岳 舜 琳
上海市自來水公司 摘要 目前，我國絕大部分水廠均采用氯消毒。據全國390個水司的管網水水質資料統計，綜合合格率、細菌總數合格率、大腸桿菌合格率、余氯合格率和濁度合格率分別平均為96.9%、97.9%、78.0%、93.4%和97.5%，其中最高達100%，最低僅8.4%～9.0%，相差十分懸殊。而其中12個大城市水司的管網水質合格率較高，均達到了國際和世界衛生組織規定的水質標準。產生這些現象的因素雖較復雜，但作者認為主要是各水司生產管理水平不一，特別是某些中、小水司目前管理水平較差所至。今后應著重于生產管理水平的提高，并加強水源保護、改進凈水工藝及更換消毒藥劑等加以解決。
氯化消毒自1908年問世以來，為殺滅水中微生物，防止疾病的傳染，發揮了重大的作用。自70年代開始，氯仿等氯化消毒副產物相繼在自來水中被檢出，氯化消毒工藝的地位開始受到挑戰。我國國家標準(GB 5749-85)《生活飲用水衛生標準》已將氯仿和四氯化碳訂為試行指標，其限值分別為60μg/L和3μg/L。 一、我國給水氯化消毒現狀 1. 全國390個城市自來水的水質合格率
我國絕大多數水廠采用混和反應、沉淀、過濾和加氯消毒常規工藝。根據1989年中國城鎮供水統計年鑒數據，對全國390多個自來水公司的管網水水質檢驗合格率的計算結果列于表1。并列出了東北、華北、西北、西南、中南、華東六個地區12個大城市的管網水合格率。
從表1可知，由于發展不平衡，水處理工藝管理水平不一，390個水司的水質合格率相差懸殊；但12個大城市則除濁度最低合格率為92.4%外，其余最低合格率都在98%以上，反映了12個大城市的管網水水質是較好的，而合格率低的城市多為小城市。
2. 12城市與氯消毒有關的水質指標水平
為進一步研究12城市的氯化消毒狀況，表2列出了有關水質指標。表2平均值反映的水質數據均符合國標(GB 5749-85)的限值，而且CHCI3及CCI4的含量也符合世界衛生組織水質準則30μg/L和3μg/L的要求。若將這些水廠的水質指標最高值加以考察。若將這些水廠的水質指標最高值加以考察，加氯量達8.67mg/L，余氯達5.5mg/L；細菌總數多至不可計算，大腸桿菌高達30個/L，CHCI3高達111μg/L，CCI4高達5.7μg/L，我們不能認為是滿意的，說明在氯化消毒工藝方面需要研究和改進。表3列出了加氯量最高的一家公司的氯仿和四氯化碳合格率統計。 1989年管網水合格率（％） 表1 統 計
水司數 | 項 目 | 綜 合
合格率
（％） | 細菌總數
合格率
（％） | 大腸桿菌群合格率
(%) | 余 氯
合格率
（％） | 濁 度
合格率
（％） | | 390家公司 | 最高
最低
平均 | 100
9.0
96.9 | 100
25.0
97.87 | 100
8.42
77.95 | 100
22.6
93.36 | 100
61
97.46 | | 12個大城市 | 最高
最低
平均 | 99.94
98.45
99.38 | 100
99.30
99.83 | 100
98.51
99.88 | 100
98.93
99.75 | 99.93
92.40
98.65 | 注：綜合合格率是26個水質項目的合格率，即國標（GB5749-85）35個項目中扣除5只有機物、2只放射性及銀、硒9個項目。
由于改進了前加氯的工藝管理，出廠水CHCI3及CCI4濃度降低，合格率升高。 二、消毒副產物DBPs的研究 12城市水質統計 表2 | 年 | 水廠 | 出 廠 水 | 水廠 | 管 網 水 | | 加氯量(mg/L) | 余氯(mg/L) | 細菌總數(個/mL) | 大腸桿菌(個/L) | CHCI3C (μg/L) | CI4 (μg/L) | 余氯(mg/L) | 細菌總數(個/mL) | 大腸桿菌(個/L) | | 1989 | 預加氯6水廠 | 最大
最小
平均 | 8.11
0.74
3.52 | 5.0
0.02
1.20 | 不可計
0
4.76 | 25
<3
<3 | 111
0.54
28 | 2.6
0
1.5 | 預加氯4水廠 | 2.5
0
0.83 | 76
0
