飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及凈化技術(shù)的發(fā)展

1、研究生課程：環(huán)境工程進(jìn)展,謝曙光 博士/副教授北京大學(xué)?環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院E-mail: xiesg@pku.edu.cn,2,主要研究興趣,1 飲用水凈化科學(xué)與技術(shù)2 水污染控制理論與技術(shù)3 環(huán)境分子生物學(xué)和生態(tài)學(xué)4 地下水和土壤修復(fù)理論與技術(shù),第一講：概論,,4,教學(xué)內(nèi)容,第一講 水質(zhì)與健康飲水第二講 化學(xué)氧化處理技術(shù)第三講 生物處理技術(shù)和膜處理技術(shù)第四講 微量有機(jī)物的控制技術(shù)第五講 城市水

2、環(huán)境修復(fù)技術(shù)與實(shí)踐第六講 地下水凈化和修復(fù)技術(shù)第七講 廢水處理新技術(shù)第八講 水處理前沿研究進(jìn)展,5,概論內(nèi)容,簡(jiǎn)要介紹國(guó)內(nèi)外水源水污染現(xiàn)狀飲用水水質(zhì)和安全飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展過(guò)程 飲用水凈化技術(shù)發(fā)展過(guò)程,,,黃河入海衛(wèi)片,,長(zhǎng)江、淮河入海衛(wèi)片,,黃河濱州段高鹽廢水污染,,,哀怨與無(wú)奈,,,抗?fàn)幣c祈求,11,黃河的水污染狀況 1,黃河是中華民族的母親河，是我國(guó)西北和華北地區(qū)的重要水源 。黃河干流及27條主要支流的

3、83個(gè)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)斷面中，有72.3%的斷面水質(zhì)劣于地表水環(huán)境質(zhì)量III類標(biāo)準(zhǔn)。黃河水中存在著溶解性有機(jī)物增多、氨氮濃度高、水體有異味、色度增高、藻類大量繁殖等問(wèn)題。三門峽水庫(kù)周圍的水變黑，人們稱之為“醬油”水，并且由于洗滌劑的隨意排放，水面經(jīng)常飄著一層泡沫。太原段黃河水中還存在著石油類有機(jī)物偏高的現(xiàn)象。,12,黃河的水污染狀況 2,黃河干流沉積物中鉻、鉛等重金屬具有較大的潛在生態(tài)危害性。黃河重點(diǎn)河段水環(huán)境有毒有機(jī)物污染檢測(cè)結(jié)果表明，

4、水環(huán)境中有機(jī)毒物種類很多，包括酞酸酯類、酚類、氯苯類、多環(huán)芳香烴類，而且有機(jī)毒物污染嚴(yán)重，其中酞酸酯類是檢測(cè)率最高的一類污染物。 黃河干流鄭州段河水中“三致”毒物硝基氯苯和多環(huán)芳香烴類污染物檢出。 黃河（蘭州段）水體、懸浮顆粒物和沉積物中都存在內(nèi)分泌干擾物壬基酚和壬基酚聚氧乙烯醚。引黃入津后，天津人真能暢飲黃河水嗎？,13,其它重要水源,長(zhǎng)江 有機(jī)毒物太湖 有機(jī)物和澡類遼河 有機(jī)毒

5、物滇池 有機(jī)物和澡類北京 密云水庫(kù) 地表水I類 北大、清華 地下水,14,飲用水水質(zhì),水質(zhì)通常具有雙重含義: (1)水的性質(zhì)，即水與其中所含的各種其它物質(zhì)共同構(gòu)成的綜合特性，它所包含了環(huán)境水質(zhì)體系的各種特征和過(guò)程； (2) 水的質(zhì)量，人類現(xiàn)代生產(chǎn)與生命健康對(duì)水質(zhì)特性所要求達(dá)到的水平，它包含人類生活和生產(chǎn)對(duì)水質(zhì)提出的需求和保證達(dá)到要求的水質(zhì)轉(zhuǎn)化方式。,15,飲用水水質(zhì)安全,水生性疾病的

6、危脅在發(fā)展中國(guó)家仍然存在，每天可斷送約25000人的生命。 人類疾病的80%與水有關(guān) 。飲用水安全保障的核心內(nèi)容是水質(zhì)安全，飲用水的安全問(wèn)題影響到國(guó)家安全和人民健康的重大問(wèn)題。飲用水中的不安全因素:化學(xué)性污染和微生物污染,16,水質(zhì)問(wèn)題－感觀性態(tài),水質(zhì)的感觀性態(tài)主要指水的色、嗅、味這些人可以感受到的水質(zhì)特征，因此也成為人類歷史上最早用來(lái)判斷水質(zhì)優(yōu)劣的指標(biāo)。色 （黃水或紅水，管網(wǎng)腐蝕，鐵錳氫氧化物沉淀）濁度 （懸浮

