饮用水安全保障与深度处理

饮用水保障与深度处理技术汇报组：第三组汇报时间：November饮用水现行《生活饮用水卫生标准》明确规定,合格的饮用水性状应无色、无味、无臭、清洁透明；有毒有害物质不得超过最高允许浓度；不得含有各种子病原体；细菌总数和大肠杆菌群数应在允许范围内。三大饮用水水质标准指标体系目前国际上三种较权威的饮用水水质标准:WHO的《饮用水水质准则》、EC的《饮用水水质指令》、USEPA的《美国饮用水水质标准》。常规生活饮用水水质标准包括感官性状、微生物指标、化学毒性指标和放射性指标,而为遏制水中消毒剂、消毒副产物、农药等物质的毒性危害,现行水质标准多将化学毒性指标分类列出。三大饮用水水质标准特点三大标准是目前国际上公认的先进、安全的水质标准,也是各国制定标准的基础或参照,而这三部标准由于建立和使用地区的经济发展、环境条件、科技力量等的差异而各具特点。WHO《饮用水水质准则》作为一种国际性的水质标准,应用范围广,已成为几乎所有饮用水水质标准的基础,但它不同于国家正式颁布的标准值,不具有立法约束力,不是限制性标准。该标准是根据现有研究资料,经多国家、多学科、多位专家的评定和判断而建立的,制订过程严谨,包含参数较多,具有自己的定量危险度的评价方法,代表了世界各国的病理学、健康学、水环境技术、安全评价体系的最新发展,涵盖面广泛,指标完整全面,参考意义重大。但是该标准推荐的标准值是从保护人类健康的宗旨出发的,不一定满足水生生物和生态保护的要求。三大饮用水水质标准特点EC《饮用水水质指令》重点体现了标准的灵活性和适应性,欧盟各国可根据本国情况增加指标数,对浊度、色度等未规定具体值,成员国可在保证其他指标的基础上自行规定。该标准将污染物分为强制性和非强制性两类,在48项指标中有20项为指示参数,并参照WHO《饮用水水质准则》引入了丙烯酰胺等有机物指标。既考虑了西欧发达国家的要求也照顾了后加入的发展中国家,同时兼顾了欧盟国家在南北地理气候上的差别。USEPA《美国饮用水水质标准》是在《安全饮用水法》的体系下制订、完善和执行的国家标准,具有立法的约束性,并针对某些参数制订了相关条例。和其他标准比较,该标准在科学、严谨的基础上更加重视标准的可操作性和实用性,注重风险、技术和经济分析。该标准就微生物对人体健康的危害风险予以高度重视,微生物指标数多达7项。各项指标提出了两个浓度值,即最大浓度值和最大浓度限值,最大浓度限值主要是为保障人体健康,并不涉及到污染物的检出限和控制技术,具体执行时采用最大浓度值。我国生活饮用水水质标准的比较1976年卫生部制定了我国第一个国家饮用水标准《生活饮用水卫生标准》（TJ20-76），共有23项指标；1985年修订为《生活饮用水卫生标准》（GB5749-1985），35项指标。此外，2001年6月，卫生部颁布了《生活饮用水水质卫生规范》（2001），建设部也于2005年6月颁布实施《城市供水水质标准》（CJ/T206-2005），2007年7月1日，由国家标准委和卫生部联合发布了《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）强制性国家标准（新标准）。新《标准》具有以下三个特点：①加强了对水质有机物、微生物和水质消毒等方面的要求；②统一了城镇和农村饮用水卫生标准；③实现饮用水标准与国际接轨。新《标准》水质项目和指标值的选择，充分考虑了我国实际情况，并参考了WHO、EC、USEPA、俄罗斯和日本等国饮用水标准。对我国现行水质标准的探讨1某些水质指标的限值仍值得研究相对于卫生部2001年发布的《生活饮用水卫生规范》和建设部2005年实施《城市供水水质标准》，卫生部2007年发布的《生活饮用水卫生标准》指标更完备，限值上也作了适当调整，但有些指标的可操作性仍需商榷，这里以镉、铅和砷为例加以说明，其限值如表1所示。