6.0 | >150
<3
<3 | | 后加氯2水廠 | 最大
最小
平均 | 1.91
1.38
1.64 | 1.20
0.50
0.70 | 53
0
2.5 | 3
<3
<3 | 10
3.3
6.6 | 1
0.3
0.66 | 后加氯9水廠 | 1.2
0
0.34 | 400
0
5.1 | 230
<3
<3 | | 深井水5 水廠 | 最大
最小
平均 | 1.80
0.70
1.02 | 0.70
0.05
0.43 | 26
0
0 | <3
<3
<3 | 18.9
0
6.7 | 2.50
0
0.59 | 井水 | － | － | － | | 1990 | 預加氯8水廠 | 最大
最小
平均 | 8.76
0.68
3.26 | 5.2
0.20
1.15 | 不可計
0
3.82 | 30
<3
<3 | 64
0
15.7 | 5.7
0
0.57 | 預加氯7 水廠 | 2.0
0
0.68 | 180
0
3.0 | 6
<3
<3 | | 后加氯9水廠 | 最大
最小
平均 | 3.5
1.2
1.75 | 2.0
0
0.48 | 700
0
4.3 | 38
<3
<3 | 9.6
0
5.0 | 0.60
0
0.15 | 后加氯9水廠 | 1.20
0
0.36 | 300
0
5.2 | 24
<3
<3 | | 深井水5 水廠 | 最大
最小
平均 | 1.80
0.70
1.02 | 0.70
0.10
0.41 | 26
0
0 | 0
0
0 | 14.0
0
4.4 | 0.30
0
0.17 | 井水 | － | － | － | | 1991 | 預加氯8水廠 | 最大
最小
平均 | 7.69
0.74
3.28 | 5.5
0.08
1.14 | 不可計
4 | 6
<3
<3 | 72.4
0
18.2 | 4.0
0
1.15 | 預加氯7水廠 | 2.0
0
0.71 | 350
0
5.0 | 12
<3
<3 | | 后加氯9水廠 | 最大
最小
平均 | 4.3
0.90
1.75 | 3.0
0
0.83 | 150
0
3.7 | 18
<3
<3 | 97.5
0
17.6 | 4.3
0.60
0.62 | 后加氯9水廠 | 1.50
0
0.27 | 1600
0
2.9 | 18
<3
<3 | | 深井水5 水廠 | 最大
最小
平均 | 1.80
0
1.02 | 1.00
0.10
0.41 | 32
0
0.2 | 0
0
0 | 17.8
0
5.6 | 2.60
0
0.48 | 井水 | － | － | － | 國外的資料說明氯化消毒副產物除三鹵甲烷TTHM外，還有鹵代丙烯腈(ANs)、鹵代酮(HKs)、鹵代醋酸(HAAs)、三氯硝基甲烷(CHP)、水合三氯乙醛(CH)、氯化氰(CNCI)、2，4，6-三氯酚、甲醛、乙醛等。國內研究成果較少，1989年清華大學在加氯的水中發現兩種強致突變物MX (3-氯-4（二氯甲基）-5-羥基-2(5H)-呋喃酮)和E-MX(E-2-氯-3-（二氯甲基）-4-氯-丁二烯酸)濃度達到了3～104g/L。 某自來水公司CHCI3及CCI4合格率 表3 | 年 | 1989 | 1990 | 1991 | | 加氯量(mg/L) | 8.11 | 8.67 | 7.69 | CHCI3
CCI4 | 87.5
65 | 95.0
72.5 | 97.67
100 |
1990～1991年，作者與其他合作者采用氣相色譜和色質聯機對某水廠的原水及自來水進行了4次測定研究，經加氯后，水中增加了氯化消毒副產物22種（列于表4）。加氯后的自來水Ames致突變試驗證明，回變菌落數較源水增加，即致突變性增強。根據美國國家癌病研究所研究結果(NCI)對獲得的22種DBPs致癌性和致突變性的分類列于表4。
檢出氯化消毒副產物的濃度及毒理試驗 表4 | DBPs | 濃度范圍(μg/L) | 致癌試驗 | Ames致突變試驗 | 二氯甲烷·
氯仿·*
1,1-二氯乙烷
1,2-二氯乙烷
四氯化碳·*
一溴二氯甲烷
二溴一氯甲烷
1,1-二氯丙烷
1,2-二氯丙烷*