7、物、泥沙、管網(wǎng)腐蝕、微生物生長(zhǎng)、氫氧化物沉淀）泡狀物 （洗滌劑）嗅味 （土霉味， MIB和土臭素）,17,水質(zhì)問(wèn)題－化學(xué)污染,一般性問(wèn)題 兩種：急性和潛在性 已證明幾十種化學(xué)物質(zhì)能誘發(fā)人類癌癥、幾百種能在動(dòng)物身上誘發(fā)癌癥，上千種能損壞細(xì)胞中的DNA 種類：農(nóng)藥、 重金屬、三致物質(zhì)環(huán)境激素（內(nèi)分泌干擾物) 具有干擾生物的正常行為及生殖、發(fā)育相關(guān)的正常激素的合成、釋放、運(yùn)轉(zhuǎn)、代謝

8、、結(jié)合等過(guò)程，激活或抑制內(nèi)分泌系統(tǒng)功能，破壞內(nèi)分泌系統(tǒng)維持機(jī)體穩(wěn)定性和調(diào)控作用。環(huán)境納米材料 強(qiáng)烈的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)，潛在的環(huán)境污染物,18,水質(zhì)問(wèn)題－生物污染,種類： 細(xì)菌、病毒和寄生蟲(chóng)美國(guó)：1971－1985年 452 次水生傳染病爆發(fā)，發(fā)病人數(shù)達(dá)10萬(wàn)人1991－1994 64 次水生傳染病爆發(fā)，發(fā)病人數(shù)達(dá)4.2萬(wàn)人1984、1987美國(guó)確認(rèn)由于飲用水中的隱孢子蟲(chóng)引發(fā)15000多人患病。中國(guó)： 1

9、959－1984 傳染性肝炎 9548例 2002年 海南商貿(mào)冷凍廠 致病性弧菌污染而引起的水介感染性腹瀉 68例 2004年 深圳市南山區(qū)某居委會(huì) 水源水微生物嚴(yán)重污染引起腹瀉爆發(fā) 240例,19,水質(zhì)問(wèn)題－復(fù)合污染,發(fā)達(dá)國(guó)家在過(guò)去100多年內(nèi)不同時(shí)期所發(fā)生的水污染問(wèn)題，最近二三十年在我國(guó)各主要地表水體幾乎都集中體現(xiàn)，這是我國(guó)水污染區(qū)別其它發(fā)達(dá)國(guó)家的主要特點(diǎn)。水體復(fù)

10、合污染的特征:氮磷、重金屬、持久性有機(jī)毒物（POPs)、內(nèi)分泌干擾物多種污染共存并聯(lián)合作用多種污染過(guò)程同時(shí)發(fā)生多種污染效應(yīng)表現(xiàn)出協(xié)同或拮抗效應(yīng),20,水質(zhì)突發(fā)事故,1993 開(kāi)封發(fā)生建國(guó)以來(lái)最大的飲用水污染事故，幾十萬(wàn)人受害2001－2004 全國(guó)發(fā)生具有災(zāi)害性水污染事故3988起2005 吉林石化分公司雙苯廠爆炸造成松花江重大水污染事故 ，影響數(shù)百萬(wàn)居民生活，涉及跨邊界污染問(wèn)題廣東北江鎘污染太湖藍(lán)藻爆發(fā),21,幾

11、個(gè)常見(jiàn)指標(biāo)的意義,濁度CODMn指數(shù)DOC (Dissolved organic carbon)氨氮余氯澡毒素賈第鞭毛蟲(chóng)和隱孢子蟲(chóng)三鹵甲烷、鹵乙酸,22,飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展,國(guó)際權(quán)威性、代表性標(biāo)準(zhǔn)：WHO的《飲用水水質(zhì)準(zhǔn)則》 EC的《飲用水水質(zhì)指令》USEPA的《國(guó)家飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》,23,我國(guó)原飲用水水質(zhì)35項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)(GB5749－85),標(biāo)準(zhǔn)(GB5749－85)的差距：微生物學(xué)指標(biāo)待加強(qiáng)需細(xì)化有毒有害物質(zhì)

12、的指標(biāo)宜制訂分級(jí)水質(zhì)目標(biāo)開(kāi)展風(fēng)險(xiǎn)效益分析,24,城市供水行業(yè)2000年技術(shù)進(jìn)步發(fā)展規(guī)劃,一類水司的水質(zhì)指標(biāo)調(diào)整為88項(xiàng)，其中有機(jī)物指標(biāo)增加到38項(xiàng)；二類水司的水質(zhì)指標(biāo)為51項(xiàng)，有機(jī)物指標(biāo)增加到19項(xiàng)。,25,《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》-2001,增加高錳酸鉀指數(shù)作為水質(zhì)常規(guī)的檢測(cè)項(xiàng)目。將濁度由3 NTU改為 1 NTU。常規(guī)檢測(cè)項(xiàng)目中還增加了鋁(0.2 mg/L)、糞大腸桿菌群(每100 mL 水樣中不得檢出)，將鎘由0.01 m