对我国现行水质标准的探讨2水质标准力求完善化，标准修订要实现制度化对我国现行水质标准的探讨3标准的执行要统一，保障要有力新国标（GB5749-2006）与旧国标（GB5749-85）的对比指标分类旧国标新国标感官性状和一般化学指标1520生物学指标26消毒剂14放射性指标22毒理性指标无机物15107422有机物552合计35106——水质指标由GB5749-85的35项增加至106项，增加了71项；修订了8项；——微生物指标由2项增至6项，增加了大肠埃希氏菌、耐热大肠菌群、贾第鞭毛虫和隐孢子虫；修订了总大肠菌群；——饮用水消毒剂由1项增至4项，增加了一氯胺、臭氧、二氧化氯；——毒理指标中无机化合物由10项增至21项，增加了溴酸盐、亚氯酸盐、氯酸盐、锑、钡、铍、硼、钼、镍、铊、氯化氰；并修订了砷、镉、铅、硝酸盐；毒理指标中有机化合物由5项增至53项，增加了甲醛、三卤甲烷、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,1,1-三氯乙烷、三溴甲烷、一氯二溴甲烷、二氯一溴甲烷、环氧氯丙烷、氯乙烯、1,1-二氯乙烯、1,2-二氯乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯、六氯丁二烯、二氯乙酸、三氯乙酸、三氯乙醛、苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、2,4,6-三氯酚、氯苯、1,2-二氯苯、1,4-二氯苯、三氯苯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、丙烯酰胺、微囊藻毒素-LR、灭草松、百菌清、溴氰菊酯、乐果、2,4-滴、七氯、六氯苯、林丹、马拉硫磷、对硫磷、甲基对硫磷、五氯酚、莠去津、呋喃丹、毒死蜱、敌敌畏、草甘膦；修订了四氯化碳；——感官性状和一般理化指标由15项增至20项，增加了耗氧量、氨氮、硫化物、钠、铝；修订了浑浊度；——放射性指标中修订了总α放射性。饮用水及水源污染现状水资源危机已经成为继石油危机之后的第二大危机。我国淡水资源人均占有量2340m3，约为世界人均占有水量的1/4，被列为最贫水的13个国家之一。近年来，随着我国经济的快速发展，特别是有机化工、石油化工、医药、农药、杀虫剂及除草剂等生产工业的迅速发展，有机化合物的产量和种类不断增加，各种生产废水和生活污水未达到排放标准就直接进入水体，致使地下水源受到污染。国家环保总局提供的资料表明，2004年全国污水排放总量达到482亿吨；全国七大水系中，一半以上河段受到不同程度的污染，达不到饮用水源的标准。淮河、黄河的污染出现反弹，淮河主要水质污染指标已达到或超过历史最高水平，黄河干流一度有40％的河段水质为劣五类，基本丧失水体功能。全国70％以上的河流湖泊都遭受到不同程度的污染，特别是流经城市的河段近90%都受到了污染，城市内湖水质较差。地下水质污染仍十分严峻，2004年全国187个城市中，地下水污染减轻的有39个，污染加重的有52个，水质稳定的有96个。饮用水及水源污染现状饮用水源地水质差不但增加自来水的处理成本，而且一些难以去除的有毒有害污染物将直接危及人类健康。水利部的一份报告显示：目前，全国农村有3亿多人饮水不安全，其中约有1.9亿人饮用水有害物质含量超标，6300多万人饮用高氟水，200多万人饮用高砷水，3800多万人饮用苦咸水。全国151个地表水源区有65.4％的人口饮用不符合生活饮用水水质标准的水，其中两亿人饮用大肠菌群超标水，1.64亿人饮用有机污染严重水，与水源污染有关的疾病多达50余种，恶性肿瘤和肝炎的发病率呈明显上升的趋势。据联合国公布的数据，全世界有11亿人饮用受到污染的水，每天大约有6000名儿童死于不卫生的水及其它环境问题所引起的疾病。饮用水的水质安全性值得忧虑。水质污染事件事件发生时间受污染水源事件原因主要污染物2005-11松花江吉林石化公司双苯厂发生火灾爆炸苯、苯胺和硝基苯2005-12北江广东韶关冶炼厂未按正常工序进行污水处理镉2007-6太湖周边企业长期非法排放废水蓝藻危害：松花江水体严重污染，哈尔滨市停水4天，造成负面国际影响；北江污染造成多城市停水，直接经济损失逾五千万元，间接经济损失则超过一亿元；太湖污染造成数百万居民1周内无法正常饮水。