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中國飲用水的水質(zhì)問題

更新時(shí)間:2014-04-27 16:26 來源:第一論文 作者: 閱讀:2273 網(wǎng)友評(píng)論0

摘要:我國1999年環(huán)境狀況公報(bào)在 總結(jié) 一年中取得的成績后指出:“據(jù)環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì),全國環(huán)境形勢(shì)仍然嚴(yán)峻,各項(xiàng)污染排放總量很大,污染程度仍處于相當(dāng)高的水平,一些地區(qū)環(huán)境質(zhì)量仍在惡化,相當(dāng)多的城市水、氣、聲、土壤環(huán)境污染仍較嚴(yán)重……。”關(guān)于水外境況列出:“ 中國 主要河流有機(jī)污染普遍,面源污染日益突出,遼河、海河污染嚴(yán)重,淮河水質(zhì)較差,黃河水質(zhì)不容樂觀,松花江水質(zhì)尚可,珠江、長江水質(zhì)總體良好。主要湖泊富營養(yǎng)嚴(yán)重。…流經(jīng)城市的河段普遍受到污染。”

關(guān)鍵詞:飲用水 水質(zhì) 問題 中國

一、我國河流湖泊的污染狀況與主要污染指標(biāo)

我國1999年環(huán)境狀況公報(bào)在總結(jié)一年中取得的成績后指出:“據(jù)環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì),全國環(huán)境形勢(shì)仍然嚴(yán)峻,各項(xiàng)污染排放總量很大,污染程度仍處于相當(dāng)高的水平,一些地區(qū)環(huán)境質(zhì)量仍在惡化,相當(dāng)多的城市水、氣、聲、土壤環(huán)境污染仍較嚴(yán)重……。”關(guān)于水外境況列出:“中國主要河流有機(jī)污染普遍,面源污染日益突出,遼河、海河污染嚴(yán)重,淮河水質(zhì)較差,黃河水質(zhì)不容樂觀,松花江水質(zhì)尚可,珠江、長江水質(zhì)總體良好。主要湖泊富營養(yǎng)嚴(yán)重。…流經(jīng)城市的河段普遍受到污染。”

公報(bào)指出:黃河、珠江、松花江、淮河、遼河主要污染指標(biāo)為高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、生化需氧量…。城市河段普遍受到污染。各城市典型水域仍以氨氮和有機(jī)污染為主。大型淡水湖泊:太湖、滇池、巢湖等主要污染指標(biāo)為總磷、總氮、高錳酸鹽指數(shù)。

從公報(bào)可以看出,我國水環(huán)境污染以有機(jī)污染為主,主要污染指標(biāo)為高錳酸鹽指數(shù),氨氮…等。

二、 飲用水中有機(jī)物污染與腸道疾病

根據(jù)衛(wèi)生部中國預(yù)防醫(yī)學(xué) 科學(xué) 院環(huán)境衛(wèi)生監(jiān)測(cè)所于1985~1988年對(duì)全國2074個(gè)縣進(jìn)行調(diào)查(統(tǒng)計(jì)時(shí)以耗氧量,即高錳酸鹽指數(shù),作為有機(jī)物綜合性指標(biāo),以3mg/L作為衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)) 耗氧量超標(biāo)率13.3%(其中自來水完全處理的超標(biāo)12.3%,部分處理的超標(biāo)6.65%,人力提水超16.7%)。根據(jù)35個(gè)大城市從1985~1994年資料,供水的耗氧量合格率為77%,即有23%不合格。近年來水污染加重,耗氧量超標(biāo)將有增無減。統(tǒng)計(jì) 分析 結(jié)果表明消化道疾病(包括肝癌)與耗氧量明顯地成正相關(guān)。

