城乡供水安全性分析结果

2023-11-20 理论教育版权反馈

【摘要】：下面就水源水、出厂水、管网水和饮用水的水质问题及其健康危害来分析城乡供水的安全性。美国有毒物质注册局对基地饮用水的最新检测发现，四氯乙烯和三氯乙烯严重超标，最近对基地饮水污染时期出生的青少年进行体检，发现白血病的发病率超出正常范围。由于婴儿的胃酸少，消化系统把硝酸盐转化成引起血液输氧能力下降的亚硝酸盐，从而导致婴儿窒息或死亡。硝酸盐也与消化道癌症有关，虽然其中的流行病学联系尚不确定。

城市供水多为集中供水系统，1998年全国城市用水人口19062.21 万人，自来水普及率为95.97%；13922 个建制镇用水人口8639.6 万人，自来水普及率为79.12%。全国农村饮用自来水人口为50843 万人，占农村总人口的53%，共有65 万座农村水厂，其中日供水万吨以上的水厂639 座，日供水1000～10000t的水厂6061座；另有47% 的农村人口采用分散式供水，其中22443万人饮用手压机井水，占农村总人口的24%，共有机井5251 万台；17个省市区778万人饮用窖水，占农村总人口的0.8%。统计表明，农村生活饮用水的合格率由1985年的24%提高到1998年的62%。

下面就水源水、出厂水、管网水和饮用水的水质问题及其健康危害来分析城乡供水的安全性。

1.水源水

饮用水最重要的不安全因素就是水源水质不符合饮用水水源标准，加强水源保护区环境治理及保护力度是保证饮水安全的第一道屏障。

（1）地表水源。如前所述，我国大多数地面水都已不符合饮用水源水质标准，主要的污染特征为有机污染，特别值得引起注意的是自20世纪70年代起，饮用水源中有毒有机污染物的种类急剧增加，对水源的危害日益严重，且难以处理。我国环保局制定的“水中优先控制污染物黑名单”中包括14 个类型68种有毒化学污染物，其中有机毒物58种，其名单和对人体健康的影响如下（O表示对器官有影响，T表示毒理影响，C表示在危险水平10-5就有致癌危险）：

1）挥发性氯代烃：二氯甲烷（C）、三氯甲烷（C）、四氯化碳（C）、1，2-二氯乙烷（C）、1，1，1-三氯乙烷（T）、1，1，2-三氯乙烷（C）、1，1，2，2-四氯乙烷（C）、三氯乙烯（C）、四氯乙烯（C）、三溴甲烷（C）。

2）苯系物：苯（C）、甲苯（T）、乙苯（T）、邻二甲苯、对二甲苯、间二甲苯。

3）氯代苯类：氯苯（C/T）、邻二氯苯（T）、对二氯苯（T）、六氯苯（C）。

4）多氯联苯：多氯联苯（C）。

5）酚类：苯酚（C/T）、间甲酚（O）、2，4-二氯酚（C/T）、2，4，6-三氯酚（C/O）、五氯酚（C/O）、对硝基酚。

6）硝基苯类：硝基苯（T/O）、对硝基苯、2，4-二硝基苯（C）、三硝基苯。

7）苯胺类：苯胺、二硝基苯胺、对硝基苯胺、6-二硝基苯胺。

8）多环芳烃类：萘、萤蒽（T）、苯并（b）萤蒽、苯并（k）萤蒽、苯并（a）芘（C）、苯并（ghi）芘（C）、茚并（1，2，3，c，d）芘（C）。

9）酞酸酯类：酞酸二甲酯、酞酸二丁酯、酞酸二辛酯。

10）农药：六六六（C）、DDV（T）、乐果（T）、对硫磷（T）、甲基对硫磷（T）、除草醚（T）、敌百虫（T）。

11）丙烯腈：丙烯腈（C）。

12）亚硝胺类：N-亚硝基二乙胺、N-亚硝基二正丙胺。

上述优先控制污染物具有如下共性：①在环境中具长效毒性，对环境和人体健康的危害大多不可逆转。②有机氯占43%，难以生物降解。③在水体中含量低，一般为μg/L级甚至ng/L级。

（2）地下水源。

1）大量的化学品和污染物进入地下水中，使地下水水源受到严重威胁。对地下水污染的危害很难预测，因为地下水的运动十分缓慢（每日小于30cm），地下水的循环周期平均为1400年，而河水的循环周期一般只需20天，对地下蓄水层的破坏也许几十年也不会显现。世界许多地方，人们刚刚开始只发现三四十年前的行为所导致的污染，而现在发现的一些最惊人的地下水污染事件可追溯到冷战时期的核试验及核武器制造。如位于美国北卡罗来纳州的“勒琼”海军基地自1968年起，使用了一些很难挥发的有机物，残余物渗入地下，逐渐对当地地下水造成污染，然而，就地取水用于日常生活的基地居民竟然长时间没有觉察，也无人告知。在这段时间里，约有1.65万名儿童在此出生。美国有毒物质注册局对基地饮用水的最新检测发现，四氯乙烯和三氯乙烯严重超标，最近对基地饮水污染时期出生的青少年进行体检，发现白血病的发病率超出正常范围。地下蓄水层一旦受到污染，还很难得到彻底净化，地下水质的监控成本也相当昂贵。可以说，我们对地下水污染的规模和程度的了解才刚刚开始。(www.chuimin.cn)

