岳 舜 琳
上海市自来水公司 摘要 目前，我国绝大部分水厂均采用氯消毒。据全国390个水司的管网水水质资料统计，综合合格率、细菌总数合格率、大肠杆菌合格率、余氯合格率和浊度合格率分别平均为96.9%、97.9%、78.0%、93.4%和97.5%，其中最高达100%，最低仅8.4%～9.0%，相差十分悬殊。而其中12个大城市水司的管网水质合格率较高，均达到了国际和世界卫生组织规定的水质标准。产生这些现象的因素虽较复杂，但作者认为主要是各水司生产管理水平不一，特别是某些中、小水司目前管理水平较差所至。今后应着重于生产管理水平的提高，并加强水源保护、改进净水工艺及更换消毒药剂等加以解决。
氯化消毒自1908年问世以来，为杀灭水中微生物，防止疾病的传染，发挥了重大的作用。自70年代开始，氯仿等氯化消毒副产物相继在自来水中被检出，氯化消毒工艺的地位开始受到挑战。我国国家标准(GB 5749-85)《生活饮用水卫生标准》已将氯仿和四氯化碳订为试行指标，其限值分别为60μg/L和3μg/L。 一、我国给水氯化消毒现状 1. 全国390个城市自来水的水质合格率
我国绝大多数水厂采用混和反应、沉淀、过滤和加氯消毒常规工艺。根据1989年中国城镇供水统计年鉴数据，对全国390多个自来水公司的管网水水质检验合格率的计算结果列于表1。并列出了东北、华北、西北、西南、中南、华东六个地区12个大城市的管网水合格率。
从表1可知，由于发展不平衡，水处理工艺管理水平不一，390个水司的水质合格率相差悬殊；但12个大城市则除浊度最低合格率为92.4%外，其余最低合格率都在98%以上，反映了12个大城市的管网水水质是较好的，而合格率低的城市多为小城市。
2. 12城市与氯消毒有关的水质指标水平
为进一步研究12城市的氯化消毒状况，表2列出了有关水质指标。表2平均值反映的水质数据均符合国标(GB 5749-85)的限值，而且CHCI3及CCI4的含量也符合世界卫生组织水质准则30μg/L和3μg/L的要求。若将这些水厂的水质指标最高值加以考察。若将这些水厂的水质指标最高值加以考察，加氯量达8.67mg/L，余氯达5.5mg/L；细菌总数多至不可计算，大肠杆菌高达30个/L，CHCI3高达111μg/L，CCI4高达5.7μg/L，我们不能认为是满意的，说明在氯化消毒工艺方面需要研究和改进。表3列出了加氯量最高的一家公司的氯仿和四氯化碳合格率统计。 1989年管网水合格率（％） 表1 统 计
水司数 | 项 目 | 综 合
合格率
（％） | 细菌总数
合格率
（％） | 大肠杆菌群合格率
(%) | 余 氯
合格率
（％） | 浊 度
合格率
（％） | | 390家公司 | 最高
最低
平均 | 100
9.0
96.9 | 100
25.0
97.87 | 100
8.42
77.95 | 100
22.6
93.36 | 100
61
97.46 | | 12个大城市 | 最高
最低
平均 | 99.94
98.45
99.38 | 100
99.30
99.83 | 100
98.51
99.88 | 100
98.93
99.75 | 99.93
92.40
98.65 | 注：综合合格率是26个水质项目的合格率，即国标（GB5749-85）35个项目中扣除5只有机物、2只放射性及银、硒9个项目。
由于改进了前加氯的工艺管理，出厂水CHCI3及CCI4浓度降低，合格率升高。 二、消毒副产物DBPs的研究 12城市水质统计 表2 | 年 | 水厂 | 出 厂 水 | 水厂 | 管 网 水 | | 加氯量(mg/L) | 余氯(mg/L) | 细菌总数(个/mL) | 大肠杆菌(个/L) | CHCI3C (μg/L) | CI4 (μg/L) | 余氯(mg/L) | 细菌总数(个/mL) | 大肠杆菌(个/L) | | 1989 | 预加氯6水厂 | 最大
最小
平均 | 8.11
0.74
3.52 | 5.0
0.02
1.20 | 不可计
0
4.76 | 25
<3
<3 | 111
0.54
28 | 2.6
0
