饮用水水质安全与污染源介绍

飲用水水質安全與污染源介紹王根樹公共衛生學系/環境衛生研究所中華民國九十八年十月報告綱要水中污染物種類污染物進入人體的途徑水處理介紹淨水器單元介紹淨水器選擇與維護校園飲水機管理維護2水中污染物的種類微生物–細菌,病毒,原生動物,毒性藍綠藻–急性中毒之主要來源有機物–揮發性有機物,合成有機物,消毒副產物,農藥無機物–重金屬,硬度,鹽類,氯,溶解性固體物3微生物指標大腸桿菌群密度–6MPN/100ml–會有其他病菌存在總菌落數100/mL–消毒效率評估其他致病性微生物–痢疾桿菌(化糞池近水井)4歷年水媒疫情個案-1疫情發生單位原因病例(人)桿菌性痢疾（志賀菌）82/9台中市某國小化糞池滲漏污染地下水井24984/11桃園縣平鎮某國小三座地下水井遭污染38586/10新竹縣關西某國小地下水受污染7687/9桃園某殘障教養院淺井井水受污染4894/7台南某軍事單位地下蓄水池受污染2696/11台中市某國小化糞池滲漏污染地下水井57A型肝炎84/03台北縣某工專校外飲食攤使用受污染地下水烹調126歷年水媒疫情個案-2上述七件台灣地區校園水媒疫情，各校皆使用自來水作為飲水及廚房水源，地下水作為洗手台之輔助用水。除82年台中市某國小為飲用水受污染外（疑似自來水混合地下水外），其餘六校皆為洗手台或廁所洗手台之地下水受污染而導致疫情擴散。痢疾相關案例注意事項非不得已，人體接觸用水(飲水、洗滌用水等)勿使用地下水(或自來水與地下水混用)–尤其是淺層地下水井地下水井與化糞池之距離不宜太近–~15m定期投追蹤劑，確認化糞池之完整性–有色染劑地下水與自來水水源管制與標示7微生物指標–國外案例2000年5月，加拿大安大略（Ontario）省、Walkerton市飲用水系統發生腸出血性大腸桿菌O157（EscherichiacoliO157）及彎曲桿菌（Campylobacter）菌事件造成7人死亡、2500人感染消毒不完全所引起供水系統的經理StanKoebel被判監禁一年，供水系統的負責人被判在家監禁9個月。88微生物指標原生動物–梨形鞭毛蟲(8-10mX7-10m)–隱孢子蟲(直徑4-6m)(1m=0.0001公分)–平均喝入10s以上會引起腸胃疾病–過去20年:數十案例(100人受感染)–1993年美國威斯康辛州密爾瓦基市隱孢子蟲事件,40萬人感染,4,000人住院,100人死亡9梨形鞭毛蟲10Tai-HuLake(明報,20070601)Chao-HuLake(ChinaPost,200706)Dian-ChiLake(東方IC,20070626)11Myponga,SA2006-10-2412有機物(I)消毒副產物–主要是三鹵甲烷,加氯消毒所引起–CHCl3,CHCl2Br,CHClBr2,CHBr3–致癌物–加氯量愈多、水中有機物愈多、水源受污染程度愈高，產生量也愈大–管制標準0.08mg/L(=ppm=百萬分之一)13有機物(II)消毒副產物–鹵化乙酸,加氯消毒所引起–HAA5，一氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、一溴乙酸、二溴乙酸–醋酸的氫原子被氯或溴原子取代–疑似致癌物–加氯量愈多、水中有機物愈多、水源受污染程度愈高，產生量也愈大–國內尚無管制標準，美國0.06mg/L(=ppm=百萬分之一)14有機物(III)揮發性有機物–芳香族碳氫化合物苯、甲苯、乙苯、二甲苯等，均為汽油成份受石油污染之水源(旗山溪事件)–含氯碳氫化合物三氯乙烯、四氯乙烯、二氯乙烷、三氯乙烷等常為工業廢棄物或廢水不當排放，造成地下水水源污染(大寮鄉昭明村地下水井三氯乙烯事件)合成有機物、農藥15無機物(I)重金屬–砷、鉛、硒、鉻、鎘、鋇、銻、鎳、汞等九種–水源污染–地質狀況(例如西南部沿海地下水砷)六腳鄉高達700ppb