饮用水水质标准及净化技术的发展

研究生课程：环境工程进展谢曙光博士/副教授北京大学环境科学与工程学院E-mail:[e-mail]2主要研究兴趣•1饮用水净化科学与技术•2水污染控制理论与技术•3环境分子生物学和生态学•4地下水和土壤修复理论与技术第一讲：概论4教学内容•第一讲水质与健康饮水•第二讲化学氧化处理技术•第三讲生物处理技术和膜处理技术•第四讲微量有机物的控制技术•第五讲城市水环境修复技术与实践•第六讲地下水净化和修复技术•第七讲废水处理新技术•第八讲水处理前沿研究进展5概论内容•简要介绍国内外水源水污染现状•饮用水水质和安全•饮用水水质标准发展过程•饮用水净化技术发展过程黄河入海卫片长江、淮河入海卫片黄河滨州段高盐废水污染哀怨与无奈抗争与祈求11黄河的水污染状况1•黄河是中华民族的母亲河，是我国西北和华北地区的重要水源。•黄河干流及27条主要支流的83个重点监测断面中，有72.3%的断面水质劣于地表水环境质量III类标准。•黄河水中存在着溶解性有机物增多、氨氮浓度高、水体有异味、色度增高、藻类大量繁殖等问题。•三门峡水库周围的水变黑，人们称之为“酱油”水，并且由于洗涤剂的随意排放，水面经常飘着一层泡沫。太原段黄河水中还存在着石油类有机物偏高的现象。12黄河的水污染状况2•黄河干流沉积物中铬、铅等重金属具有较大的潜在生态危害性。•黄河重点河段水环境有毒有机物污染检测结果表明，水环境中有机毒物种类很多，包括酞酸酯类、酚类、氯苯类、多环芳香烃类，而且有机毒物污染严重，其中酞酸酯类是检测率最高的一类污染物。•黄河干流郑州段河水中“三致”毒物硝基氯苯和多环芳香烃类污染物检出。•黄河（兰州段）水体、悬浮颗粒物和沉积物中都存在内分泌干扰物壬基酚和壬基酚聚氧乙烯醚。•引黄入津后，天津人真能畅饮黄河水吗？13其它重要水源•长江有机毒物•太湖有机物和澡类•辽河有机毒物•滇池有机物和澡类•北京密云水库地表水I类北大、清华地下水14饮用水水质水质通常具有双重含义:•(1)水的性质，即水与其中所含的各种其它物质共同构成的综合特性，它所包含了环境水质体系的各种特征和过程；•(2)水的质量，人类现代生产与生命健康对水质特性所要求达到的水平，它包含人类生活和生产对水质提出的需求和保证达到要求的水质转化方式。15饮用水水质安全•水生性疾病的危胁在发展中国家仍然存在，每天可断送约25000人的生命。•人类疾病的80%与水有关。•饮用水安全保障的核心内容是水质安全，饮用水的安全问题影响到国家安全和人民健康的重大问题。•饮用水中的不安全因素:化学性污染和微生物污染16水质问题－感观性态•水质的感观性态主要指水的色、嗅、味这些人可以感受到的水质特征，因此也成为人类历史上最早用来判断水质优劣的指标。•色（黄水或红水，管网腐蚀，铁锰氢氧化物沉淀）•浊度（悬浮物、泥沙、管网腐蚀、微生物生长、氢氧化物沉淀）•泡状物（洗涤剂）•嗅味（土霉味，MIB和土臭素）17水质问题－化学污染•一般性问题两种：急性和潜在性已证明几十种化学物质能诱发人类癌症、几百种能在动物身上诱发癌症，上千种能损坏细胞中的DNA种类：农药、重金属、三致物质•环境激素（内分泌干扰物)具有干扰生物的正常行为及生殖、发育相关的正常激素的合成、释放、运转、代谢、结合等过程，激活或抑制内分泌系统功能，破坏内分泌系统维持机体稳定性和调控作用。•环境纳米材料强烈的生态环境效应，潜在的环境污染物18水质问题－生物污染•种类：细菌、病毒和寄生虫美国：1971－1985年452次水生传染病爆发，发病人数达10万人1991－199464次水生传染病爆发，发病人数达4.2万人1984、1987美国确认由于饮用水中的隐孢子虫引发15000多人患病。中国：1959－1984传染性肝炎9548例2002年海南商贸冷冻厂致病性弧菌污染而引起的水介感染性腹泻68例2004年深圳市南山区某居委会水源水微生物严重污染引起腹泻爆发240例19水质问题－复合污染发达国家在过去100多年内不同时期所发生的水污染问题，最近二三十年在我国各主要地表水体几乎都集中体现，这是我国水污染区别其它发达国家的主要特点。