1.5 | 预加氯4水厂 | 2.5
0
0.83 | 76
0
6.0 | >150
<3
<3 | | 后加氯2水厂 | 最大
最小
平均 | 1.91
1.38
1.64 | 1.20
0.50
0.70 | 53
0
2.5 | 3
<3
<3 | 10
3.3
6.6 | 1
0.3
0.66 | 后加氯9水厂 | 1.2
0
0.34 | 400
0
5.1 | 230
<3
<3 | | 深井水5 水厂 | 最大
最小
平均 | 1.80
0.70
1.02 | 0.70
0.05
0.43 | 26
0
0 | <3
<3
<3 | 18.9
0
6.7 | 2.50
0
0.59 | 井水 | － | － | － | | 1990 | 预加氯8水厂 | 最大
最小
平均 | 8.76
0.68
3.26 | 5.2
0.20
1.15 | 不可计
0
3.82 | 30
<3
<3 | 64
0
15.7 | 5.7
0
0.57 | 预加氯7 水厂 | 2.0
0
0.68 | 180
0
3.0 | 6
<3
<3 | | 后加氯9水厂 | 最大
最小
平均 | 3.5
1.2
1.75 | 2.0
0
0.48 | 700
0
4.3 | 38
<3
<3 | 9.6
0
5.0 | 0.60
0
0.15 | 后加氯9水厂 | 1.20
0
0.36 | 300
0
5.2 | 24
<3
<3 | | 深井水5 水厂 | 最大
最小
平均 | 1.80
0.70
1.02 | 0.70
0.10
0.41 | 26
0
0 | 0
0
0 | 14.0
0
4.4 | 0.30
0
0.17 | 井水 | － | － | － | | 1991 | 预加氯8水厂 | 最大
最小
平均 | 7.69
0.74
3.28 | 5.5
0.08
1.14 | 不可计
4 | 6
<3
<3 | 72.4
0
18.2 | 4.0
0
1.15 | 预加氯7水厂 | 2.0
0
0.71 | 350
0
5.0 | 12
<3
<3 | | 后加氯9水厂 | 最大
最小
平均 | 4.3
0.90
1.75 | 3.0
0
0.83 | 150
0
3.7 | 18
<3
<3 | 97.5
0
17.6 | 4.3
0.60
0.62 | 后加氯9水厂 | 1.50
0
0.27 | 1600
0
2.9 | 18
<3
<3 | | 深井水5 水厂 | 最大
最小
平均 | 1.80
0
1.02 | 1.00
0.10
0.41 | 32
0
0.2 | 0
0
0 | 17.8
0
5.6 | 2.60
0
0.48 | 井水 | － | － | － | 国外的资料说明氯化消毒副产物除三卤甲烷TTHM外，还有卤代丙烯腈(ANs)、卤代酮(HKs)、卤代醋酸(HAAs)、三氯硝基甲烷(CHP)、水合三氯乙醛(CH)、氯化氰(CNCI)、2，4，6-三氯酚、甲醛、乙醛等。国内研究成果较少，1989年清华大学在加氯的水中发现两种强致突变物MX (3-氯-4（二氯甲基）-5-羟基-2(5H)-呋喃酮)和E-MX(E-2-氯-3-（二氯甲基）-4-氯-丁二烯酸)浓度达到了3～104g/L。 某自来水公司CHCI3及CCI4合格率 表3 | 年 | 1989 | 1990 | 1991 | | 加氯量(mg/L) | 8.11 | 8.67 | 7.69 | CHCI3
CCI4 | 87.5
65 | 95.0
72.5 | 97.67
100 |
1990～1991年，作者与其他合作者采用气相色谱和色质联机对某水厂的原水及自来水进行了4次测定研究，经加氯后，水中增加了氯化消毒副产物22种（列于表4）。加氯后的自来水Ames致突变试验证明，回变菌落数较源水增加，即致突变性增强。根据美国国家癌病研究所研究结果(NCI)对获得的22种DBPs致癌性和致突变性的分类列于表4。
检出氯化消毒副产物的浓度及毒理试验 表4 | DBPs | 浓度范围(μg/L) | 致癌试验 | Ames致突变试验 | 二氯甲烷·
