近年來隨著人民生活水平的日漸提高,人們對現有飲用水的安全日益重視和關切,對水質的健康性要求也越來越高。這種健康性主要指的是水中不含微生物和導致生理副作用的礦物質和有機物質,水的外觀應無明顯的混濁,顏色、氣味、溫度均無異常。19世紀末人類歷史上第一次將水質與健康直接聯(lián)系起來,正是認識到嚴重危害生命的霍亂、傷寒、痢疾等傳染病是微生物通過飲用水傳播的,因此對飲用水消毒就顯得重要和必要了。飲用水消毒的基本目的是使飲用水中不含有活的致病微生物,以便達到安全飲用的衛(wèi)生要求。

1　我國飲用水消毒的現狀與方法

        飲用水消毒的方法有多種,但氯消毒仍是我國目前城市給水的重要凈水工藝。氯化消毒自1980年問世以來,在殺滅水中微生物,防止水介疾病的傳染方面,發(fā)揮了重大作用。隨著水污染的日益加劇,治水所需的消毒劑越來越多。氯作為消毒劑使用的同時,也有其副作用。氯在氧化去除或降解有機物的同時,會通過取代反應與有機物結合生成鹵代有機物。這些鹵代有機物經過動物試驗證明是有致突變或致癌活性的。氯的加注量越高,加注點越在前面,產生的鹵代有機物也越多,副作用也越大。20世紀70年代,氯化消毒副產物相繼在自來水中被檢出,氯化消毒工藝的地位開始受到挑戰(zhàn)。為避免氯消毒產生具有致癌作用的鹵代有機物,目前的解決途徑:一是設法降低水中形成鹵代有機物前體;二是采用其他非氯消毒劑如二氧化碳、臭氧、紫外線等消毒;三是去除氯消毒后水中形成的鹵代有機物�？偟膩碚f,如何合理選擇消毒劑,提高供水水質,保障人民身體健康,是給水工程面臨的一大重要課題。太原市現有6個水廠,水源均為地下水,投藥方式為后加氯處理。表1反映的水質數據均符合GB 5749—85生活飲用水標準檢驗法,而且CHCl3和CCl4的含量也符合世界衛(wèi)生組織水質準則第30條和第3條的要求。盡管如此,國家環(huán)保部門多年監(jiān)測結果表明,環(huán)境污染導致水源水質普遍惡化,尤其是城市水源更為突出。據統(tǒng)計,上海自來水公司檢出700余種有機污染物,天津自來水公司檢出200余種,而有毒污染物對人體健康的危害程度以及其對生態(tài)環(huán)境的破壞程度都是嚴重的。水源污染又迫使水廠增加加氯量,這樣大量的氯及其反應物存在于水中或進入人體,將對人體產生什么影響,近年來已引起人們的關注。

2 氯化消毒副產物的種類及危害
    
        氯作為飲水消毒劑已有100多年的歷史，為人類控制應用水導致的傳染病發(fā)揮了極其重大的作用。由于它能夠迅速溶解于水，并釋放出殺菌的有效成分。耐儲存，便運輸，操作簡單方便，消毒效果好，得以在各地廣泛應用。但自Rook1974年在氯消毒后的飲用水中檢出三氯甲烷以來,對飲用水氯化消毒副產物的研究已成為國際給水界特別是美國研究的重點課題。在國內岳舜林等人用氣相色譜色質聯(lián)機對某水廠的原水及自來水進行了加氯后水中有機副產物的測定研究,結果表明,水中增加了22種氯化消毒副產物。這些氯化消毒副產物是指飲用水消毒過程中產生的鹵代化合物,其分類如下。

2.1　無機副產物

        研究表明,氯化消毒過程中產生的最主要無機物質是氯胺,包括次氯酸與氨反應生成的一氯胺、二氯胺、三氯胺或三氯化氮及其他產物,這些無機副產物對人體健康都不會產生危害。

2.2　有機副產物

        氯是一種很活潑的氧化物,它在水中與很多有機物起化學反應,產生不同種類的氯化碳氫化合物。到目前為止,用氣相色譜/質譜技術,在氯消毒飲用水中已檢出超過500種的消毒副產物。三氯甲烷和鹵乙酸由于其強致癌性已成為控制的主要目標,而且也分別代表了揮發(fā)性和非揮發(fā)性的兩類消毒副產物。

