摘要:2008年4月底,登录在《Chemicalabstract》中的有机和无机化学物质总数已超过3500万种,饮用水中检出的化学物质超过2000种。此外,由于家庭污水和医院废水的排入,污水中病原微生物含量明显上升,而污水处理厂对这些污染物的去除效果并不理想,再生水的安全性成为人们质疑的焦点,再生水回用是否会出现污染物积累,它们对人体健康和生态环境影响如何,另外,消毒处理在去除病原微生物的同时,也可能生成毒性副产物,降低了水质的安全性。可见,确定合理的再生水水质安全评价指标是紧迫任务。
关键字:水质安全评价杂用再生水污水再生利用
1、国外水质安全评价体系
世界范围内具有代表性的水质标准有3部:世界卫生组织(WHO)的《饮用水水质准则》、欧盟(EC)的《饮用水指令》以及美国环保局(USEPA)的《国家饮用水水质标准》。其它国家或地区的饮用水标准大都以这三种标准为基础或重要参考,来制定本国国家标准。水质的安全评价主要是基于终生用水的安全性。这种评价主要分为三方面。
(1)水质感官性状问题。即水质感官性状良好,即水的外观、色、嗅和味等。饮用水的感官性状是很重要的。一般饮用者不应察觉水有颜色,而且也应无异常的气味和味道,水呈透明状,不浑浊,也无用肉眼可以看到的异物。感官性状不良的水,会使人产生厌恶感和不安全感。如果发现饮用水出现浑浊,有颜色或异常味道,往往就表示饮用水受到了污染,应立即采取措施进行处理。
(2)微生物学风险。微生物是水传播疾病的重要原因。微生物是一些肉眼看不见的微小生物的总称。包括属于原核类的细菌、放线菌、支原体、立克次氏体、衣原体和蓝细菌(过去称蓝藻或蓝绿藻),属于真核类的真菌(酵母菌和霉菌)、原生动物和显微藻类,以及属于非细胞类的病毒、类病毒和朊病毒等。饮用水中的病原体包括细菌、病毒以及寄生型原生动物和蠕虫,其污染来源主要是人畜粪便。理想的饮用水不应含有已知致病微生物,也不应有人畜排泄物污染的指示菌。在发展中国家,饮用水的微生物污染仍然是饮用水卫生的最大威胁。
(3)化学风险。根据国外调查,在饮用水中已鉴定出数百种化学物质,其中绝大多数为有机化合物。饮用水中有毒化学物质污染带给人们的健康危害与微生物污染不同。一般而言,微生物污染可造成传染病的暴发,而化学物质引起健康问题往往是由于长期接触所致的有害作用,特别是蓄积性毒物和致癌物质的危害。只有在极特殊的情况下,才会发生大量化学物质污染而引起急性中毒。饮用水中能对人体健康产生影响的化学物质主要分为无机离子和有机物两大类。在进行水质安全性评价是,应充分考虑这些物质的安全效应。
2、水质安全评价方法
对于水质安全性的评价,首先是确定影响水质安全性的污染物的目标浓度限值。目前,在水中已经发现了2000多种类别的化学污染物,在饮用水中已鉴别出数百种污染物,但是不可能对饮用水中鉴别出的每种化合物都制定标准限值。这不仅是因为没有足够的科学资料制定如此多的标准,更是由于没有必要。应从实际出发,选择一定数量的指标确定标准限值。
对于饮用水中已检出的低浓度污染物,甚至低于检出限,并且不能经常检出,就没有必要制定限值。只有当污染物含量达到一定水平,有造成危害的可能性,而且检出频率高时,才有制定限值、进行检测的必要性。
对于在饮用水中经常检出,并含有一定浓度的化学物质,当其具有明显卫生学意义时,应列入需要优先确定限值的物质名单。为使制定的限值具有可行性,在饮用水中已存在的化学物质浓度范围也是确定限值数值时必须考虑的关键因素。
对化学物质进行危险度评价所需资料主要有两方面来源,一是人群流行病学调查,二是动物的毒理学实验研究。科学的人群流行病学调查可提供最有价值的资料,为制定化学物质限值提供最直接的依据。动物实验研究是在严格控制的条件下进行的,可获得明确的剂量—反应关系,是安全性定量评价的重要基础资料,也是制定限值的主要科学依据。
为了确保饮用水水质安全,必须进行经常性的水质监测以及在特定情况下的水质检验,从而基于标准限值评价饮用水的安全性。如果没有可行的检验方法,就无法了解饮用水中污染物特别是化学物质的污染水平,因而无法进行安全性评价。所以只有对已经具有可行检验方法的物质才能纳入标准。
