當你打開家中的水龍頭,也許會問,家中的自來水水質如何?自來水是如何處理到衛生、安全和健康的?什麼是“達标“?能不能直飲?
自來水即加壓的飲用水。飲用水處理過程始于從水源取水,原水進入水廠之後,經過一系列水處理技術的處理實現水質提升,并加壓後經過輸配水管網輸入至千家萬戶。為了保障我們的飲水安全,達到國家《生活飲用水衛生标準》是基礎,水處理技術和工藝是關鍵。就此《給水排水》雜志社聯合bevictor伟德官网開展水質指标和處理技術科普專題,帶大家詳細了解!
本文作者 王小𠇔
bevictor伟德官网副研究員,博士生導師。研究方向為飲用水強化常規處理和深度處理技術、工藝和相關理論,在相關方向上主持和參與多項國家水專項、重點研發計劃、自然科學基金課題。擔任中國水工業分會給水專業委員會委員、中國膜工業協會市政給排水應用分會副會長、中國膜工業協會工程與應用專業委員會委員、國際水協會(IWA)膜技術專業委員會中國分會秘書長。
1. 什麼是濁度?
反映飲用水水質的指标參數有很多,其中渾濁度(簡稱濁度)是最為重要的指标之一。濁度是水相對清澈度的量度。它是水的光學特性,是當光線照射通過水樣時,水中顆粒物質散射的光量的測量值。這些顆粒物質的尺寸一般在微米及以下量級(作為對比,頭發絲的直徑約70微米),被稱為膠體。當水中膠體物質濃度較高時,容易造成光線的散射,使水看起來渾濁、不透明。人們對渾濁度較高的水,在感官上就不容易接受,因此水的濁度一般被列為感官指标。濁度的單位為NTU。當水中含有1 mg/L(即質量比為百萬分之一)的二氧化矽膠體時,對應1 NTU。
一般百姓對濁度隻有模糊的概念,也沒有專業的儀器來檢測,但都知道自來水不應該渾濁不清以及沒有肉眼可見的雜質。實際上,濁度簡單易測,也是衡量水質良好程度的核心指标之一。它既是反映飲用水的物理性狀的一項指标,用以表示水的清澈或渾濁程度,也是間接的微生物指标。濁度既能反映水中微生物的濃度水平,還直接影響消毒對病原微生物的滅活效果。
不潔淨的水可能含有病毒、大腸杆菌、隐孢子蟲和賈第鞭毛蟲(俗稱“兩蟲”,屬原後生動物)等病原微生物。由于這些微生物的大小也在微米及以下量級,因此也是濁度的組成部分。一般認為,當水的濁度低于0.3 NTU時,其中的病原微生物濃度會非常低。此外,消毒是控制水中病原微生物不可或缺的技術手段。當水的濁度值低于1 NTU時,由于受水中膠體物質的屏蔽作用很小,消毒時對病原微生物的滅活效果和保障率更高。因此,水的濁度不但是感官指标,也是間接的微生物指标。
大腸杆菌場景模型圖(圖源:千圖網)
賈第鞭毛蟲 隐孢子蟲
圖源:千圖網
小編說:
隐孢子蟲(Cryptosporidium)和賈第鞭毛蟲(Giardia) (以下簡稱兩蟲)是兩種嚴重危害水質安全的緻病性單細胞原生動物,其卵囊或孢囊具有個體微小、緻病劑量低、抵抗環境選擇性壓力強、易造成“兩蟲”病爆發流行等特點,呈全球性分布。“兩蟲”屬于病原微生物的休眠體,能夠抵禦外界不良環境,并且能夠耐受常規水處理中的氯消毒,因此在水環境中具有較長的存活時間和潛伏期。
賈第鞭毛蟲主要寄生于人體小腸,引起以腹瀉為主要症狀的賈第蟲病。隐孢子蟲主要寄生在人及其他宿主胃腸道上皮細胞的刷狀緣,是一種重要的能引起人和動物腹瀉的機會性緻病原蟲。人體感染“兩蟲”後可能出現惡心、厭食、全身不适、腹脹、腹瀉、突發性惡臭水樣便、低熱甚至死亡等臨床症狀,絕大多數抗生素對其治療無效,主要依賴于人體自身的抵抗力。
水源性感染是“兩蟲”病最大的感染源,因而對水中兩蟲指标進行監測顯得尤為重要。2005年我國住建部将"兩蟲"納入行标《城市供水水質标準》(CJ/T 206-2005),2006年我國衛生部将“兩蟲”指标納入國家飲用水檢測指标(GB/T 5749-2006)。
圖 電子顯微鏡掃描圖像顯示賈第蟲包囊(底部左側)和滋養體(底部右側)(圖源:美國 CDC/Stan Erlandsen 博士)
圖 隐孢子蟲生活史(圖源:美國 CDC/Alexander J da Silva 和 Melanie Moser)
圖 改良尼氏抗酸染色發現隐孢子蟲卵囊(圖源:CDC/俄勒岡州公共衛生實驗室)
正是出于以上對濁度的科學認識,我國《生活飲用水衛生标準》(GB5749-2022)和世界衛生組織最新版《飲用水水質準則》(第四版)将龍頭水的濁度最高限值定為1 NTU。同時各大供水企業将出廠水的濁度内控指标值定在0.3 NTU甚至更低,有效保障了供水水質安全,消除飲水微生物風險。
人肉眼一般能識别的最小濁度值約為4 NTU。換句話說,隻要水的濁度值低于4 NTU,都是“清澈”的。因此,對飲用水的濁度值不能通過肉眼進行判斷。水的濁度可通過濁度儀很簡單地進行測定。濁度儀分為台式濁度儀和在線濁度儀兩大類。濁度儀可檢測很低的濁度,通常可達0.05 NTU以下;濁度儀的檢測靈敏度也很高,對0.01 NTU的微小變化都能有響應。因此,供水企業及所屬自來水廠都配備了濁度儀對水源水、出廠水及其生産過程的工段水、管網末梢水的濁度進行日常檢測,确保供水濁度值達标。
圖源:千圖網
控制出廠水的濁度是自來水廠的最基本和極必要技能。水廠一般通過沉澱和過濾的方式去除原水中的濁度物質。為了提高沉澱和過濾效率,通常需要投加一定量的明礬或類似化合物等被稱為“混凝劑”的化學藥劑,使水中的膠體等顆粒物質“脫穩”,也即更容易相互團聚長大而易于沉澱,以及更容易粘附在濾池中的濾料表面而利用過濾去除。設計和運行良好的自來水廠水處理工藝,無論原水水質如何,都可将出廠水的濁度控制在0.3 NTU以下甚至更低,龍頭水濁度值達标有很好的工藝和技術保障。
來源:給水排水