飲用水中耗氧量高說明有機(jī)物量較多,有機(jī)物多在水凈化過程中加氯消毒后,消毒副產(chǎn)物增多使水的致突活性增強(qiáng),對(duì)人體健康有長遠(yuǎn)的 影響 。有機(jī)物對(duì)人體的危害,往往是滯后的,一般發(fā)現(xiàn)得病,在人體上反映要達(dá)20~30年,F(xiàn)在沒發(fā)現(xiàn)的,不等于今后就不發(fā)生。因此要重視、要 研究 有機(jī)物對(duì)人體健康影響。

三、生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的修訂,增加有機(jī)物綜合性指標(biāo)

1.水污染防治法規(guī)定設(shè)立生活飲用水水源保護(hù)區(qū)

1996年5月15日國家主席江澤民以主席令公布了修訂后的中華人民共和國水污染防治法。水污染防治法第20條中規(guī)定“省級(jí)以上人民政府可以依法劃定生活飲用水地表水源保護(hù)區(qū)。生活飲用水地表水源保護(hù)區(qū)分為一級(jí)保護(hù)區(qū)和其他等級(jí)保護(hù)區(qū)。在生活飲用水地表水源取水口附近可以劃定一定的水域和陸域?yàn)橐患?jí)保護(hù)區(qū)。在生活飲用水地表水源一級(jí)保護(hù)區(qū)外可以劃定一定的水域和陸域?yàn)槠渌燃?jí)保護(hù)區(qū)。各級(jí)保護(hù)區(qū)應(yīng)當(dāng)有明確的地理界線。對(duì)生活飲用水水源保護(hù)的具體辦法見國務(wù)院規(guī)定。”

2.水污染防治法實(shí)施細(xì)則規(guī)定了生活飲用水水源保護(hù)區(qū)的水質(zhì)

2000年3月20日國務(wù)院總理以中華人民共和國國務(wù)院令發(fā)布了“中華人民共和國水污染防治法實(shí)施細(xì)則”。細(xì)則第21條對(duì)防止地表水污染明確規(guī)定:生活飲用水地表水源一級(jí)保護(hù)區(qū)內(nèi)的水質(zhì)適用國家“地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”II類標(biāo)準(zhǔn),二級(jí)保護(hù)區(qū)內(nèi)的水質(zhì)適用國家“地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”III類標(biāo)準(zhǔn)。

3.生活飲用水中有機(jī)污染指標(biāo)的選擇

由國家環(huán)境保護(hù)總局發(fā)布的2000年1月1日實(shí)施的修訂后的“地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”中II類水域水質(zhì)中有關(guān)有機(jī)物綜合性指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值有:化學(xué)需氧量(CODCr)15mg/L,生化需氧量(BOD5)3mg/L與高錳酸鹽指數(shù)4mg/L。這三項(xiàng)指標(biāo)中CODCr值在小于100mg/L時(shí)測(cè)定較困難,十分準(zhǔn)確;BOD5一般自來水部門不進(jìn)行測(cè)定,而且數(shù)值小時(shí)也不易測(cè)準(zhǔn);惟有耗氧量CODMn、(也即高錳酸鹽指數(shù))容易測(cè)定,可操作性強(qiáng),并且在給水部門已經(jīng)公認(rèn)用作水源水質(zhì)的判別。

耗氧量作為生活飲用水的一個(gè)水質(zhì)項(xiàng)目,它不是一個(gè)具體的物質(zhì),也沒有對(duì)人體健康有危害的具體數(shù)據(jù)。發(fā)達(dá)國家不采用耗氧量作水質(zhì)指標(biāo),因?yàn)樗麄兛梢詼y(cè)出水中具體的各種有毒有害有機(jī)物的量。他們中有用TOC(總有機(jī)碳)作水質(zhì)指標(biāo),但無具體數(shù)值,只規(guī)定TOC不得有大的變動(dòng)。

