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自来水能直饮吗?


来源:东北亚水网  作者:内蒙古水处理  日期:2010-08-19 10:31:09

自来水能直饮吗?
对自来水直饮的几点看法一.自来水能否直饮  符合标准的自来水应该回答可以直饮。如作为制订国家水质标准的基础,国际上最权威的世界卫生组织《饮用水水质指针》,它的原文是《Guidelines for drinking-water quality》,drinking-water就是指饮的水。在该《准则》的导言中就说明,“《饮用水水质准则》水质的定义是,这种水可适合人类生活各方面的用途,并符合个人卫生要求。但在特殊情况下,如肾透析则需要更高品质的水。” 我国《饮用水卫生标准》及卫生部颁发的《饮用水卫生规范》,在英文均译为drinking-water,而且在《饮用水卫生规范》的定义里,就明确“生活饮用水,由集中式供水单位直接供给居民作为饮水和生活用水,该水的水质必须确保居民终生饮用安全。”《准则》、《标准》和《规范》都已明确说明可用于饮水,所以我们应作“可以直饮”的回答。  但是作为给水工作和上级领导在向广大用户宣传或引导直饮前,宜分析直饮的风险。在制订水质标准时,对有毒有害物质,一般掌握人每天喝2L水,终生(指70年)无察觉性疾病。对致癌物质则掌握饮用70年每10万人增加一个病例(相当于每700万人每年增加1个病例)。在城市里,这些风险比交通事故,煤气事故等风险要小得多。同样污染物,水的标准也比食品或药品等更为严格。如果直饮,微生物的风险将是多少呢?据1991年美国的一项流行病调查,肠道病的35%是由于饮水引起的。又据美国自来水协会研究基金调查,在调查的人群中每年人均患肠道病0.66次,2~12岁小孩为0.84次。微生物的实际风险比有毒有害物质高得多。为了控制微生物风险,美国制订了多项规则和标准,目的是把主要微生物的风险降到每年每万人发生1个病例。  我国自来水水质标准或规范,在有毒有害物质的风险大体掌握在类似的风险,如果普遍直饮,宜分析所在城市微生物的风险将是多少?二. 自来水直饮和烧开吃有什么不同  水质标准大致可分三类:有毒有害物质,感官性和一般物理化学项目和微生物。就有毒有害物质而言,烧开吃比直饮可减少部分挥发性有机物的摄入,如含量较大的氯仿,其挥发点为61~62℃,烧开吃几乎没有了。制订水质标准时已按直饮计算。也有人把水烧开前后作致突变性对比,结果烧开后并未改善。可以认为二者的风险基本相同。就感官性和一般物理化学项目而言,烧开后可能降低部分硬度、余氯,二者也基本相同。主要差别在微生物,烧开后微生物风险降到近乎零,而直饮的微生物风险则因水而异。  水中微生物主要有三类:细菌、大肠菌,病毒和寄生虫。世界卫生组织提供的在水温5℃时,各种消毒剂灭活99%所需的CT值如表1表1. 5℃时消毒剂99%灭活各种病原体的C.T值(mg.min/L)   作 用 物    消 毒 剂    自由氯 pH6~7 氯胺 pH8~9 二氧化氯 pH6~7 臭 氧 pH6~7 埃希氏大肠杆菌 0.034~0.05 95~180 0.4~0.75 0.02 Ⅰ型脊髓灰质炎病毒 1.1~2.5 768~3740 0.1~6.7 0.1~0.2 甲型肝炎病毒 1.8 约590 1.7 --- 轮状病毒 0.01~0.05 3810~6480 0.2~2.1 0.006~0.06 蓝氏贾第鞭毛虫包囊 47~>150 --- --- 10  0.5~0.6 鼠贾第鞭毛虫 30~630 --- 7.2~18.5 1.8~2.0 隐孢子虫卵囊 --- --- 6.5~8.9 <3.3~6.4 来自人类粪便孢子虫卵囊 7.7×1010~8.7×1010 --- --- ---   从表中可见,细菌、大肠菌安全不等于病毒安全,更不等于寄生虫安全。