饮用水卫生

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饮用水卫生(sanitation of drinking water),为使饮用水的理化性状和细菌学指标达到规定的生活饮用水卫生标准而采取的措施,其目的和意义是保证饮用水安全卫生,避免发生水传传染病和急慢性中毒

水源选择

目的是选用符合生活饮用水水源水质要求的水源防护。水源分地面水和地下水。江河、湖泊和水库等是地面水源;深、浅层地下水或引用泉水属地下水源。地面水水量丰富,易于汲取,但水量季节变化大,易受污染,难于防护;而地下水源水质良好,水质和水量较稳定,不易受污染,易于防护,但水的硬度高,水量不如地面水充足。进行水源选择时,应从卫生、经济、技术和水资源等多方面进行综合评价,要选择水质良好、水量充足、便于防护和经济技术指标合理的水源。

①水质良好。水质要求如下:只经加氯消毒即可供生活饮用的水源水,其所含大肠菌群数平均每升不得超过1000个;经净化处理(混凝沉淀和砂滤等)又经加氯消毒后始可供饮用的水源水,所含大肠菌群数平均每升不得超过 10000个。因为混凝沉淀可以除去细菌的50~80%;砂滤可除去细菌的80~98%;氯化消毒可以除去细菌的99.7%。若水源水的总大肠菌群数为每升 10000个,以最差的情况来估计,经混凝沉淀、砂滤和氯化消毒之后,每升水平均只剩下三个细菌群,这便符合饮用水卫生标准的要求。净化和消毒处理方法一般不能除掉水中的溶解性物质、放射性物质和气味等,因此作为生活饮用水的水源水,其感官性状和一般化学指标应符合生活饮用水卫生标准的规定,控制在不妨碍生活饮用和对健康无害的范围内,如蒸发残渣不超过1000mg/L,总硬变以碳酸钙(CaCO3)计不超过450mg/L,无异臭异味,重金属含量、有毒物质含量和放射性指标应符合饮用水水质的规定。在高氟或有地方性甲状腺肿的地区,应分别选用含氟、含碘量适宜的水源水,否则应根据需要采取预防措施,使其含碘量大于10μg/L,氟含量在0.5~1.0mg/L之间。若水源水中含有生活饮用水卫生标准中未列入的有害物质时,其含量应符合地面水中有害物质最高容许浓度的有关规定。

②水量充足。水源水量要能满足生产用水、公共事业用水和居民生活用水等的需要。在估计居民总用水量时,应按用水量定额和总人口数进行计算。

日变化系数为最高日用水量与平均日用水量之比,一般为1.25~1.50。此外还应考虑时变化系数。它是最高时用水量与平均时用水量之比,一般为1.50~2.50。在考虑总用水量时,还要考虑城镇今后发展远景和人们生活水平提高之后,用水量将增加的情况。

③经济技术合理。选择水源时,经济技术指标要合理,在卫生要求可以达到而经济又许可的条件下,应结合两者考虑问题。当经济技术指标不能达到合理要求时,为确保居民健康不受危害,卫生部门应阐明水质不良可能对居民健康带来的影响和危害,供决策者在选择水源时考虑。

④便于防护。水源的位置应便于设置卫生防护带,使地面水源或地下水源免受污染。因为如果水源受到严重污染,即使经过完善的净化和消毒处理,也很难保证供水水质良好。取水点设在城镇、工矿企业的上游,并以选用地下水源为宜。

水源卫生防护

为了保证水源不受污染,对水源要严格规定防护地带。以地面水为集中式给水水源的卫生防护地带规定在取水点周围半径100米的水域内,严禁在其中从事可能污染水源的任何活动,并应设明显的防护范围标志。取水点上游1000米到下游100米的水域内,禁止工业废水和生活污水排入;在上游1000米以外排放污水时,应符合当地废水排放标准和地面水水质卫生要求,在沿河岸边的防护带内,禁止堆放废渣,设立有毒化学物品仓库、堆栈或装卸垃圾、粪便和有害物品的码头;禁止使用工业废水和生活污水灌溉农田和使用持久性或剧毒农药;禁止从事放牧业等。

在供生活饮用水的水库和湖泊,应将取水点周围部分水域或整个水域及其沿岸列入卫生防护带。受潮汐影响的河流也要确定其取水点上、下游及其沿岸的防护范围,由有关部门视具体情况研究确定。

水厂生产区范围的、单独设立的泵站、沉淀池和清水池应明确划定界限,周围应保持良好的卫生状况,并设立明显的标志。生产区外围不小于10米以内,不得设置生活居住区和修建禽畜饲养场、渗水厕所、渗水坑;不得堆放垃圾、粪便、废渣或铺设污水管道。在上述界限范围内,应充分绿化。

以地下水为集中式给水水源的卫生防护带,应根据水文地质条件、取水构筑物的形式和附近地区的卫生状况来确定。其防护措施应按地面水为水源的水厂区要求执行。取水构筑物的防护范围,影响半径的范围以及岩溶地区地下水的水源卫生防护范围,由有关部门研究确定。

为保护地下水源,使用人工回灌水的水质原则上应符合生活饮用水水质标准的规定;工业废水和生活污水禁止排入渗坑或渗井。在单井或井群的影响半径范围内,禁止使用工业废水或生活污水灌溉农田;禁止使用持久的或剧毒农药;禁止修建渗水厕所、渗水坑,不得堆放废渣和铺设污水渠道,也不得从事破坏深层土层的活动。若取水层在水井影响半径范围内不露出地面或取水层与地面水没有互相补充关系时,可根据具体情况设置较小的防护范围。在水厂生产区范围内,按地面水水厂生产区的要求执行。