作為有機(jī)物的綜合性指標(biāo),大家認(rèn)為 TOC是最好的指標(biāo),但TOC值需由TOC儀測(cè)得,TOC儀價(jià)格昂貴,不是所有大城市都有,制水部門就更少了。將CODMn作為暫時(shí)性的水質(zhì)指標(biāo),因其測(cè)定所用設(shè)備簡單,分析測(cè)定方便,不需復(fù)雜的技術(shù),一般水廠分析人員都可測(cè)定,所以是最適宜的。

四、生活飲用水中有機(jī)物綜合性指標(biāo)耗氧量限值的討論

按照國家水污染防治法規(guī)定:集中供水取水口處水域的水質(zhì)應(yīng)為地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅱ類,也即耗氧量為4mg/L。水源水的耗氧量為4mg/L,經(jīng)過給水常規(guī)處理工藝(混凝沉淀——過濾——消毒),CODMn可以有20~30%去除率,因此生活飲用水的耗氧量定為3mg/L(報(bào)批稿),考慮到有些城市水源受到污染較嚴(yán)重又無新的好水源,標(biāo)準(zhǔn)中留有余地,即“特殊情況下不超過5mg/L,” 注明特殊情況包括水源限制等情況。

修訂的生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中增加耗氧量作為水質(zhì)指標(biāo)是結(jié)合我國國情,全面提高市政水水質(zhì)、改善居民飲用水質(zhì)量的一個(gè)重要措施,是這次水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)修改的重要進(jìn)展。在規(guī)定的常規(guī)檢驗(yàn)項(xiàng)目中還增加了鋁(0.2mg/L)、糞大腸菌群(每100mL水樣中不得檢出)。另一個(gè)重要修改是將濁度由3NTU改成lNTU,也留有余地,即特殊情況下不超過5NTU。還有將鎘由0.01mg/L改成0.005mg/L、鉛由0.05mg/L改為0.01mg/L、四氯化碳由0.03mg/L改為 0.002mg/L。在非常規(guī)檢驗(yàn)項(xiàng)目中增加了有關(guān)的農(nóng)藥、除草劑、微囊藻毒素—LR,消毒副產(chǎn)物:三鹵甲烷、鹵乙酸、亞氯酸鹽、一氯胺等與其它有毒有害有機(jī)物。在水源選擇時(shí)還要對(duì)常規(guī) 與非常規(guī)檢驗(yàn)項(xiàng)目外32項(xiàng)有害物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定。修改后的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該認(rèn)為比之85年頒布的老標(biāo)準(zhǔn)有很大提高,為與國際水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)接軌邁出一大步。

對(duì)于給水工作者,除全面達(dá)到生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),其中最主要的是濁度與耗氧量兩個(gè)指標(biāo)。濁度要達(dá)到lNTU要比3NTU困難得多。即使出廠水在lNTU以下,進(jìn)了管網(wǎng)后也有可能受管中腐蝕、沉積的銹垢影響而超過1NTU。耗氧量控3mg/L來控制出廠水、管網(wǎng)水,只要水源水質(zhì)正常,是能達(dá)到的,但對(duì)水源水質(zhì)達(dá)不到4mg/L時(shí),要通過常規(guī)凈化工藝去除30~40%是困難的,但可按特殊情況不超過5mg/L來對(duì)待。Ⅲ類水域水質(zhì)耗氧量現(xiàn)已放寬到8mg/L,如通過常規(guī)工藝處理到5mg/L,也較困難,可以采取一些強(qiáng)化措施(如強(qiáng)化混凝、強(qiáng)化過濾)爭(zhēng)取去除40%,那樣也可達(dá)到5mg/L?傊黾雍难趿恐笜(biāo)、提高濁度標(biāo)準(zhǔn)將給制水行業(yè)帶來壓力,但能滿足居民需求,因控制了耗氧量,控制了水中有機(jī)物總量,感官性指標(biāo)色、臭、味將有很大改善。

五、生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的修訂對(duì)給水工作者既是壓力,又是動(dòng)力與機(jī)遇。

