djerma地区存在一定的风险。因此，必须采取预防措施，减少处理过的废水的重金属污染，以保护巴特纳省的农业土地，并保护人类和动物的健康。

关键字

废水;重金属;灌溉;风险;保存

介绍

巴特那的维拉亚正面临着对水日益增长的需求，自然资源的有限性和气候变化导致的耗竭。原废水的巨大潜力可以为灌溉和工业活动等各种用途提供良好的替代选择。到2030年重复利用数千立方米的宏伟目标只能通过改变目前的模式来实现。这是一个从“处理和排放”转向“处理和再利用”的问题。

在缺水最严重的地区，农业废水回用已成为一种普遍做法。总的来说，这种资源含有大量的有益营养物质和有毒污染物，它们分别为农业生产创造了机会和问题。因此，长期使用工业或城市污水灌溉可能会导致农田土壤和植物中重金属的积累。使用废水或被污染的水对人类健康构成风险，因为它可能含有与排泄物相关的病原体(病毒、细菌、原生动物和多细胞寄生虫)、皮肤刺激物以及重金属、农药和农药残留等有毒化学品。当废水用于农业时，病原体和某些化学物质是通过不同途径对人类健康造成的主要危害[4]。废水中可能存在的金属，镉(Cd)、铜(Cu)、钼(Mo)、镍(Ni)和锌(Zn)，可能对人类和动物构成重大的健康风险，并可能长期影响灌溉作物，因为它们在土壤中积累[5]。用重金属污染水灌溉会使土壤质量恶化，农产品质量下降。本研究的主要目的是量化灌溉废水中这些重金属(Cr、Cu、Pb和Cd)的浓度;看看巴特纳和提姆加德的哪些土地远离重金属污染的风险。

材料和方法

研究区域

目前的研究是在2017年秋季在巴特那省的两个地区进行的。

巴特纳市有一个污水处理厂(WWTP)，其容量相当于20万人口。Batna污水处理厂位于城市北部，占地12公顷。它的北面有Oued El Ghorzi，东面有Oued El Ghorzi和高压天然气管道，西面有Oued El Ghorzi和高压电线，南面有一个私人农场。

提姆加德市有一个污水处理厂(WWTP)，可处理相当于13800人口的污水。Timgad污水处理厂位于Timgad市北部，占地10公顷。它的北面是农田(私人农场)，东面是农田(私人农场)，西面是农田(私人农场)，南面是Oued Soultz。

抽样的废水

样本从有代表性的目标位置的进水口取样，通常包括在怀疑存在污染物的位置取样。每个污水处理厂在四个不同的地点进行取样。

班塔污水处理厂(WWTP):第一点:在进入巴特纳污水处理厂之前，这里的水只是工业和家庭的排放，加上雨水进口的排放，换句话说，污水厂处理前的废水。

-第二点:刚刚经过Batna净化厂的点，将净化后的水送到Oued Ghourzi，刚刚处理完废水。

第三点:在Fessdis市，从Oued Ghourzi运河穿过城市。

-第四点:从Oued Ghourzi运河穿过Djerma市的文化领域(图1)。

图1:Batna污水处理厂研究区。

提姆加德污水处理厂(WWTP):第一点:在进入Timgad污水处理厂之前，那里的水仍然未经处理;排放物是家庭排放物加上水在到达提姆加德污水厂之前带来的排放物。

第二点:刚经过廷加德污水处理厂的污水处理出口

第三点:私人农场，穿过Oued Reboaa运河。

-第四点:Oued Reboaa运河，就在Koudiet Lemdouar水坝前(图2)。

图2:Timgad污水处理厂研究区。

根据Rodier J[7]描述的实验方案确定水的提取。后者是在河床的中部，在50厘米左右的深度，或者在中等深度，如果水的高度很低(小于50厘米)。取样还必须远离河岸、自然或人工障碍物，在死区和涡流之外进行，同时避免沉积物的再悬浮。