饮用水安全的定义饮用水安全包含如下两方面的含义：（1）饮用水在使用中，水质不应该给人体带来短期或长期的健康危害，即水在自然属性上的安全性。（2）饮用水系统对遭受突发水质事故的威胁，包括事故性水质危害（自然灾害、突发性水质污染事故、内源性水质恶化、水厂运行事故）和破坏性水质危害（人为蓄意破坏、恐怖袭击），应具有良好的预防、保护、应急和恢复功能，即供水在社会意义上的安全性。现行发达国家的饮用水安全保障技术更倾向于水区管理，通过制定各种政策对流域内饮用水源水质进行保护，但是水源污染的消除并不是一朝一夕能解决的问题，而是一个长期的问题，对于已经污染的水源，在一定时期内还需要作为水源来供水，仅通过长期的水源治理不能保障出厂水的饮用水安全性。因此，对于水中的污染物质，世界上各国的研究机构致力于各种污染物质在水厂处理工艺中的去除技术研究。饮用水的安全性体现饮用水的安全性主要体现在两个方面：一种是饮用水中化学物质带来的化学风险，二是饮用水中微生物带来的生物稳定性问题。饮用水的化学风险是指饮用水中大量微量有机物的存在所带来的危害。据调查：我国以长江、黄浦江、嘉陵江、钱塘江等为水源的水厂出水中都检测出了不同浓度的壬基酚类、酞酸酯类以及非离子表面活性剂等，污染水平与日本相近，高于欧美一些国家。北京市以永定河为水源的城子水厂常规工艺出水中检出的有机物达38种之多，包括阿特拉津、邻苯二甲酸酯及烷基酚类等。根据1985～1994年对全国35个大城市的调查结果显示：供水耗氧量（即高锰酸盐指数，反应水中有机物含量的综合指标）的合格率仅为77％，即有23％不合格。近年来水污染加重，耗氧量超标将有增无减。饮用水中耗氧量高说明有机物含量多，在净水过程中，加氯消毒后生成的消毒副产物也会相应增多，致使水的致突变活性增强。许多地区饮用水的致癌致突变实验都呈阳性，我国的上海、昆明、哈尔滨、沈阳、广州、深圳等地均报道了饮用水致突变的阳性结果，饮用水中均含有移码型直接致突变物。饮用水的安全性体现新疆的塔什库尔干、伽师等地饮用水致突变试验也表明了水中含有对人体有明显致突变和潜在致癌风险的有机污染物。事实证明：长期饮用这种富含微量有机物的水对人体健康是非常有害的。近年来，全国恶性肿瘤和肝炎的发病率呈上升趋势，女性乳腺癌、子宫癌的发病率急剧上升，其中发病率最高的城市依次是：上海、北京、天津。此外，胎儿和婴儿出现先天性畸形，发育不全和痴呆的病例也越来越多，所有这些都和饮用水的污染密切相关。另一方面，由于水源水的主要污染物就是氨氮和有机物，而常规工艺对二者的去除效果都不好，导致出厂水中存在可生物降解有机物和微生物可利用的氮、磷，这为管网中异养菌的生长繁殖提供了所需的营养基质，使出厂水中未被氯消毒杀死的细菌或其他途径进入管网的细菌重新生长，增加了水生疾病传播的风险。目前国外已经在给水管道中检出几十种细菌，包括贾第虫，军团菌和隐孢子虫等。大量的调查研究表明，管网系统污染是水生疾病爆发的主要原因之一。饮用水的安全性体现世界卫生组织在1996年对欧洲的277起水生疾病的调查表明，由于管网系统微生物再生而导致的水生疾病占43%。美国自1971年以来发生了113起由管网系统导致的水生疾病，共有498人住院，13人死亡。我国对供水量占全国42.44%的36个城市调查结果表明：出厂水中细菌总数仅为6.6个/L，而在管网水中已上升到29.2个/L，饮用水的生物稳定性存在严重的隐患。传统的净水工艺我国目前绝大多数自来水厂采用的仍然是传统的净水工艺，即“混凝－沉淀－过滤－消毒”。由于该常规净水工艺的主要去除指标是浊度、色度和细菌学指标，因此它只能有效去除水中悬浮物、胶体物质、细菌和大肠杆菌等，而对氨氮和各种溶解性有机污染物的去除效果很差。具体表现在：1、不能有效去除氨氮及有机污染物，尤其是溶解性有机物2、不能有效去除藻类及藻毒素3、加氯生成副产物，使出厂水致突变性增加4、臭、味及内分泌干扰物不能被去除5、存在出厂水不稳定及管网二次污染饮用水安全保障基本原则1公益性原则水是人类共有的，它为每个人享用。它的自然属性决定了它的公益性。我国提倡科学发展，可持续发展，所谓可持续发展就是既满足当代人的需求同时又不损害后