對(duì)于給水界,由于提高了水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求,無疑增加了負(fù)擔(dān),加重了責(zé)任,但也應(yīng)看到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的提高給給水界同行提供了改善水質(zhì),采用先進(jìn)凈水技術(shù)的的機(jī)遇,正是大干事業(yè)的時(shí)候。

1.水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的修訂不應(yīng)牽就現(xiàn)狀而應(yīng)改造現(xiàn)狀

對(duì)一些水網(wǎng)地區(qū)(江蘇、浙江一帶,珠江三角洲一帶地區(qū))水源受污染較嚴(yán)重,市政供水要達(dá)到耗氧量 3mg/L標(biāo)準(zhǔn)是有難度。水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的制定是要使居民飲用和生活用水的水質(zhì)確保終身飲用安全。應(yīng)該向前看并逐步向國際接軌,當(dāng)然水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)修訂也應(yīng)根據(jù)國情一步一步走,要考慮實(shí)施的可能性。 目前 矛盾較大的地區(qū)也是前段時(shí)間 經(jīng)濟(jì) 發(fā)展 比較快的地區(qū),這些地區(qū)的居民為該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了貢獻(xiàn),該地區(qū)政府應(yīng)該也能夠拿出資金來改善居民的生活飲用水水質(zhì)。

2.給水同行應(yīng)突破思想禁錮,迎困難而上,為改善居民水質(zhì)做出貢獻(xiàn)

水源受較重污染的水廠要達(dá)到新訂的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)就要突破現(xiàn)有的凈化工藝。常規(guī)工藝,也是傳統(tǒng)工藝己使用了100多年。當(dāng)時(shí)的水源水質(zhì)與現(xiàn)在的水源水質(zhì)相比,相差太遠(yuǎn)。過去只需要控制感官性指標(biāo)濁度與微生物指標(biāo)余氯就可供飲用,而 社會(huì) 發(fā)展到現(xiàn)在,人工合成有機(jī)物日益增多,對(duì)人類的危害還不十分清楚(目前熱點(diǎn)是內(nèi)分泌干擾物質(zhì)的 分析 與控制),原有的凈化工藝己不適應(yīng)發(fā)展了的現(xiàn)狀,但是為什么迄今為止我們的常規(guī)工藝卻對(duì)付著日益惡化了的水源水質(zhì),而水廠出廠水卻是達(dá)到國家生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的,這不能不歸于現(xiàn)有的國家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的落后了。1985年修訂以來水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)15年未變,而國民經(jīng)濟(jì)翻了兩番,水源水質(zhì)已經(jīng)后退了一類或兩類了。我國水環(huán)境的主要污染是有機(jī)污染,可現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中正好缺少有機(jī)物綜合性指標(biāo)。 中國 預(yù)防醫(yī)學(xué) 科學(xué) 院徐風(fēng)丹教授進(jìn)行的上海黃浦江原水春 理學(xué) Ames致實(shí)活性的測(cè)定,結(jié)果顯示,隨黃浦江而下(由上游至下游)致突活性逐步增強(qiáng)并且與消化道癌癥成正相關(guān)。

根據(jù)建設(shè)部測(cè)定濁度、余氯、細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群4項(xiàng)合格之超過98%。這4項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)主要是微生物指標(biāo),可保證居民不發(fā)生水致傳染病,但卻回逐了有機(jī)構(gòu)污染 問題 ,有機(jī)物多了必然引起色、臭、味感官性能的問題,水的口感變差,居民是最直接感受到的。如果我們一再強(qiáng)調(diào)自來水水質(zhì)是達(dá)標(biāo)的,而居民卻認(rèn)為自來水水質(zhì)不好,那么不應(yīng)該要居民適應(yīng)我們陳舊的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)該由我們提高水質(zhì)去適應(yīng)居民的要求。