抽样分析

水样是在两幅图中提到的两个研究区域采集的。2升的样品保存在聚乙烯瓶中，用硝酸(1%)预洗，4°C保存，直到分析完成。然后，按标准方法[8]测定pH值和重金属浓度。用原子吸收分光光度计(AAS，岛津AA-6300)测定过滤和消化样品中Cd、Cu、Cr、Pb的总金属浓度(mg/L)。进行了三次重复分析，并报告了平均值。采用岛津原子吸收光谱级相关标准校准原子吸收光谱。火焰原子吸收分光光度计(岛津双束原子吸收分光光度计)。

结果与讨论

所有的水样趋于碱性，ph值从7.41到7.68不等，这是Batna Feisdis Djerma样品。Timgads pHs样本的范围也从7.70到7.74(表1)(图3和4)。

图3:WWTP Batna-fesdis-Djerma位点pH观测值的图形表示。

图4:在Timgad WWTP中观察到的pH值的图形表示。

pH值	1圣点	2nd点	3.理查德·道金斯点	4th点
WWTP方案——fesdis-Djerma	7.41	7.53	7.45	7.68
WWTP Timgad	7．7	7．6	7.74	7.73

表1:污水处理厂Batna和Timgad的理化分析。

均值重金属浓度(毫克/升)的废水和污水处理方案的网站是0.08 - -0.23之间Cd, Pb 0.40 - -0.73, 0.31 - -0.60 Cr和0.138 - -0.155铜(表2),(图5)。废水中重金属的浓度Pb通道相对最高,其次是Cr、Cd和铜。废水中Cu、Pb浓度均低于灌溉水重金属允许限量，Cd、Cr均超过粮农组织/世卫组织规定的限量(表3);由于城市的工业部门的活动方案(各种工业活动包括:制革厂,电池、牛奶、纺织、等等),这些工厂没有内部工业废水的回收工厂,排放没有处理,直接在旱谷El Ghourzi WWTP方的方案。对人体有害的重金属有Pb、Cd和Cr，铅的毒性及其临床表现(铅中毒)早已为人所知。近年来，越来越多的研究强调了铅摄入的危险，即使是非常低的剂量，特别是对儿童[9]。镉的持久性较长，即使在极低浓度下也对许多生物具有高毒性，因此受到特别关注[10,11]。重金属的命运取决于许多因素，包括土壤的性质及其酸度;在机械成分低的酸性和腐殖质贫瘠土壤中，重金属不积累[12]。

图5:Batna + Fesdis和Djerma污水处理厂重金属空间变异特征

重金属mg / l	1圣点	2nd点	3.理查德·道金斯点	4th点
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
铜	0.138	0.135	0.110	0.155

表2:巴特纳污水处理厂和Fesdis和Djerma垃圾场的重金属。

样品	标准	铜	Cr	Pb	Cd
水(毫克/升)	世卫组织/粮农组织(2007)	0．20	0．1	5．0	0．01

表3:重金属安全限量指南[19]。

Timgad的样品记录了测试金属的可接受值，所有取样点都低于标准。Pb 0.1 mg/l-0.3 mg/l, Cr 0.14 mg/l -0.4 mg/l，而Cd小于0.05 mg/l(表4，图6)。在Timgad污水处理厂处理之前和之后，仍然是城市废水，因为它被排放到Oued Reboaa，而Oued Reboaa是Koudiet Lemdouar大坝的饲料。

图6:Timgad- WWTP、私人农场和Koudiet Lemdouar大坝前重金属的空间变异。

重金属mg / l	1圣点	2nd点	3.理查德·道金斯点	4th点
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
铜	0.105	0.067	0.072	0.079

表4:提姆加德污水处理厂、私人农场和Koudiet Lemdouar大坝前的重金属污染。

Fesdis、Djerma和Timgad地区是农业和养牛区，特别是Djerma和El Maadar(巴特那省第一个牛奶生产商)。在巴特纳地区的一些农业地区，污水灌溉已经实施了多年，据说是半干旱地区农业活动的一部分来源，由于气候变化，该地区近年来经历了长期干旱。Oued El Gourzi部分处理的废水用于灌溉Fisdis(250公顷)、El Madher(160公顷)和Djerma(600公顷)[13]村的1073公顷农田。