对水源水,如无大肠菌可理解为未受粪便污染。但对出厂水,由于灭活各类微生物要求的CT不同,大肠菌符合标准不等于病毒和寄生虫是安全的。三. 要高度重视微生物的安全,特别在较普遍直饮的情况下  世界卫生组织的《饮用水水质准则》中指出 :“微生物污染的潜在后果使对其控制总是最重要的,绝不允许让步。”“应该注意的是,在水处理中使用化学消毒剂通常引起化学副产物的形成,其中部分有潜在危险性。然而与消毒不彻底相比,这些副产物所引起的健康风险是非常低的;并且,不应该为控制副产物而牺牲消毒效果。”   1991年1月开始,拉丁美洲霍乱大流行,除一个国家外曼延到全洲,130万人生病,近1.2万人死亡。其中重要原因之一是担心氯的副产物而削弱甚至不消毒。为此,世界卫生组织在1993年修订《饮用水水质准则》时强调度注意微生物的风险,并权衡风险,为有利于保证消毒要求,决定把氯仿指导值提高到200μg/L。  1993年4自美国米尔沃基市供水中含有隐孢子虫,致使该市超过150万人受感染,40.3万人患病,4400人住院,近百人死亡。该事件引起很大震惊。  美国最近发一系列水致疾病是在经过完全处理(过滤消毒),水质完全符合当时水质标准情况下发生(如上述米尔沃基市发生隐孢子虫事故时,美国的水质标准对隐孢子虫尚无要求)。美国疾病预防及控制中心(CDC)估计美国饮用水引起微生物疾病而死亡的人数每年为900~1000人。这个数字可能是低估的,因有些患病者原因很难确认。根据推算及统计,微生物风险已大于化合物。  美国自来水协会对美国1976~1994年间由于水媒性流行病情况作了调查统计,如表2。表2 美国由饮水引发的流行疾病统计(1976~1994年) 致病原因 爆发次数 爆发比例(%) 致病人数 致病比例(%) 原生动物 101 24.5 435,776 82.5 细菌 48 11.6 15,715 3.0 病毒 25 5.9 12,169 2.3 化学物质 33 8.0 3,886 1.0 不明原因 207 50.0 61,191 11.6 共计 414 100 528,757 100   以上统计显示,除部分不明原因者外,事故次数的84.1%和致病人数的99.2%是由于微水物引起的,而微水物的主要风险在原生动物。  隐孢子虫、贾第鞭毛虫是水源中普遍存在的微生物。据1991年3月到1993年4月调查,美国262个原水水样中有118个水样有贾第鞭毛虫,有135水样有隐孢子虫。同时调查了260个出厂水样,发现12个水样有贾第鞭毛虫,35个水样有隐孢子虫。  据日本水道协会统计,美国发生隐孢子虫事故20次,英国发生21次,日本发生1次。  以后《安全用水法》的重点从长期的致癌风险调正到急性的微生物风险,提出《加强地表水处理规则》(ESWTR)及《加强地表水处理规则暂行条例》(IESWTR),目的要把主要微生物的风险降到每年万分之一。欲达到该风险目标,水中贾弟鞭毛虫仅允许0.0009/100L,隐抱子虫为0.003/100L。为此规则的暂行条例要求不检出,同时要求出厂水的浊度95%以上机率<0.3NTU,最大不超过1NTU。为了降低免疫力较差人群的风险,美国又制订了《对免疫力差的人用水准则》,劝他们吃烧开的水或质量好的并装水。现在认为在水中的病毒有140种,但现在能检测的只有84种。美国环保局(USEPA)建议新的饮用水标准的污染物名单中包括13种微生物。   1986年日本厚生省提出《供水系统隐孢子虫暂行对策指针》,要求出厂水浊度<0.1NTU。1988年英国公布,要求贾第鞭毛虫及隐孢子虫均<1个/10L。荷兰政府为控制隐孢子虫的风险到年万分之一,临时准则要求隐孢子虫<0.026/L。我国卫生部也曾进行隐孢子虫和贾第鞭毛虫的标准制订和检测方法的有关工作。