2）农药和化肥对地下水的污染是令人担忧的。最早的合成农药在20世纪40年代开始使用，在经过数十年不断增加施用量后，一个可以观察到的事实是这些化学品已经对包括人类在内的非目标生物造成了危害，地下水受到大范围农药污染的状况日渐暴露。农药会渗入地下蓄水层，即使停止使用后，还会长期残存在原地。如美国在30年前就禁止使用DDT，但目前依然可在某些地区的地下水中检出。全球氮肥使用量比50年前增加了9倍，但是，增加的养分往往不能被植物完全吸收。如对我国北方14万km2 土地的一次调查发现，农作物平均只能吸收所施氮肥的30%～40%。剩余的大量化肥除了随地表径流进入地面水体外，还有大量渗入地下，使地下水的氮、磷含量增加。

3）家禽、家畜产生的有机废物以及城市废水也是地下水的污染源。畜禽粪便数量巨大，是流入自然环境的一个举足轻重的氮肥来源，而且这种污染无处不在，尤其是在人口集中、对粮食高产需求迫切的地方情况甚为严重。1995年对华北地区的北京、天津、河北、山东等省（市）的部分县市的调查表明，一半以上被调查地的地下水硝酸盐浓度超过50mg/L，个别地区高达300mg/L，世界卫生组织（WHO）的饮用水硝酸盐含量标准为10mg/L。随着人口的增长、氮肥施用量的增加，地下水中硝酸盐的含量可能还要升高。饮用10～100mg/L高浓度硝酸盐的地下水可能引起婴儿高铁血红蛋白症。即所谓的青紫婴儿综合症。由于婴儿的胃酸少，消化系统把硝酸盐转化成引起血液输氧能力下降的亚硝酸盐，从而导致婴儿窒息或死亡。自1945年以来，全世界报告的青紫婴儿综合症大约有3000例，近一半发生在家用水井中硝酸盐浓度相当高的匈牙利。由于牛羊等反刍牲畜的消化系统也能迅速把硝酸盐转化成亚硝酸盐，它们也极易以与婴儿非常相似的方式罹患高铁血红蛋白症。硝酸盐也与消化道癌症有关，虽然其中的流行病学联系尚不确定。

4）储油罐的泄漏对地下水的污染不可忽视。在美国很多地下储油罐是二三十年前安装的，已超过了使用寿命，并因锈蚀而渗漏，这使得石油产品慢慢渗进土壤中，有的储油罐已经持续渗漏数年，已造成对地下水的严重污染，也造成了巨大的经济损失。石油及相关化工产品，如苯、甲苯和汽油添加剂（MTBE）等，是美国地下蓄水层中最常见的污染类型。这些化工产品中有许多已知或怀疑的致癌物质，取代有机铅的MTBE能够使汽油更有效地燃烧并减少空气污染，但易溶于水。美国环保局1998年发现有10万只商用储油罐存在泄漏，其中1.8万只已对地下水造成污染。美国地质勘探局最近的一次取样调查，在14%的饮用水井中检出MTBE，迫使加州的供水商关闭了许多县中的水井，目前尚无经济有效的方法从饮用水中清除这种物质。石油业巨头壳牌公司1993年称该公司在英国的1100家加油站中有1/3对土壤和地下水造成污染。另一事例发生在哈萨克斯坦东部城市塞米巴拉金斯克，约6460t 煤油汇集在一座军用机场下的蓄水层中，严重威胁着当地的供水。1986年1月北京市某水源厂附近两个柴油罐漏油78t，25天后，距离漏油点105m远的供水井中检出油含量达7.5mg/L，一座5000m3的贮水池及1000m以上的输水管道亦被污染，该地下水水源厂被迫停产，影响供水范围达36km2。地下水中石化产品的广泛存在与全球性恶性肿瘤的增加有一定程度的关系。但是，基于成因与后果之间有着很长的时间间隔，这种危险的增长一般不引人注目。

5）氟、砷等污染物的威胁正在显现。这两种物质有些是自然界中固有的，也有些是人为排放的。我国44%的县区内约1 亿人口以及印度西北部300 万人正在饮用氟含量2～10mg/L的高氟水，我国氟中毒患者近5000 万人；在30个县内有200 万人饮用高砷水，砷中毒患者近1 万人。孟加拉50%的人口约6000万人以及印度西孟加拉邦约3000万人正在受到饮用水中砷的威胁，该地区多达100万口水井的砷含量为0.05～1mg/L。科学家认为是人类活动造成了矿床中砷的释放，一种假设认为随着水从井中抽走，空气中的氧进入地下蓄水层氧化了黄铁矿沉积物，导致砷的溶出。此外，从肥料中流失的磷酸盐以及腐烂的有机物可能刺激了土壤中微生物的生长，而这些微生物有助于砷从沉积物中析出。