如果在没有必要的安全预防措施的情况下将废水用于农业，微生物和化学污染物会积聚在作物、畜产品、土壤或水资源中，并对接触的食品消费者和农业工人的健康造成严重影响；换言之，存在与废水使用相关的微生物标准，如不存在粪便指示菌，以及经处理废水的相关物理化学参数，以评估悬浮固体、营养物和重金属的存在。以及控制对废水灌溉使用实践的限制，例如限制灌溉技术的使用、作物控制，以及通过确保农民穿着衣服来保护人类接触。然而，如果妥善处理和安全使用，废水是宝贵的水和营养来源，有助于粮食安全和改善生计[14]。

通过废水灌溉将金属和金属类物质不受控制地输入土壤是不可取的，因为当它们积累时，很难去除。这会导致在受污染土壤中生长的植物中毒;被蔬菜吸收，导致植物组织中金属和类金属含量高，可能对食用这些作物的人类或动物的健康有害;以及这种土壤污染物质转移到地下水或地表水中，使水用于其他用途变得不安全。

在Batna-Djerma-El Maader地区，与标准相比，重金属含量似乎偏高，尤其是Pb、Cr、Cd，甚至Cu，这就需要对水、土壤和植物进行严格的监测和分析。这个地区的分类作为一个农业极需要采取很多措施农业规划、知道该地区的牛奶也是主要供应商ORLAIT(牛奶工厂的方案),危及动物(牛、羊)和人类健康放在第一位。Minhas PS和Samra JS[16]基于印度Musi河沿岸的一项调查，检测到金属离子从废水转移到牛奶，通过在用废水灌溉的土壤中生长的草，并用于动物饲料。

由于检测到的重金属含量较低，废水处理厂周围有私人农场的提姆加德地区可以开展良好的灌溉项目，处理废水和开发某些作物不会对健康和环境造成风险。始终不忽略水-土-植物监测与分析的连续性。因为必须遵守世界卫生组织制定的关于消除重复使用水中的病原体和监测处理后和重复使用前这些废水的理化和微生物质量的标准。

这促进了对巴特那省某些地区进行分类，以便利用处理过的废水进行可持续农业投资，并鼓励划分高风险和低风险土地。

此外，地方一级的项目规划需要评估若干重要的基本因素。农业废水使用的可持续性取决于对八个重要标准的评估和理解:健康、经济可行性、社会影响和公众看法、财政可行性、环境影响以及商业、体制和技术可行性[17]。

结论

在全球范围内，废水的再利用正在蓬勃发展。处理废水是另一种资源和环境效益和经济效益是多个:保护自然资源的短缺,保护环境的质量面对干旱、处理废水可用于农作物灌溉和浇水的绿色空间和体育领域[18]。

本研究使得确定Batna污水处理厂采样站的污染，特别是微量元素形式的重金属污染成为可能，这并没有忽视Batna污水处理厂的工作，这需要一体化的三级处理和工业单位的真正合作，在其废水到达废水处理厂(WWTP)[19]之前回收。

因此，Fesdis- Djerma的农业用地仍然面临着污水处理后重金属污染的风险。从Timgad回收的废水可以为农业提供很多视角，始终尊重Timgad污水处理厂的处理标准，并定期控制土壤和种植园。

工具书类

1. Hajjami K, Ennaji MM, Fouad S, Oubrim N, Cohen N(2013)摩洛哥灌溉废水再利用:蚯蚓卵污染对灌溉作物的水平和卫生风险(塞塔特和Soualem地区的案例研究)。J Bacteriol Parasitol 4: 1;［Ref。］
2. Alghobar MA, Suresha S(2017)印度卡纳塔克邦迈索尔市污水灌溉土壤和番茄中金属积累的评价。沙特农业科学16:49-59。［Ref。］
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4. Pay D, Christopher AS, Liqa RS, Redwood M, Bahri A(2010)在低收入国家利用废水和健康进行灌溉，评估和减轻风险。魁北克出版社大学［Ref。］
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7. Rodier J(2009)水分析:天然水、废水、海水。9^th版,Dunod paris1759。
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条信息

文章类型:研究文章

引用:Chichoune M, Souiher N, Messaid B(2020)处理废水作为灌溉水源在巴特纳省(东阿尔及利亚)农田中积累重金属的风险。国际给水排水6(1):dx.doi.org/10.16966/2381-5299.165

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出版的历史:

收到日期:2020年2月24日(

接受日期:2020年3月17日

发表日期:2020年3月20日