3、再生水的城镇杂用方式及水质要求分析
针对城镇杂用水的应用范围和使用方式,列出了再生水城镇杂用时污染物影响人体健康和生态环境的可能途径。再生水城镇杂用时,剩余污染物的潜在危害可概括为:(1)化学污染物和病原微生物可能污染地表水和地下水;(2)高盐分导致土壤板结和盐碱化,毒性化学污染物可能毒害灌溉植物,也可能在植物和土壤中积累;(3)病原微生物和化学污染物通过呼吸
城镇杂用水的应用范围、使用方式及可能的影响途径应用范围使用方式可能的影响途径绿地灌溉(公园、墓地、道路隔离带、城市绿化带)、运动场喷洒(校园操场、高尔夫球场)高压喷灌、低压滴灌、低压微灌呼吸道(气溶胶化、蒸发)、消化道(接触)、毒害灌溉植物、污染土壤、污染地表水和地下水厕所冲洗(家庭、公共)高压冲洗呼吸道(蒸发)、消化道(接触)街道清扫高压喷洒呼吸道(气溶胶化、蒸发)车辆清洗(火车、汽车)高压冲洗呼吸道(气溶胶化、蒸发)消防高压、高温呼吸道(气溶胶化、蒸发)、消化道(接触)建筑施工低压污染地下水或皮肤接触威胁公众健康;(4)与饮用水管道误接,污染饮用水。
再生水用途广泛,不同用途对水质要求各异,根据不同用途和回用方式制订水质标准,才能更好地保障水质安全。统计结果表明,城镇杂用水量大,约占正常生活用水量的一半,主要用途包括消防、绿地灌溉、道路喷洒、厕所冲洗、车辆清洗和建筑施工等。
另外,再生水回用时水体必须保持一定的余氯,防止供水管路中出现恶臭、粘液或微生物再生长等问题。美国华盛顿地区要求回用再生水中余氯不低于0.5mg/L[6]。事实表明,采用再生水灌溉或其他杂用的社区,人群暴露于污染物的几率明显高于不用再生水的社区。因此,再生水必须经过严格处理,保证不含病原微生物,尽可能降低人群误饮或不慎接触再生水而感染疾病的可能性。美国内政部也要求,城镇杂用水应不含固体悬浮物,浊度的降低有利
于减少病原微生物,另外,再生水的气溶胶化过程也应保证生物学安全。
4.水质在线监测技术
水质在线监测系统,又称为水质自动监测系统或水质实时监测系统,是指将多项水质指标的自动分析仪器和传感器组合起来并配以先进的控制芯片、网络通信和软件技术,把从采样、分析到记录、传输、处理数据的整个过程组成高度自动化的流程,从而实现在线多参数实时、快速、自动监测的技术。水质在线监测系统是环境监测原理、现代传感器技术、自动控制技术、网络通信、软件工程、大型数据库系统和环境评价管理交叉发展的产物。
目前水质自动分析仪器还有“集成化”的发展趋势,即将多种水质指标的分析仪器组合在一起,共用检测或信号处理单元,一般称这类水质自动分析仪器为多参数水质自动分析仪,比较知名的有法国SERES公司的SERES2000型多参数分析仪、ABB公司的Model7976-000在线水质分析仪、澳大利亚Greenspan的AQUALAB和YSI系列多参数水质分析仪等。
5.结语
本文详细分析了再生水在城镇杂用时,水体中的化学污染物和病原微生物对人体健康和生态环境可能造成危害的途径,从保障水质安全的角度提出了综合毒性指标、生物学指标、可吸附有机卤化物指标和挥发性有机物指标等。列举了一些对饮用水安全性评价具有重要意义的新型检测仪器的发展,以及新型在线检测仪器系统的发展等。这对于从宏观上了解饮用水安全性评价体系以及相关的评价方法和仪器等,具有指导性的作用。
参考文献:
[1]周彤.污水回用决策与技术[M].北京:化学工业出版社,2002.
[2]曹仲宏,马永民,胡伟,等.再生水中内分泌干扰物的初步研究[J].环境与健康杂志,2005,22(3):1712173.
[4]GB18918-2002,城镇污水处理厂污染物排放标准[S].
[5]王新明,傅家谟,盛国英,等.广州大坦沙污水处理厂挥发有机物的去除及其向空气中
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