3.水質(zhì)要求高了要增加凈化費(fèi)用,居民能否承受

常規(guī)工藝要達(dá)到高要求的水質(zhì)是不夠的,必須要增加深度處理,采用活性炭技術(shù)來吸附有機(jī)物提高水質(zhì),經(jīng)估算只要增加0.15元/m3,如采用臭氧—活性炭技術(shù)則需要0.2元/m3,居民多花0.2元/m3,喝上好水,用上好水,一戶每月多花2~10元是可以承受的。

水價(jià)必須按市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)原則,優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià),應(yīng)開放水價(jià)。水價(jià)政談不落實(shí),很難調(diào)動(dòng)制水行業(yè)的積極性。

4. 工業(yè) 用水量占城市供水量的比例大,水價(jià)提高了, 企業(yè) 能否承受

要提高水質(zhì),水價(jià)要調(diào)整,對(duì)一些與生活飲用水水質(zhì)相同的企業(yè),愿意多花一些錢用好水,如飲料、食品等行業(yè)。水價(jià)調(diào)整到一些工業(yè)企業(yè)認(rèn)為受不了時(shí),那么工業(yè)企業(yè)節(jié)水才有希望,才能認(rèn)真地搞節(jié)水,使水盡其用,避免浪費(fèi)。我們不能以低廉的水價(jià)去適應(yīng)工業(yè)對(duì)水的浪費(fèi),而應(yīng)讓工業(yè)企業(yè)通過節(jié)水來適應(yīng)提高后的水價(jià)。

六、常規(guī)凈水工藝的改造

凈水廠的改造有以下幾種 方法 :1.增加深度處理構(gòu)筑物,如活性次吸附技術(shù);2.增加預(yù)處理構(gòu)筑物,如生物預(yù)處理(接觸氧化池或生物濾池);3.不增加常規(guī)工藝前、后的凈化構(gòu)筑構(gòu),在現(xiàn)有工藝上改造,如強(qiáng)化混凝、強(qiáng)化過濾、優(yōu)化消毒;4.綜合采用前面幾種技術(shù)。

活性炭吸附技術(shù)最能有效的去除水中的有機(jī)物,并且可使致突活性從陽性轉(zhuǎn)為陰性,將是今后凈水廠首先應(yīng)考慮增加的深度處理技術(shù),是今后的方向。但每1m3/d的投資將在80—100元,運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)將增加0.15元/m3左右。從目前來看,有些地區(qū)還難以實(shí)現(xiàn)。生物預(yù)處理技術(shù)對(duì)氨氮、亞硝酸鹽氮有很好的去除(80~95%),對(duì)鐵、錳有相當(dāng)效果,對(duì)有機(jī)物(15~20%)有一定效果;對(duì)色、昧也有一定效果,還能減少藥劑投加量。運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)便宜,需增加0.09元/m3,但基建面積較大,投資高,單位水量在100—120元左右。

最經(jīng)濟(jì)可行的是在現(xiàn)有工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行改造。采取強(qiáng)化混凝與強(qiáng)化過濾的辦法,不增加構(gòu)筑物,因此改造費(fèi)用單位水量(m3/d)投資只需20~25元。運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用增加0.03~0.05元/m3。氨氮及亞硝酸鹽氮的去除效率約80%,有機(jī)物CODMn15%~20%。

1.強(qiáng)化混凝

可以有以下幾種方法:

1)多投混凝劑使有機(jī)物的水化殼壓縮,水解的陽離子與有機(jī)物陰離子電中和消除由于有機(jī)構(gòu)對(duì)天機(jī)膠體的 影響 ,從而使無機(jī)肢體脫穩(wěn)。

2)投加絮凝劑,增加吸附、架橋作用,使有機(jī)物易被絮體粘附而下沉;