6）盐类是另一种由人类活动造成的地下水污染物。正常情况下沿海地带蓄水层里的水会流入海洋，但是，如果地下水被过多抽采，海水就会流向内陆，使地下水的含盐量升高，以致无法饮用。

2.出厂水和管网水

（1）水质合格率。基于饮用水水源日见污染的现状，再加众多净水厂的净水工艺设备和构筑物存在不同程度的缺陷，保证出厂水水质的难度越来越大，尽管如此，大多数净水厂的出厂水水质仍能符合我国国家《生活饮用水卫生标准》（GB5749—85）的要求，表5-1为1997～1999年城市自来水厂和自备水源卫生监督样品合格率的情况。

表5-1　全国城市生活饮用水样品合格率

pagenumber_ebook=195,pagenumber_book=181

净化的出厂水要经过长距离管道输送和一定蓄水设备调蓄才能到达用户，这个过程一般需要几小时甚至10个小时以上。保持管网水的品质是保证饮水水质的一个重要方面。然而，许多老城市的供水管网年久失修，早已到了“退休年龄”却仍在“超期服役”。这些管网除了因为漏泄严重而造成水量漏失，还常常导致“二次污染”，如管道内壁腐蚀结垢极易滋长细菌，使细菌学指标降低；水流冲刷管道内壁锈蚀部分，以致铁、锰、色度等数值上升。统计了全国390 多个自来水厂管网水水质检验的合格率，结果见表5-2。

表5-2　管网水水质的合格率　（%）

pagenumber_ebook=195,pagenumber_book=181

过去饮水水源较少受到污染，更少含有机物，因此，出厂水中即使有残留的少量细菌，或被消毒剂灭活的细菌恢复了活力，也没有营养物质可供细菌的繁殖。现在水源多数受到有机污染，经常规工艺处理的出厂水仍含有机物，出厂水中残留的少量细菌或复活的细菌就有可能利用这些有机物作为营养物生长繁殖，水中虽有余氯，但管壁传质很差的层流区或在弯头接头处，都可能成为残留细菌的隐蔽之地，细菌繁殖形成的生物膜又可能造成管道局部表面电位差，使管道腐蚀，水质变差，导致用户龙头水色度、浊度、铁和锰升高，细菌数增加。

（2）氯化消毒副产物。氯作为一种饮用水消毒剂已有100多年的历史，为控制水致传染病的流行起了十分重要的作用。加氯灭菌并保持管网中适量的余氯可在一定程度上保证到达用户的水质良好。但如果水中有机物含量高，即使保持较高的余氯量也不能防止细菌的生长，而且加氯量的增加，将引起氯代消毒副产物的增加，以致饮用水的安全性下降。

20世纪70年代就有人发现氯代消毒副产物对人体健康有较大影响，目前从饮用水中检出的消毒副产物有三卤甲烷、卤乙酸、卤代腈、卤代醛等，三卤甲烷和卤乙酸分别代表了挥发性和非挥发性两类消毒副产物，具强致癌性。饮用水中检出的三卤甲烷类（THMS）共有4 种组分，即三氯甲烷、二氯一溴甲烷、一氯二溴甲烷和三溴甲烷，各组分均具明显的致突变作用，且存在良好的剂量反应关系；动物实验证实三氯甲烷可引起雄性大鼠的肾脏肿瘤，雌性大鼠的肝脏肿瘤，三溴甲烷也被证实有致癌性；大量流行病学调查表明，长期饮用含有氯代消毒副产物的饮用水，死于消化系统癌症和泌尿系统癌症的危险性增加，并和其他癌症的死亡率存在统计学关系。目前三卤甲烷消毒副产物已成为多数国家和WHO 饮用水水质标准的控制指标。

20世纪80年代中期以来，饮用水氯消毒中产生的另一类副产物卤乙酸（HAAS）引起美国国家环境保护局（EPA）的高度重视。卤乙酸共有9 种组分，目前有5种能定量分析，即一氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、一溴乙酸和二溴乙酸。与低沸点、可挥发的三卤甲烷不同，卤乙酸具有高沸点、不可吹脱、致癌风险大等特点。两者的理化特性见表5-3，饮用水中最常检测到的二氯乙酸和三氯乙酸的致癌风险分别是三氯甲烷的50倍和100倍。

表5-3　三卤甲烷和卤乙酸的理化特性和致癌风险

pagenumber_ebook=196,pagenumber_book=182

城乡供水安全性分析结果

相关推荐