巴基斯坦北部斯瓦特谷饮水中与重金属有关的健康风险外文翻译资料

 2022-07-27 14:32:36

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巴基斯坦北部斯瓦特谷饮水中与重金属有关的健康风险

Kifayatullah Khan1,2,Yonglong Lug2,*, Hizbullah Khan1, Shahida Zakir1, Ihsanullah3, Sardar Khan1Akbar Ali Khan1, Luo Wei2, Tieyu Wang2

1.Depurtment of Environmentul Sciences, University of Peshuwur, Peshuwur 25120, Pukistun. E-mull: mr_khunn84@yuhoo.com

2. Stute Key Luborutory of Urbun and Regionul Ecology Reseurch Centre for Eco-environmentul Sciences, Chinese Acudemy of Sciences, Beijing 100085, China

3. Nucleur Institute.for Food and Agriculture, Turnub, Peshuwur, Pukistun

Received 24 December 2012; revised 02 May 2013; accepted 21 May 2013

摘要：在巴基斯坦Khyber Pakhtunkhwa的斯瓦特谷收集的饮用水源（表面和地下水）中，我们研究了例如Cd，Cr，Cu，Mn，Ni，Pb和Zn重金属的浓度。我们还研究了重金属对当地人口及其可能的来源分配情况的潜在健康风险，使用原子吸收光谱仪分析重金属浓度，并将其浓度与巴基斯坦环境保护署和世界卫生组织规定的允许限度进行比较。Cd，Cr，Ni和Pb的浓度高于其允许限度，而Cu，Mn和Zn的浓度在各自的限度内进行观察。健康风险指标，如慢性日摄入量（CDI）和健康风险指数（HRI）分别计算成人和儿童。重金属的CDI和HRI以Crgt; Mngt;Nigt; Zngt; Cdgt; Cugt; Pb和Cdgt; Nigt; Mngt; Crgt; Cugt; Pbgt; Zn的顺序分别被发现。 饮用水中所选重金属的HRI含量小于1，对当地人没有健康危害。多变量和单变量统计分析显示，地质学和人为活动是研究区域重金属水分污染的可能来源。

关键词：每日摄入量;饮用水;健康风险;重金属;多变量分析

DOI：10.1016 / 51001-0742（12）60275-7

简介

水被认为是环境中的重要物质（Shah et al.，2012），其重金属污染如镉（Cd），铬（Cr），铜（Cu），锰（Mn），镍（Ni），铅（Pb）和锌（Zn）是一个世界性的环境问题（穆罕默德et al.，2011）。一般来说，重金属从不同的天然（即风化，床岩侵蚀，矿石沉积物和火山活动）和人为（即，采矿，冶炼，工业流入和农业活动）来源中释放出来。它们可以污染表面（河流）和地面（春天，挖井井管）水，这些水用于家庭，农业和工业用途（Ettler等人，2012; Krishna等人，2009; Khan等人，2008）。地表和地面饮用水污染是一种全球卫生问题，自20世纪90年代以来，随着前所未有的人口增长，城市化和工业化（Khan et al.，2012; Rapant和Krcmova，2007），这个问题变得日益重要。

在水生生态系统的污染质量和水平（Jonnalagadda和Mhere，2001）中，pH是水的最重要指标之一。虽然没有直接影响人体健康，pH影响一些水质参数如离子溶解度和病原体存活，最终这将影响人体健康。另外，高范围的pH赋予苦味（Muhammad et al.，2010; WHO，2008）。重金属富集也会对饮水和水的灌溉质量产生不利影响（Krishna et al.，2009）。食入的含有一定量的重金属的水可能导致人体健康问题，包括呼吸急促和各种类型的癌症（Kavcar et al.，2009）。正常的身体生长和功能需要一些必需的金属如Cu，Mn和Zn。但是，这些金属过量也可能是有害的。Cd，Cr，Ni和Pb的高浓度被认为在人类和水生生物中有巨毒（Ouyang et al.，2002）。他们在身体中的积累可能会造成严重疾病（Khan et al.，2010）。重金属的不利影响包括毒性，神经毒性，致癌性，致突变性和致畸作用，这些取决于重金属种类（Sharma等，2008; Patra等，2010）。