13、g/L改為0.005 mg/L、鉛由0.05 mg/L改為0.01 mg/L、四氯化炭由0.03 mg/L改為0.002 mg/L。非常規(guī)項(xiàng)目中增加了農(nóng)藥、除草劑、微囊藻毒素-LR、消毒副產(chǎn)物（三鹵甲烷、鹵乙酸、亞氯酸鹽、一氯胺等）與其它有毒有害有機(jī)物,26,建設(shè)部《城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》 2005,共有101項(xiàng)檢測(cè)項(xiàng)目，其中常規(guī)檢驗(yàn)項(xiàng)目42項(xiàng)，非常規(guī)檢驗(yàn)59項(xiàng)。 該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水質(zhì)提出了更高的要求，并體現(xiàn)了“以人為本”的原則。正對(duì)工業(yè)廢水排

14、放和農(nóng)藥污染加劇的趨勢(shì)，增加了對(duì)有機(jī)物和農(nóng)藥的檢測(cè)項(xiàng)目，還增加了消毒劑、賈弟氏蟲(chóng)和隱性孢子蟲(chóng)的檢測(cè)項(xiàng)目,27,《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB 5749-2006,水質(zhì)指標(biāo)由GB 5749-85的35項(xiàng)增加至106項(xiàng)，增加了71項(xiàng)；修訂了8項(xiàng)；微生物指標(biāo)由2項(xiàng)增至6項(xiàng)，增加了大腸埃希氏菌、耐熱大腸菌群、賈第鞭毛蟲(chóng)和隱孢子蟲(chóng)；修訂了總大腸菌群；飲用水消毒劑由1項(xiàng)增至4項(xiàng)，增加了一氯胺、臭氧、二氧化氯；毒理指標(biāo)中無(wú)機(jī)化合物由10項(xiàng)增至21項(xiàng)

15、，增加了 溴酸鹽、亞氯酸鹽、氯酸鹽、銻、鋇、鈹、硼、鉬、鎳、鉈、氯化氰；并修訂了砷、鎘、鉛、硝酸鹽；,28,毒理指標(biāo)中有機(jī)化合物由5項(xiàng)增至53項(xiàng)，增加了 甲醛、三鹵甲烷、二氯甲烷、1，2-二氯乙烷、1，1，1-三氯乙烷、三溴甲烷、一氯二溴甲烷、二氯一溴甲烷、環(huán)氧氯丙烷、氯乙烯、1，1-二氯乙烯、1，2-二氯乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯、六氯丁二烯、二氯乙酸、三氯乙酸、三氯乙醛、苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、2，4，6-三氯酚、氯苯、1，2

16、-二氯苯、1，4-二氯苯、三氯苯、鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、丙烯酰胺、微囊藻毒素-LR、滅草松、百菌清、溴氰菊酯、樂(lè)果、2，4-滴、七氯、六氯苯、林丹、馬拉硫磷、對(duì)硫磷、甲基對(duì)硫磷、五氯酚、莠去津、呋喃丹、毒死蜱、敵敵畏、草甘膦；修訂了四氯化碳；感官性狀和一般理化指標(biāo)由15項(xiàng)增至20項(xiàng)，增加了耗氧量、氨氮、硫化物、鈉、鋁；修訂了渾濁度；放射性指標(biāo)中修訂了總α放射性。,29,水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展趨勢(shì),美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)還包括軍團(tuán)菌和病毒。

17、考慮到賈弟氏蟲(chóng)、軍團(tuán)菌、病毒檢驗(yàn)較困難，我國(guó)當(dāng)前可考慮最大限度提高細(xì)菌、大腸菌和糞型大腸菌的合格率。其中細(xì)菌為指示水處理、控制微生物的運(yùn)行性指標(biāo)，宜把指標(biāo)訂得更嚴(yán)格。從現(xiàn)有的水平來(lái)看，我國(guó)在有機(jī)物種類設(shè)定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)上與西方發(fā)達(dá)國(guó)家還有較大的差距?？梢灶A(yù)見(jiàn)，隨著儀器分析的不斷發(fā)展，有毒有害有機(jī)物的不斷檢出，新的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的有機(jī)物種類和含量必將越來(lái)越嚴(yán)格。從美國(guó)的飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，每一次水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的變化，都將要求水處理控制技術(shù)和水質(zhì)

18、分析技術(shù)全面革新。,30,飲用水凈化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),水源水質(zhì)改善技術(shù)預(yù)氧化技術(shù)生物預(yù)處理技術(shù)常規(guī)工藝強(qiáng)化技術(shù)深度處理技術(shù)（高級(jí)氧化、臭氧活性炭、膜技術(shù)）安全消毒技術(shù)二次污染控制技術(shù)飲用水及其凈化技術(shù)的安全評(píng)價(jià)方法優(yōu)化集成技術(shù),飲用水（源）安全保障技術(shù)示范,國(guó)家、示范省、示范市供水水質(zhì)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)及預(yù)警技術(shù)示范,,,,,,,,,,飲用水（源）安全管理技術(shù)示范,有機(jī)污染、高藻、高濁、高鐵錳等不同類型水源水強(qiáng)化凈化、深度處理技術(shù)示