(10ppb為目前法規標準)台西鄉超過100ppb–管線材料釋出(例如鉛)民國六十五年以前老舊建築物可能使用鉛管16無機物(II)硝酸鹽–藍嬰症硬度–鈣,鎂鹽類–地質狀況–造成茶垢–無定論之健康危害17飲用水中之污染物進入人體之途徑(1)喝、呼吸及皮膚接觸水中各類污染物均可藉由喝水進入人體揮發性高的污染物易由呼吸進入人體脂溶性高的污染物易由皮膚進入人體18飲用水中之污染物進入人體之途徑(2)微生物、無機物及重金屬：喝三鹵甲烷及揮發性有機物：喝、呼吸、皮膚接觸(部分污染物)合成有機物及農藥：喝及皮膚接觸19飲用水中之污染物進入人體之途徑(3)降低三鹵甲烷暴露量–降低飲水中的量(例如水燒開後打開水壺蓋子，並持續燒1-2分鐘)–降低呼吸暴露量(例如沖澡時間減短或增加浴室通風量)–降低皮膚接觸(例如泡澡時間減短)20淨水程序傳統單元–只能去除粒狀物,細菌與病毒高級處理單元–不同單元能去除不同之溶解性污染物–有機物–重金屬–口感物質21清水池沉澱池過濾池膠凝池混凝池配水管網加氯消毒原水一般(傳統)水廠流程圖22前加氯臺北水源地位於林木蒼鬱的新店溪右岸(觀音山)民國前三年竣工，開始供應臺北市民生用水。23自來水博物館--仿歐洲文藝復興後期巴洛克式建築風格24現今公館淨水場25澄清湖高級淨水廠26原水傳統處理流程程序混凝/膠凝沉澱過濾消毒配水管網作用使水中顆粒碰撞、變大去除水中泥、砂等雜質去除更小之顆粒及原蟲使致病細菌及病毒失去活性高級處理程序程序結晶軟化離子交換樹脂臭氧活性碳薄膜作用去除鈣、鎂硬度去除鈣、鎂硬度、重金屬氧化鐵、錳、氨氮、有機物去除有機物去除有機物、硬度、重金屬、溶解性污染物高級處理單元也是淨水器中常見的單元!澄清湖高級水廠新增單元去除顆粒及部分細菌使致病細菌及病毒失去活性去除有機物、重金屬、硬度等27高級淨水單元軟化:去除硬度臭氧:有機物,消毒活性碳:有機物薄膜(逆滲透(RO)):大多污染物與學校及家庭用之淨水器單元類似28淨水器的種類過濾器軟水器活性碳淨水器蒸餾水製造機逆滲透(RO)淨水器紫外線燈其他淨水器–大都未經科學上詳細驗證淨水效果29過濾器通常是由濾布、棉線、矽藻土或陶磁材料所構成之濾心型淨水器功能類似自來水單元中之過濾池處理效果受過濾器濾心的材質、孔徑等主要因素影響常用有5微米及1微米的濾心–可去除顆粒直徑大於5微米及1微米–去除水中泥、砂等雜質顆粒–對原蟲有部份去除效果30軟水器通常利用樹脂中之陽離子(通常是鈉離子)交換水中之鈣與鎂等水中離子態的重金屬也有去除效果飽和時須進行再生以確保交換的能力鈉離子交換樹脂式的軟水器會使水中鈉離子濃度增加31活性碳濾水器(I)活性碳為多孔性的結構，表面積大提供許多污染物停留在表面上(稱之為吸附)可吸附水中有機物如農藥、三鹵甲烷、臭味分子氯味的物質也會與碳表面反應32活性碳濾水器(II)對於重金屬僅有部分的去除效果對水中陰離子型態的污染物無顯著去除效果細菌可附著於活性碳顆粒表面，生長成生物膜無明顯去除水中硬度的效果33逆滲透淨水器(I)PUMP進水5m濾心(1)前置活性碳(2)1m濾心(部分機型)(3)逆滲透薄膜(4)廢水流量閥廢水蓄水壓力桶滿水開關後置活性碳(5)清水部分機型34逆滲透淨水器(II)操作最為複雜，所需技術也最高一般包括了2、3個前置過濾器–5微米的濾心去除水中泥、砂等雜質顆粒–活性碳濾心除水中有機物、臭味分子及氯35逆滲透淨水器(III)主要作用單元是逆滲透膜利用半透膜的原理，施加壓力使原水流過半透膜通到清水端，而將雜質留在膜的另一邊，隨廢液流掉。