近年来，各种流行病学研究显示，人类暴露于重金属中很大程度上由于它们不可生物降解的性质（Shah et al.，2012）。认识到营养不良和疾病如腹痛，厌食，心血管疾病，免疫功能障碍，高血压，肝肾相关紊乱，以及各种癌症都可以不仅是营养缺乏引起的，而且也是由污染食物和饮水中过量摄入重金属（Shah et al.，2012; Muhammad et al.，2011;Pekey等，2004）。

因此，重要的是评估饮用水中的重金属浓度及其可能的污染源。不同的多变量和变量统计分析，如单向分析方差（ANOVA），金属间相关性和原理组件分析（PCA）应用于理解关系（Muhammad et al。，2011）。这些方法以前曾应用在世界其他地区的研究中，去调查受污染的水和人体健康的关系（Shah et al.，2012;Wen et al.，2011; Avino et al.，2011; Muhammad等人，2010年，2011年; Jang，2010）。

在本研究的重点领域，以前没有研究已经对饮用水中的重金属污染进行了调查。因此，很少有信息可用于污染源，以及地质作用过程（风化，镁铁矿和超镁铁矿的侵蚀岩石）和人类活动（采矿，农业活动，和弱腐蚀性管道系统）（Shah et al.，2010;Kavcar等，2009）。本研究旨在调查饮水中重金属的浓度，和巴基斯坦北部斯瓦特山谷潜在的健康风险。

1材料与方法

1.1研究区

斯瓦特山谷，如图1所示，是在巴基斯坦北部凯伯Pakhtunkhwa的行政区。它位于在北部山脉的温带地带，其高度在海平面以上500至6500米（Qasim et al.，2011）。在地理上，山谷从北纬340到360度，从710延伸到东经730号，总面积5337平方公里。它边界北部的奇特拉尔，东北的吉尔吉特机场，德里西部的谷，Buner和Malakand地区南，尚拉和科赫斯坦地区在东部，和印度河与东部的哈扎拉分离。该地区人口总数为125万，平均密度为每平方公里248人（Qasim et al.，2011）。斯瓦特河，各种泉，管井和挖井是国内农用水源。该地区的整体气候可分为：地中海北部和亚热带地区南部。平均温度在-10C到25C之间波动，而平均降雨量每年750至1350毫米不等（Shah等，2010）。专业降雨通常发生在季风季节六月至九月，区域的湿度从4月份最低达40％，至7月份最高达85％之间变动（Nafees等，2008）。该地区暴露的岩石属于到印度板块，由混乱的镁铁矿和超镁铁质岩组成如蛇纹石，绿色片岩，滑石碳酸盐片岩和遇玄武岩（Arif等，2011年Shah等人，2010），以及不连续的带火山，火山沉积和沉积岩，这些岩石经历了高压和低温变质。

1.2饮用水取样

从中收集地表和地下水样品来自Swat河上游至下游流域，采集地点有五个（Madyan，Fatehpur，Khwazakhela，Charbagh和Mingora）（图1）。不同水源采用不同抽样程序（Khan et al.，2012）。管井和手泵水允许在样品收集前运行2至5分钟。在河流情况，在水的表面上采集水样。取水前，瓶中的气体被填满了，然后将水倒空在源头上，并以相同的方式重新填充。在不同取样地点，总共收集了55个饮用水样本（25个地表水，30个来自地下水）。在采样点使用CONSORT pH计（C931型，比利时Turnhout）现场测量pH。用来自所选取样地点的干净的聚乙烯塑料瓶收集水样。在取水之前，瓶子用含有20％HN03的电离水双层洗涤。每个水样过滤并加入几滴5％HNO 3防止进一步的微生物生长。所有的水样都是放在冰上并运送到巴基斯坦白沙瓦大学集中资源实验室，储存温度4℃以进行实验室分析。

