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饮用水水质指标及处理技术科普 | 王小𠇔:浊度

当你打开家中的水龙头,也许会问,家中的自来水水质如何?自来水是如何处理到卫生、安全和健康的?什么是“达标“?能不能直饮?

自来水即加压的饮用水。饮用水处理过程始于从水源取水,原水进入水厂之后,经过一系列水处理技术的处理实现水质提升,并加压后经过输配水管网输入至千家万户。为了保障我们的饮水安全,达到国家《生活饮用水卫生标准》是基础,水处理技术和工艺是关键。就此《给水排水》杂志社联合中国十大娱乐赌博城网址开展水质指标和处理技术科普专题,带大家详细了解!

本文作者 王小𠇔

中国十大娱乐赌博城网址副研究员,博士生导师。研究方向为饮用水强化常规处理和深度处理技术、工艺和相关理论,在相关方向上主持和参与多项国家水专项、重点研发计划、自然科学基金课题。担任中国水工业分会给水专业委员会委员、中国膜工业协会市政给排水应用分会副会长、中国膜工业协会工程与应用专业委员会委员、国际水协会(IWA)膜技术专业委员会中国分会秘书长。

1. 什么是浊度?

反映饮用水水质的指标参数有很多,其中浑浊度(简称浊度)是最为重要的指标之一。浊度是水相对清澈度的量度。它是水的光学特性,是当光线照射通过水样时,水中颗粒物质散射的光量的测量值。这些颗粒物质的尺寸一般在微米及以下量级(作为对比,头发丝的直径约70微米),被称为胶体。当水中胶体物质浓度较高时,容易造成光线的散射,使水看起来浑浊、不透明。人们对浑浊度较高的水,在感官上就不容易接受,因此水的浊度一般被列为感官指标浊度的单位为NTU。当水中含有1 mg/L(即质量比为百万分之一)的二氧化硅胶体时,对应1 NTU。

一般百姓对浊度只有模糊的概念,也没有专业的仪器来检测,但都知道自来水不应该浑浊不清以及没有肉眼可见的杂质。实际上,浊度简单易测,也是衡量水质良好程度的核心指标之一。它既是反映饮用水的物理性状的一项指标,用以表示水的清澈或浑浊程度,也是间接的微生物指标。浊度既能反映水中微生物的浓度水平,还直接影响消毒对病原微生物的灭活效果。

不洁净的水可能含有病毒、大肠杆菌、隐孢子虫和贾第鞭毛虫(俗称“两虫”,属原后生动物)等病原微生物。由于这些微生物的大小也在微米及以下量级,因此也是浊度的组成部分。一般认为,当水的浊度低于0.3 NTU时,其中的病原微生物浓度会非常低。此外,消毒是控制水中病原微生物不可或缺的技术手段。当水的浊度值低于1 NTU时,由于受水中胶体物质的屏蔽作用很小,消毒时对病原微生物的灭活效果和保障率更高。因此,水的浊度不但是感官指标,也是间接的微生物指标。

大肠杆菌场景模型图(图源:千图网)

贾第鞭毛虫                            隐孢子虫

图源:千图网

小编说:

隐孢子虫(Cryptosporidium)和贾第鞭毛虫(Giardia) (以下简称两虫)是两种严重危害水质安全的致病性单细胞原生动物,其卵囊或孢囊具有个体微小、致病剂量低、抵抗环境选择性压力强、易造成“两虫”病爆发流行等特点,呈全球性分布。“两虫”属于病原微生物的休眠体,能够抵御外界不良环境,并且能够耐受常规水处理中的氯消毒,因此在水环境中具有较长的存活时间和潜伏期。

贾第鞭毛虫主要寄生于人体小肠,引起以腹泻为主要症状的贾第虫病。隐孢子虫主要寄生在人及其他宿主胃肠道上皮细胞的刷状缘,是一种重要的能引起人和动物腹泻的机会性致病原虫。人体感染“两虫”后可能出现恶心、厌食、全身不适、腹胀、腹泻、突发性恶臭水样便、低热甚至死亡等临床症状,绝大多数抗生素对其治疗无效,主要依赖于人体自身的抵抗力。

水源性感染是“两虫”病最大的感染源,因而对水中两虫指标进行监测显得尤为重要。2005年我国住建部将"两虫"纳入行标《城市供水水质标准》(CJ/T 206-2005),2006年我国卫生部将“两虫”指标纳入国家饮用水检测指标(GB/T 5749-2006)。


图 电子显微镜扫描图像显示贾第虫包囊(底部左侧)和滋养体(底部右侧)(图源:美国 CDC/Stan Erlandsen 博士)

图 隐孢子虫生活史(图源:美国 CDC/Alexander J da Silva 和 Melanie Moser)

图 改良尼氏抗酸染色发现隐孢子虫卵囊(图源:CDC/俄勒冈州公共卫生实验室)

正是出于以上对浊度的科学认识,我国《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2022)和世界卫生组织最新版《饮用水水质准则》(第四版)将龙头水的浊度最高限值定为1 NTU。同时各大供水企业将出厂水的浊度内控指标值定在0.3 NTU甚至更低,有效保障了供水水质安全,消除饮水微生物风险。

人肉眼一般能识别的最小浊度值约为4 NTU。换句话说,只要水的浊度值低于4 NTU,都是“清澈”的。因此,对饮用水的浊度值不能通过肉眼进行判断。水的浊度可通过浊度仪很简单地进行测定。浊度仪分为台式浊度仪和在线浊度仪两大类。浊度仪可检测很低的浊度,通常可达0.05 NTU以下;浊度仪的检测灵敏度也很高,对0.01 NTU的微小变化都能有响应。因此,供水企业及所属自来水厂都配备了浊度仪对水源水、出厂水及其生产过程的工段水、管网末梢水的浊度进行日常检测,确保供水浊度值达标。

图源:千图网

控制出厂水的浊度是自来水厂的最基本和极必要技能。水厂一般通过沉淀和过滤的方式去除原水中的浊度物质。为了提高沉淀和过滤效率,通常需要投加一定量的明矾或类似化合物等被称为“混凝剂”的化学药剂,使水中的胶体等颗粒物质“脱稳”,也即更容易相互团聚长大而易于沉淀,以及更容易粘附在滤池中的滤料表面而利用过滤去除。设计和运行良好的自来水厂水处理工艺,无论原水水质如何,都可将出厂水的浊度控制在0.3 NTU以下甚至更低,龙头水浊度值达标有很好的工艺和技术保障。

来源:给水排水

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