正在制订的建设部《城市供水水质标准》(报审稿)提出了隐孢子虫等项目,但考虑当前实施条件先作为试行。四. 贾第鞭毛虫及隐孢子虫的危害及处理对策  隐孢子虫是寄生于哺乳动物、乌类及鱼类的胃肠道及呼吸道内的原生动物,为椭圆形,4~6微米,能在不利环境下生存,在有利环境下生存几个月。隐孢子虫的感染是由于摄入了其感染阶段—卵囊(oocyst)而引起的。受感染的人一天可排出109个卵囊,小牛和小羊每天可排出1010个以上的卵囊并超过14天。由于人的抵抗力不同,人体感染1~100个卵囊可能发生隐孢子虫为病。一般症状为腹泻、恶心、呕吐、发烧、头疼、脱水和胃口不好,腹泻通常是水泻并伴有腹部痉挛。感染60天后便从粪便中排出。美国在评估实施《加强地表水处理规则的暂行条例》(IESWTR)时,隐孢子虫的死亡率按万分之1.25计算。  贾第鞭毛虫似隐孢子虫那样寄生在人和动物中。感染贾第鞭毛虫的症状可能急性的、亚急性的或慢性的,如不诊断和治疗病情可能持续数月。通常报导的症状包括腹泻、胃气涨、臭味大便、腹痛腹胀、疲劳、食欲不振、恶心、体重减轻、呕吐。儿童感染会影响其生长和正常发育,但任何年龄段的病人很少有死亡报导。  隐抱子虫和贾第鞭毛虫可在混凝、沉淀和过滤过程中有较高的去除率,随着浊度和颗粒数的降低而相应降低,而且试验显示能比浊度的去除率更高些。各种消毒剂有不同的去除率,隐孢子虫用通常的消毒方法难以灭活,欲灭活90%,需要80mg/L浓度的氯接触90分钟;但水加温到72.4℃,只要1分钟以上即能灭活99%。用膜法可获得很高的去除率。贾第鞭毛虫比隐孢子虫更大些,在净水中随着浊度降低其去除率比隐孢子虫更高些,对各种消毒剂的灭活率也比隐孢子虫高些。在净水厂最现实可行的办法是降低出厂水浊度,故美国、日本提出了较严格的降低出厂水浊度要求。而且要求对每格滤池的过滤全过程进行控制。在浊度控制尚不能满足要求时,可用臭氧、二氧化氯或紫外消毒予以补充(参见表1)。前述美国密尔沃基市供水系统发生隐孢子虫事故后,他们采用的对策是加装臭氧氧化消毒。  近年来各国专家用常规处理工艺及各种消毒剂去除隐孢子虫作了大量研究,现把主要资料摘录如下。表3 常规处理生产和试验的隐虫去除率 处理方式 参考资料 去除率log 实验室 模型 生产性 混凝及沉淀 Plummer <1.0 Patania 1.4-1.8 混凝及过滤 LeChevallier >5.3 <0.5-3.0 Nieminsk 2.1-2.8 Patania 4.2-5.2 混凝及气浮 Plummer 2.0-2.6 直接过滤 Ives 1.5-2 混凝及微滤 Jacangelo >6.0 超滤 Jacangelo >6.0 表4 沉淀去除率评价 指标 去除率log 第1处 第2处 浊度 1-2.7◎ 1.5-2.5◎ 隐孢子虫 >2● -0.8-0.4◎ 贾第鞭毛虫 >2.8● 0.15-0.8◎ 形成孢子的细菌 1.2-2.7◎ 1.5-2.0◎ ◎决定于原水浓度●未发现 表5 三个水厂过滤试验的去除率  指标 过滤去除率评价log 水厂1 水厂2 水厂3 过滤 隐虫 ● 3 1.3-2.2 成熟期 总颗粒 0.4-2 0.5-1.8 ◎ 浊度 0.4-1.0 0.5-0.8 0.5-1.5 稳定期 隐虫 ● >4 2.0-3.0 总颗粒 2.2-6.0 1.5-2.0 ◎ 浊度 1-1.8 1-1.8 1.5-2.5 穿透期 隐虫 ● 3.0->4.0 2.0-3.0 总颗粒 0.4-2.0 0.5-2.0 ◎ 浊度 1.0-1.8 1.0-1.8 1.5-2.5 注●末发现 ◎无资料 表6 不同情况消毒剂灭活隐虫所需CT值(mg.min/L) 消毒剂 参考资料 68% 90/% 0.5log 1log 活氯 Korich 3600 4800 Finch >7200 -- 氯胺 Korich 3200 5600 Finch >2400 -- 活氯┼氯胺 Finch -- 活氯 60 氯胺480 二氧化氯 Korich 32.5 52 臭氧 Korich 1.75 3.00 Finch -- -- Parker 10 -- Hall >25 -- 臭氧+氯胺 Finch 臭氧 6.2氯胺480 表7 各种工艺对隐孢子虫去除率估算 工序 隐虫最大去除率log 直接过滤+臭氧 3+1=4 沉淀+过滤+臭氧 2+2+1=5 沉淀+过滤1+臭氧+过滤2 1+2+1+2=6 五.