3)投加氧化劑,使有機(jī)物被氧化。

4)調(diào)整混合與絮凝反應(yīng)的時(shí)間,使藥劑充分發(fā)揮作用,即從水力條件上改進(jìn)。

5)調(diào)整PH,一般有機(jī)物多時(shí),pH5~6效果好。

6)根據(jù)我們?cè)囼?yàn) 研究 結(jié)果,以投加絮凝劑,改善水力條件共同進(jìn)行能取得好的效果,且經(jīng)濟(jì)可行。

2.強(qiáng)化過濾

濾池主要功能是發(fā)揮濾料與脫穩(wěn)顆粒的接觸凝聚作用而去除濁度、細(xì)菌。如果濾料洗滌不干凈,濾料表面就會(huì)積泥,當(dāng)預(yù)加氯時(shí)抑制了濾料中生物的生長,因此濾料層沒有或較少生物降解作用。如果不預(yù)加氯,濾料層中就會(huì)有生物作用,濾池出水中氨氮有所降低,亞硝酸鹽氮增加就是具有亞硝酸鹽菌的結(jié)果。

強(qiáng)化過濾就是讓濾料既能去濁,又能降解有機(jī)物,降解氨氮、亞硝酸鹽氫。這樣,就需要在濾料中培養(yǎng)生物膜,要既有亞硝酸鹽菌,又要有硝酸鹽菌使氨氮、亞硝酸鹽氮都得到有效去除。技術(shù)的難點(diǎn)是:

1)選擇濾料(有利于細(xì)菌生長);

2)控制反沖洗強(qiáng)度既能沖去積泥,又能保持一定的生物膜;

3)要保證出水濁度小于1.0NTU;

4)要使濾池的微環(huán)境有利于生物膜成長;

5)其他技術(shù)問題,如沖洗水的強(qiáng)度、膨脹率等。

凈水廠改造費(fèi)用見下表,依據(jù)是1993年12月中國建筑工業(yè)出版社出版的《給水排水工程概預(yù)算與經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)手冊(cè)》中給水工程構(gòu)筑物技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),選取氣水反沖V型濾池作為生物陶粒池、雙閥濾池作為活性炭濾池投資(直接費(fèi)) 計(jì)算 ,間接費(fèi)以直接費(fèi)的50%計(jì),再乘以價(jià)差調(diào)整系數(shù)2進(jìn)行投資估算。估算中生物陶粒池濾速采用6m/h,活性炭濾池采用10m/h,美氧發(fā)生裝置以產(chǎn)1kgQ3/h投資37.5萬元計(jì)算,生產(chǎn)1kgQ3耗電35kwh,每kwh以0.8元計(jì),折舊以15年回收計(jì)算。運(yùn)轉(zhuǎn)管理人工費(fèi)以每月1000元計(jì)。


號(hào)

工藝 作用機(jī)理 功能 去除效果(%) 增加費(fèi)用
有機(jī)物
CODMn
氨氮 亞硝酸鹽 色嗅味 AOC Ames
致突活性
基建
(元m3/d)

運(yùn)轉(zhuǎn)
(元/m3/d)

1 常規(guī)工藝 混凝、接觸凝聚 除濁、消毒 20 10~20 負(fù)增長 一定 少量 負(fù)增長    
2 活性炭吸附 物理吸附、部分生物降解 去除有機(jī)物 20~50 少量 少量 很有效 部分 很有效 80~100 0.12—0.15
3 臭氧—活性炭 化學(xué)氧化、物理吸附、生物降解 去除有機(jī)物 20~50 80~90 80~90 很有效 很有效 很有效 O3
35~40
03
0.05
4 生物預(yù)處理 生物降解、吸附、絮凝 去除氨氮、亞硝酸鹽氮、有機(jī)物 10~25 85~90 90 部分 有效 不明顯 100~120 0.10
5 強(qiáng)化混凝 創(chuàng)造良好水力條件、吸附架橋 充分發(fā)揮混凝作用 增加8~10 基本無 基本無 少量 少量 不明顯 5 0.02~0.03
6 強(qiáng)化過濾 生物降解、絮凝吸附 去除氨氮、亞硝酸鹽氮、部分有機(jī)物 10~15 70~80 80~90 少量 部分 少量 15~20 0.01~0.02
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