2.2.1.揮發(fā)性消毒副產物　

        飲用水中檢測到三鹵甲烷類消毒副產物共有4種,即三氯甲烷、二氯一溴甲烷、一氯二溴甲烷和三溴甲烷。實驗表明三氯甲烷的各組分具有明顯的致突變作用,且存在良好的劑量反應關系。動物實驗也證實三氯甲烷可引起雄性大鼠的腎臟腫瘤,雌性大鼠的肝臟腫瘤。三溴甲烷也被證實具有致癌性。大量流行病學調查表明,長期飲用氯消毒的飲用水,死于消化和泌尿系統(tǒng)的癌癥的危險性增加,并和其他癌癥的死亡率存在著統(tǒng)計學的關系。目前三鹵甲烷類消毒副產物已成為多數國家和組織的飲用水水質標準中的控制指標。

2.2.2.非揮發(fā)性消毒副產物　

        20世紀80年代中期以來,飲用水氯消毒中產生的另一類非揮發(fā)性消毒副產物鹵乙酸已引起美國環(huán)保局的高度重視。

3　其他的消毒方法

3.1　紫外線等消毒

        當微生物被紫外線照射時,細胞的核酸生物活性因吸收紫外線而改變,從而引起菌體內蛋白質和酶的合成障礙,導致結構發(fā)生變異,功能遭到破壞,致使微生物死亡。紫外線有較高的殺菌率,基本上不改變水的物化性質,而且操作簡單、使用方便,它的最大弱點是由于凈水輸送系統(tǒng)不可能有余氯作用,可能會引起細菌的再度污染和繁殖。所以如采用兩種殺菌技術聯(lián)合使用(如和氯化消毒或者臭氧消毒聯(lián)合使用)取長補短會取得更好的效果。

3.2　臭氧消毒

        臭氧極不穩(wěn)定,分解時放出新生成態(tài)氧。其中[O]有強氧化能力,對具有頑強抵抗力的微生物有強大的殺傷力。同時O3分子可能由于滲入細胞壁能力強,從而破壞細菌有機體鏈狀結構而導致細菌死亡。臭氧殺菌率高,速度快,但制造O3成本高,耗電量大,不能在配水管網中繼續(xù)保持殺菌能力。但作為預處理工序,先用O3氧化水中酚和消滅病毒,改善水的物理性質,然后再在水中加氯,這樣既能減少水中三鹵甲烷類的生成,又能保證配水管網中的滅菌能力,不失為一種好的消毒方法。

3.3　二氧化氯消毒

        二氧化氯是一種廣譜性消毒劑,通過滲入細菌細胞內,將核酸氧化,從而阻止細胞的合成代謝,并使細菌死亡。由于二氧化氯與水中有機物的反應為氧化反應,故用于水消毒時不形成有機鹵代物。二氧化氯在水中幾乎100 %以分子狀態(tài)存在,所以極易透過細胞膜,殺菌效果明顯高于液氯。二氧化氯由亞氯酸鈉和氯反應而成。由于二氧化氯制造成本高且不能貯存,只有在原水污染嚴重而氯消毒困難時,才用二氧化氯消毒。

3.4　磁化消毒

        利用高梯度磁濾法可以達到除菌的目的,即在傳統(tǒng)凈水工藝中免去了“消毒”工序,自理后不消毒就可以達到國家飲用水水質標準。飲用水消毒凈化過程直接關系到飲用水的水質。預加氯可以有效地氧化有毒有害物質,但同時又生成新的污染物,無機和有機副產物的毒性作用正在定性定量地研究之中。如何經濟高效地強化給水處理工藝,提高給水自理的凈化效能,合理選用消毒劑,增加除污染作用,保障良好的飲用水水質是一個系統(tǒng)而深入的研究任務,也是我們亟待解決的問題。
 

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