对分散式给水水源,其卫生防护带的规定是:若以地面水为水源,则与以地面水为集中式给水水源的卫生防护带相类似;若以地下水为水源,则在水井周围30米范围内,不得设置渗水厕所、渗水坑、粪坑、垃圾堆和废渣堆等污染源。

水质净化和消毒

水质净化包括混凝沉淀和砂滤,其目的是利用机械及重力作用清除原水的悬浮性胶体物质,以提高水的透明度,改善其理化性状;消毒则是利用消毒药剂杀灭水中的肠道致病微生物,以防止介水肠道传染病的传播和流行。

①混凝沉淀。凝结剂加入浑水中,与水中的碱相作用形成带正电荷的氢氧化物胶体,使水中带阴电荷的微小悬浮物中和,形成较大的絮状物而下沉。若原水中碱度不够,可向水中加入生石灰或漂白粉,以促进絮状物不断形成,提高混凝沉淀效果。

常用的凝结剂有明矾硫酸亚铁三氯化铁、碱式氯化铝、氯化铝、硫酸铁、碳酸镁和阳离子型高分子聚合物等。

雨水冲刷和地表径流将泥土、腐殖质、微生物、水生物和各种不溶解的杂质带入水中,形成水中的浑浊物。此外,各种生活污水和工业废水排入地面水,亦可带入浑浊物。这些浑浊物在水中自然下降的速度很慢。因此,对天然水中的微小悬浮物必须采用混凝沉淀法,使其迅速下沉。

混凝沉淀不仅能除去水中悬浮物,还可借助其沉淀和吸附作用除去水中的溶解性物质和部分细菌。用铝盐凝结。可除去水中的氟化物;用明矾在高pH值下凝结,可除去水中的暂时性硬度(俗称水垢)和铁、锰等;用碱式氯化铝凝结可除去水中的溶解性有毒物质镉、铬、铅、汞等。

②砂滤。经过混凝沉淀较清洁的水,再通过30~60cm厚的砂层过滤。砂滤具有隔滤、吸附和沉淀作用,比砂粒间空隙还要小的细菌和胶体粒子等并不能被砂层隔滤,但当通过砂层时,它们可以沉淀在砂粒表面,同时在沙粒表面的胶体物质和细菌沉淀形成胶质生物膜,提高了净水效率,此时绝大部分杂质和细菌能在表面被阻留。砂滤可进一步清除水中更细小的胶体物和更多的细菌、厚虫和蠕虫卵,因此砂滤不仅可改善饮用水的浑浊度,还可改善水的理化和生物学性状

③消毒。水经过混凝沉淀和砂滤处理后,其细菌学指标一般仍不能达到饮用水质卫生标准的要求,故必须进一步对水进行消毒处理,杀灭水中的病原体。当水源为地下水时,水质透明,不需混凝沉淀和砂滤,便可直接消毒。水厂饮用水消毒法有氯化消毒法,臭氧消毒法和紫外线消毒法等。常用的是氯化消毒法,所用消毒剂为液氯或氯的化合物(漂白粉、漂白粉精、次氯酸钠氯胺-T、次氯酸钙等)。

氯化消毒的原理是利用氯可在水中迅速形成次氯酸(HOCI)的原理:

漂白粉加入水中后亦能水解成次氯酸:

次氯酸分子体积微小,电荷为中性,易经细胞壁渗透入细菌体内,抑制和破坏菌体内的各种酶系统(主要是磷酸丙糖脱水酶对HOCl更为敏感),使巯基被氧化而破坏,影响细菌体内的氧化还原作用,使其体内葡萄糖代谢障碍,导致细菌死亡,达到消毒目的。

要获得良好的氯化消毒效果,应具有下列保证条件:水的pH值要低,一般在 7左右为宜,以减少次氯酸的解离,因为次氯酸根(OCl-)带负电荷,不易发挥消毒作用;水质要透明,以利次氯酸接触病原体;水温不宜太低,水温高则杀菌能力快,因此要根据水温高低增减加氯量,使加入的氯充分混合,有一定的接触反应时间(一般不应少于30分钟);接触30分钟后,要求在接近水厂或加压站附近管网中水的游离性余氯含量不应低于0.3mg/L,在末梢管网中水的游离性余氯不应低于0.05mg/L。可检测消毒后水中细菌学指标,来评定消毒效果,细菌总数(37℃24小时培养)不应大于100个/ml水,大肠菌群数每升水不超过3个。在配水管网较长,死头较多的地区,为保证饮用水水质安全,应考虑中途加氯。

氯化消毒法消毒效果可靠,价钱便宜,使用方便,长期使用后未发现对健康有不良影响。可是由于环境污染严重,水源受到各种有机物严重污染,人们发现,水经氯化消毒后,氯与水中有机碳氢化合物形成微量的致癌性卤代烃-三卤甲烷类化合物。这类化合物主要共有四种:氯仿 (CHCl3)、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷和溴仿(CHBr3)。有人用 477mg/L和180mg/L的氯仿剂量分别对小鼠和大鼠进行致癌试验,发现有致癌现象。但饮水中氯仿的实际含量甚微,不至对人类形成威胁,而且对人群的流行学调查亦未发现饮水氯化消毒与癌症有什么关系。

尽管水中三卤甲烷类化合物含量甚微,对动物致癌剂量又很大,对饮用这种自来水的人群进行环境流行学调查亦未得致癌结论,然而这类化合物对人类仍是一种潜在的危险。故有些国家已规定出水中氯仿含量不得超过 70~100μg/L,美国规定饮水中三卤甲烷类化合物含量不得超过 100μg/L,中国生活饮用水水质标准中规定的氯仿含量为60μg/L,四氯化碳含量为3μg/L。

参考书目

姚志麒等主编:《环境卫生学》,第2版,人民卫生出版社,北京,1987。

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