溴仿·*
六氯乙烷
四氯乙烯
一溴三環(4,3,1,1)十一烷
1-氯2,3-二氯-1H-茚
1,氯-2-硝基苯*
1,2-二氯苯·*
1,3-二氯苯*
1,4-二氯苯·*
1,2,4-三氯苯
氯苯·
1,2,4,5-四氯苯·
六氯苯·* | 0～1.1
1.3～73.3
0～1.3
0～1.4
0～3.2
0～13.6
0～6.6
定性
0～0.3
定性
定性
定性
定性
定性
定性
0.52～23.22
0.19～2.57
0.20
0.36～22.54
0.03～0.17
| 大鼠、小鼠致癌
大鼠、小鼠致癌
大鼠、小鼠、倉鼠致癌
小鼠可疑致癌
小鼠可疑致癌
小鼠可疑致癌
小鼠、倉鼠致癌
| 陽性TA98+s9
TA100+s9
陽性TA100
陽性TA100
陽性TA100
陽性TA100+s9
TA1535
陽性TA100
TA1535
| ［注］注有“·”的為列入我國“水中優先控制污染物黑名單”的有機物；注有“*”的為列入美國“優先控制污染物名單”的有機物。
由此可見飲用水氯化消毒給飲用者帶來一定的致病風險。 三、存在的問題及解決決策 前述資料說明我國城市給水的氯化消毒尚存在一定問題，現就這些問題及其解決對策，一并闡述如下：
1.為數不多的小城市管網水的水質合格率低。
為數不多的水質合格率低的城市，大多數為小城市。主要是生產管理上的問題，26項綜合指標、細菌總數、大腸桿菌群、余氯、濁度等合格率低的現象，在這些小城市中往往會同時發生。余氯及濁度的合格率低，自然會造成細菌總數及大腸桿菌群的合格率低。解決的對策主要是加強廠內生產管理，嚴格控制各個生產環節的水質，降低出廠水濁度，適當提高加氯量以提高余氯，或采用氯胺消毒。據了解這一方面的工作已引起了他們的注意，并在努力改善之中。
2.自來水中氯仿和四氯化碳含量有時超標，以及個別水司自來水中氯化消毒副產物品種較多，其中一部分有致病風險。
這問題是當前世界范圍所關注的問題，研究報告越多。解決對策不外是加強水源保護，以改進水源水質，改進凈水工藝及更換消毒藥劑。
(1)加強水源保護以改進水源水質
水源污染，特別是有機物污染，增加了產生氯化消毒副產品的前體，在水處理過程中既增加了氯的消毒量，又增加三鹵甲烷及其他氯化消毒副產品的數量。因此加強水源保護，改進水源水質是降低氯化副產物的根本措施。
(2)改進凈水工藝
①采用生物氧化、活性炭吸附及化學氧化等水質深度處理工藝，降低水中有機污染物是行之有效的方法。作者與他人合作[1]，曾進行過一系列水質深度處理的研究，使出水氯仿和四氯化碳含量降低，而且使Ames致突變陽性原水轉變為陰性水。其他研究報導也很多，不一一列出。
②當前不少城市采用二次加氯——前加氯和后加氯，也有采用折點加氯。這些工藝會導致氯仿和四氯化碳含量增高。糜曄新等人[2]，以黃浦江水為原水，對常規水處理工藝中去除有機物及降低三氯甲烷等問題進行了研究，認為在絮凝過程中，合理的pH值，提高混凝劑加注量，有利于有機物的去除。在水廠常規生產流程——混凝、沉淀、過濾等各工序中，應將加氯消毒工序盡量向后移，將有助于氯仿等含量的降低，研究證明折點加氯將會使氯仿等副產物增加。
(3)更換消毒藥劑
E.Marco Aiefa等人以密西西比河水為原水研究的結果證明[3]，處理后水中的TOX、THMs及氣相色譜ECD峰圖的峰數及濃度水平隨下列藥劑的次序而減少：
氯>氯胺>二氧化氯>臭氧
作者的研究結果發現經加臭氧氧化的水[1]，再加氯消毒會使氣相色譜——ECD峰數及濃度水平上升，Ames致突變活性較原水為增加。因此合理選用消毒藥劑，至關重要。
參考文獻 [1]岳舜琳等，“生物氧化處理黃浦江原水的研究”，《上海環境科學》，第6期1990年。
[2]糜曄新等，“在常規凈水工藝中去除有機物及降低三氯甲烷的試驗”，《上海城鎮供水》，第3期1989年。
[3]E.Marco.Aiefa.et al,“A Review of Chlorine Dioxide in Drinking Water Treatment”JAWWA 78:62 June 1986.
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