结论  1.供水水质要十分注意微生物的风险,特别宣扬和引导直饮的情况。在水厂正常运行的情况下,直饮的主要风险和难点是原生动物,特别是隐孢子虫。  因原生动物可寄生在多种动物的体内,故在国际上分布相当广泛。我国澳门、珠海、上海等地开始检测隐孢子虫和贾第鞭毛虫情况,但资料尚比较少。因我国医院对一般腹泻病人的粪便检验时不检验隐孢子虫和贾第鞭毛虫,因此对感染病例的资料较少些。但据1982年来多次调查,我国各地感染率在0.16%~20%之间。如万功群等于1988年5月至1990年5月对山东定陶、阳信、苍山、肥城和莱阳等5县的贾第鞭毛虫感染情况调查,共检查粪便11925份,发现感染者669例,感染率5.6%,其中1~19岁为8.6%,20岁以上兴5.0%。朱凤才等于1989年5~9月对芜湖地区3498例腹泻患儿的粪便检验结果,检出隐孢子虫病例67例,占1.9%。根据以上初步资料,我们宜对该二虫作广泛存在的准备,不能掉以轻信,尤其是直饮较普遍的情况下,要避免美国曾出现的出水水质符合标准,但发生严重的水质事故的情况。  2.怎样初步判断所在城市供水的贾第鞭毛虫和隐孢子虫的风险  最好是定期检测原水和出厂水中该二虫的情况。美国、英国、日本等已对风险作了较多研究并制订了相应标准。能符合他们标准或规定要求,风险也达到他们允许的程度。  其次的方法是参照上述资料提供的混凝、沉淀、过滤、消毒可能的去除率及出厂水浊度加以判断。美国《加强地表水处理规则》要求去除隐孢子虫3 log,后来考虑到可能原水中含量很高,故改为3~6 log,出厂水浊度95%以上机率<0.3NTU,最大不超过1NTU。日本要求出厂水浊度0.1NTU。我们参照上述资料,估算我们现有净水工艺可能的去除率,并根据现行出水浊度,可大致估计风险处在什么范围。  由于隐孢子虫、贾第鞭毛虫及病毒测定较困难,研究了替代性指标。经模型试验及生产验证,无上述二虫的水,相对较好的替代性指标为:滤后水浊度95%以上机率<0.1NTU;>2um的颗粒小于50粒/mL;厌氧菌孢子<2/100L。  3.控制隐孢子虫和贾第鞭毛虫的首要关键是出厂水符合要求。该二虫是在人或动物体内繁殖,经粪便传给感染者,进入配水管网后不再繁殖,水中保持的余氯也不能使其灭活。  上述表1美国水质事故统计(1976~1994年),总共发生病例为528,757例,如按事故原因分类,未处理的地表水占1879(0.36%),未处理的地下水11,411(2.15%),处理上缺陷495,551(93.72%),配水系统上缺陷9407(1.59%)未知及其他11509(2.18%)。处理上缺陷和直接饮用受污染的水是事故的主要原因。我们要高度重视出厂水水质。  用户打开龙头直饮,为保证该二虫的安全,还要采取措施确保含粪便的污染物不再进入配水管网系统,主要包括:所有配水池要加盖并盖好;防止管网失压时用户内部的水倒入管网的可能性;新管投产须严密消毒;爆管等断水修理时,尽量改善地下水对该管段的污染。对某些微生物还要考虑生物稳定,要适当降低水中可同化的有机碳(AOC)并保持适当余氯,以控制其繁殖。定期冲洗也是降低管网水中色、铁、锰、浊度、某些微生物和其他杂质的一个必要措施。
 

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