1.3化学分析程序

99.9％光谱pu-Rity（德国默克达姆施塔特）的分析级化学品用于样品准备和分析，在整个分析中使用双蒸水。所有七个标准解决方案元素通过稀释1000毫克压力认证标准溶液（Fluka Kamica，Buchs，Switzerland）相应的金属离子。在标准操作条件下，所选重金属（Cd，Cr，Cu，Mn，Ni，Pb和Zn）浓度在水样中使用石墨炉原子吸收光谱仪（GFAAS AAS-700 Perkin Elmer，USA）进行分析。整合和延迟AAS的时间为5秒。Cd，Cr，Cu，Mn，Ni，Pb和Zn的工具检出限分别为0.0008,0.0030,0.0015,0.0015,0.0060,0.0150和0.0015mg。

图1 巴基斯坦北部取样地点研究区域地图

1.4评估健康风险的方法

1.4.1参与式访谈

评估研究区域的健康风险，参与者被随机抽取和采访了解情况，关于年龄，体重，月收入，吸烟习惯，职业暴露，饮用水源等健康问题。在会谈和采访期间注意到了当地人民均使用表面和地下水用于饮用和其他家庭用途。因此，健康风险指标如慢性日常生活摄入量（CDIs）和金属健康风险指数（HRIs）计算了地表和地面饮用水样品。

1.4.2金属日常摄入量

重金属通过几条路径进入人体，方法包括食物摄入，皮肤接触和吸入。然而，与口服摄入相比，所有其他途径被认为是可忽略的（Muhammad et al，2011）。重金属的CDI（微克/（千克·天））通过水摄入，由式（1）（Shah et al.，2012; Muhammadet al.，2011）计算。

(1)

其中，Cm（微克/（千克·天））表示在水中重金属浓度，Iw（升/天）是每日平均水摄入量（假设成人为2 升 /日，儿童为1 升 /天）（美国环保署，2011年），Wb（千克）是平均体重（假定成人为72公斤，小孩为32.7公斤），（Muhammad et al.，2011; Khan et a.，2010;Jan等，2010）。

1.4.3金属健康风险指标

估计慢性健康风险，计算HRI按式（2）（Shah et al.，2012; Muhammad et al.，2010）计算HRIs。

(2)

其中口服毒性参考剂量（RfD，微克/（千克·天））Cd，Cr，Cu，Mn，Ni，Pb和Zn的值分别为5.0E-01，1.5E 03，3.7E 01，1.4E 02，2.0E 01，3.6E 01和3.0E 02（Shah et al.，2012; Muhammad et2010; US EPA，2005）。对消费者来说,HRI值小于1被认为是安全的（Khan et al.，2008）。

1.5统计分析

所有计算均使用Microsoft Office2010版本进行，多变量和单变量统计学分析（例如，单向方差分析，金属间相关性和PCA）使用社会科学版本17统计软件包。研究区位置图准备采用Arc Geographic Information系统。

2.结果与讨论

2.1饮用水污染

收集所选饮用水样品中的参数从Swat河流域的上游到下游五个抽样地点（Madyan，Fatehpur，Khwaza-khela，Charbagh和Mingora），并总结在表1中。水的pH被认为是水体系最重要的水质参数之一，高范围的pH赋予饮用水苦味。然而，根据世界卫生组织 - 国家（WHO）（2008），水体系中的pH值在评估健康风险方面没有直接的意义。在本研究中，五个地区的表面和地面饮用水的pH值呈下降趋势，Khwazakhelagt; Madyangt; Charbaghgt; Mingoragt;法塔赫布尔，和马丹gt; Khwazakhelagt; Charbaghgt;明戈多gt;法塔赫尔。最低pH值（6.70）为记录在法塔赫布尔和明戈拉的地表水中，而地下水中的最高pH值（8.60）为记录在Madyan（表1）的地表水中。结果表明，尽管pH值地表水和地下水样本的值从微酸性到微碱性变化，但它们是在允许的限度内，如表1和图2所示。

图2 在Pak-EPA（2008）和WHO（2008）设定的允许限度饮用水中所选参数的比较

在研究区域的五个地点，表面和地面的饮用水样品重金属浓度分别为为Crgt;Mngt; Nigt; Zngt; Cdgt; Cugt; Pb和Crgt; Mngt; Nigt;Pbgt; Zngt; Cdgt; Cu。在所有样品中Cd，Cr和Ni的浓度高于其各自的允许限度，而在54％的水样中Pb浓度超过允许极限。

表格1

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