可去除大多數水中溶解性的雜質–重金屬、農藥、細菌、病毒、硬度、臭味36薄膜法依去除之微粒大小分成微過濾(MF),超過濾(UF),奈米過濾(NF)及逆滲透(RO)微過濾:去除細菌,粒狀物超過濾:去除細菌,粒狀物,高分子有機物奈米過濾:去除細菌,粒狀物,高分子有機物,部分離子(礦物質)逆滲透::去除細菌,粒狀物,高分子有機物,多數離子(礦物質)3737薄膜法奈米過濾(NF)常用於自來水處理逆滲透(RO)常用於海水淡化及家庭淨水器38滲透39逆滲透40原水清水廢水41逆滲透淨水器(IV)逆滲透膜孔徑0.001μm細菌0.4-1μm過濾性病毒0.02-0.4μm原蟲5μm42逆滲透淨水器(V)逆滲透膜單元–會與氯反應–廢水量大(約65-75%進水)後置活性碳–進一步除去逆滲透膜殘留的污染物紫外線殺菌燈–避免出水水龍頭端受微生物污染43逆滲透淨水器(VI)44表各種淨水器可去除之污染物及其購置、維護條件可去除之污染物淨水器種類三鹵甲烷農藥氯味臭味硬度重金屬細菌/病毒購置成本維護難易水回收率軟水器××××○○×低中~100活性碳濾水器○○○○×低中~100蒸餾水製造機○○○○○中易~100逆滲透系統○○○○○○○高難~30過濾器*×××××××低易~100紫外光殺菌*××××××○中中~100註：○表示去除效果良好，表示部分去除，×表示無法去除，*主要用於輔助設備。購置成本：高=4000元，中=1000–4000元，低=1000元。45淨水器的設置時機當地水質狀況–硬度–地面水氯、三鹵甲烷、臭味、原蟲–地下水病菌、砷、鐵、錳、硝酸鹽46台灣地區民眾淨水器使用之比例台灣地區民眾淨水器使用之比例0%10%20%30%40%50%民國72年民國79年民國84年民國87年民國88年470%10%20%30%40%50%60%70%民國72年民國84年民國87年民國88年離子交換活性碳逆滲透台灣地區民眾使用淨水器類別之比例台灣地區民眾使用淨水器類別之比例48校園用水調查–各縣市平均每班飲水機數量縣市別平均值±標準差縣市別平均值±標準差台北縣0.7±0.5台東縣0.9±0.6宜蘭縣0.5±0.3花蓮縣0.9±0.5桃園縣0.8±0.4澎湖縣1.5±0.6新竹縣0.6±0.5基隆市0.7±0.4金門縣0.9±0.5連江縣1.1±0.4Total0.6±0.596年環保署各級學校蓄水池、水塔清洗維護申報水塔清洗頻率(各校申報)96年各級學校（不含托兒所）清洗頻率﹍申報N=4,0560204060半年內一年內兩年內不定期從未洗清洗頻率%％水塔餘氯(各校申報)96年各級學校（不含托兒所）水塔餘氯﹍申報N=14,1740.020.040.060.080.00.20.2~0.40.4~0.60.6~0.80.8~1.01.0餘氯濃度(mg/L)%％縣市不合格率：金門縣（16％）、澎湖縣（14.3％）、嘉義縣（11.6％）水塔、蓄水池餘氯(環保局抽驗)96年各級學校（不含托兒所）水塔餘氯﹍抽驗N=9620.020.040.060.080.00.20.2~0.40.4~0.60.6~0.80.8~1.01.0餘氯濃度(mg/L)%％縣市不合格率：澎湖縣（71.4％）、台中市（25％）、苗栗縣（16.7％）、高雄市（12.5％）、高雄縣（8.9％）大腸桿菌群(環保局抽驗)96年各級學校大腸桿菌群﹍抽驗N=962020406080100合格不合格％縣市不合格率：連江縣（25％）、金門縣（15.4％）、桃園縣（5.5％）大腸桿菌(環保局抽驗)96年各級學校大腸桿菌﹍抽驗N=962020406080100合格不合格％縣市不合格率：澎湖縣（4.1％）、宜蘭縣（2.3％）、台北市（0.5％）校園用水安全維護管理手冊第一章校園用水水源水質特性第二章校園水媒疫情個案介紹第三章校園常見供水設備與其維護第四章校園常用淨水設備單元介紹第一節過濾第二節活性碳吸附第三節離子交換第四節紫外線殺菌第五節逆滲透第六節消毒第七節淨水設備單元綜合比較第八節中央信託局共同採購契約之淨水設備第五章校園用水安全維護第一節校園用水管理相關法規第二節校園用水設備之設置原則第三節校內用水自我檢查報告到此結束報告到此結束感謝各位聽講感謝各位聽講