水体复合污染的特征:•氮磷、重金属、持久性有机毒物（POPs)、内分泌干扰物多种污染共存并联合作用•多种污染过程同时发生•多种污染效应表现出协同或拮抗效应20水质突发事故•1993开封发生建国以来最大的饮用水污染事故，几十万人受害•2001－2004全国发生具有灾害性水污染事故3988起•2005吉林石化分公司双苯厂爆炸造成松花江重大水污染事故，影响数百万居民生活，涉及跨边界污染问题•广东北江镉污染•太湖蓝藻爆发21几个常见指标的意义•浊度•CODMn指数•DOC(Dissolvedorganiccarbon)•氨氮•余氯•澡毒素•贾第鞭毛虫和隐孢子虫•三卤甲烷、卤乙酸22饮用水水质标准的发展•国际权威性、代表性标准：–WHO的《饮用水水质准则》–EC的《饮用水水质指令》–USEPA的《国家饮用水水质标准》23我国原饮用水水质35项标准(GB5749－85)•标准(GB5749－85)的差距：–微生物学指标待加强–需细化有毒有害物质的指标–宜制订分级水质目标–开展风险效益分析24城市供水行业2000年技术进步发展规划•一类水司的水质指标调整为88项，其中有机物指标增加到38项；•二类水司的水质指标为51项，有机物指标增加到19项。25《生活饮用水卫生规范》-2001•增加高锰酸钾指数作为水质常规的检测项目。•将浊度由3NTU改为1NTU。•常规检测项目中还增加了铝(0.2mg/L)、粪大肠杆菌群(每100mL水样中不得检出)，将镉由0.01mg/L改为0.005mg/L、铅由0.05mg/L改为0.01mg/L、四氯化炭由0.03mg/L改为0.002mg/L。•非常规项目中增加了农药、除草剂、微囊藻毒素-LR、消毒副产物（三卤甲烷、卤乙酸、亚氯酸盐、一氯胺等）与其它有毒有害有机物26建设部《城市供水水质标准》2005•共有101项检测项目，其中常规检验项目42项，非常规检验59项。•该标准对水质提出了更高的要求，并体现了“以人为本”的原则。正对工业废水排放和农药污染加剧的趋势，增加了对有机物和农药的检测项目，还增加了消毒剂、贾弟氏虫和隐性孢子虫的检测项目27《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006•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；28–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。29水质标准的发展趋势•美国标准还包括军团菌和病毒。考虑到贾弟氏虫、军团菌、病毒检验较困难，我国当前可考虑最大限度提高细菌、大肠菌和粪型大肠菌的合格率。其中细菌为指示水处理、控制微生物的运行性指标，宜把指标订得更严格。•从现有的水平来看，我国在有机物种类设定的水质标准上与西方发达国家还有较大的差距。可以预见，随着仪器分析的不断发展，有毒有害有机物的不断检出，新的水质标准所规定的有机物种类和含量必将越来越严格。•从美国的饮用水水质标准来看，每一次水质标准的变化，都将要求水处理控制技术和水质分析技术全面革新。30饮用水净化技术的发展趋势–水源水质改善技术–预氧化技术–生物预处理技术–常规工艺强化技术–深度处理技术（高级氧化、臭氧活性炭、膜技术）–安全消毒技术–二次污染控制技术–饮用水及其净化技术的安全评价方法–优化集成技术饮用水（源）安全保障技术示范国家、示范省、示范市供水水质监控网络及预警技术示范饮用水（源）安全管理技术示范有机污染、高藻、高浊、高铁锰等不同类型水源水强化净化、深度处理技术示范供水输配系统水质保障技术示范饮用水安全保障技术研究与示范饮用水（源）标准、管理技术；饮用水常规强化处理技术、深度处理技术、供水输配系统水质保障技术；非传统水源饮用水安全处理与储存技术；农村饮用水安全适用技术；饮用水安全保障监控、应急技术技术32Thanksforyourattention!