氯仿·*
1,1-二氯乙烷
1,2-二氯乙烷
四氯化碳·*
一溴二氯甲烷
二溴一氯甲烷
1,1-二氯丙烷
1,2-二氯丙烷*
溴仿·*
六氯乙烷
四氯乙烯
一溴三环(4,3,1,1)十一烷
1-氯2,3-二氯-1H-茚
1,氯-2-硝基苯*
1,2-二氯苯·*
1,3-二氯苯*
1,4-二氯苯·*
1,2,4-三氯苯
氯苯·
1,2,4,5-四氯苯·
六氯苯·* | 0～1.1
1.3～73.3
0～1.3
0～1.4
0～3.2
0～13.6
0～6.6
定性
0～0.3
定性
定性
定性
定性
定性
定性
0.52～23.22
0.19～2.57
0.20
0.36～22.54
0.03～0.17
| 大鼠、小鼠致癌
大鼠、小鼠致癌
大鼠、小鼠、仓鼠致癌
小鼠可疑致癌
小鼠可疑致癌
小鼠可疑致癌
小鼠、仓鼠致癌
| 阳性TA98+s9
TA100+s9
阳性TA100
阳性TA100
阳性TA100
阳性TA100+s9
TA1535
阳性TA100
TA1535
| ［注］注有“·”的为列入我国“水中优先控制污染物黑名单”的有机物；注有“*”的为列入美国“优先控制污染物名单”的有机物。
由此可见饮用水氯化消毒给饮用者带来一定的致病风险。 三、存在的问题及解决决策 前述资料说明我国城市给水的氯化消毒尚存在一定问题，现就这些问题及其解决对策，一并阐述如下：
1.为数不多的小城市管网水的水质合格率低。
为数不多的水质合格率低的城市，大多数为小城市。主要是生产管理上的问题，26项综合指标、细菌总数、大肠杆菌群、余氯、浊度等合格率低的现象，在这些小城市中往往会同时发生。余氯及浊度的合格率低，自然会造成细菌总数及大肠杆菌群的合格率低。解决的对策主要是加强厂内生产管理，严格控制各个生产环节的水质，降低出厂水浊度，适当提高加氯量以提高余氯，或采用氯胺消毒。据了解这一方面的工作已引起了他们的注意，并在努力改善之中。
2.自来水中氯仿和四氯化碳含量有时超标，以及个别水司自来水中氯化消毒副产物品种较多，其中一部分有致病风险。
这问题是当前世界范围所关注的问题，研究报告越多。解决对策不外是加强水源保护，以改进水源水质，改进净水工艺及更换消毒药剂。
(1)加强水源保护以改进水源水质
水源污染，特别是有机物污染，增加了产生氯化消毒副产品的前体，在水处理过程中既增加了氯的消毒量，又增加三卤甲烷及其他氯化消毒副产品的数量。因此加强水源保护，改进水源水质是降低氯化副产物的根本措施。
(2)改进净水工艺
①采用生物氧化、活性炭吸附及化学氧化等水质深度处理工艺，降低水中有机污染物是行之有效的方法。作者与他人合作[1]，曾进行过一系列水质深度处理的研究，使出水氯仿和四氯化碳含量降低，而且使Ames致突变阳性原水转变为阴性水。其他研究报导也很多，不一一列出。
②当前不少城市采用二次加氯——前加氯和后加氯，也有采用折点加氯。这些工艺会导致氯仿和四氯化碳含量增高。糜晔新等人[2]，以黄浦江水为原水，对常规水处理工艺中去除有机物及降低三氯甲烷等问题进行了研究，认为在絮凝过程中，合理的pH值，提高混凝剂加注量，有利于有机物的去除。在水厂常规生产流程——混凝、沉淀、过滤等各工序中，应将加氯消毒工序尽量向后移，将有助于氯仿等含量的降低，研究证明折点加氯将会使氯仿等副产物增加。
(3)更换消毒药剂
E.Marco Aiefa等人以密西西比河水为原水研究的结果证明[3]，处理后水中的TOX、THMs及气相色谱ECD峰图的峰数及浓度水平随下列药剂的次序而减少：
氯>氯胺>二氧化氯>臭氧
作者的研究结果发现经加臭氧氧化的水[1]，再加氯消毒会使气相色谱——ECD峰数及浓度水平上升，Ames致突变活性较原水为增加。因此合理选用消毒药剂，至关重要。
参考文献 [1]岳舜琳等，“生物氧化处理黄浦江原水的研究”，《上海环境科学》，第6期1990年。
[2]糜晔新等，“在常规净水工艺中去除有机物及降低三氯甲烷的试验”，《上海城镇供水》，第3期1989年。
[3]E.Marco.Aiefa.et al,“A Review of Chlorine Dioxide in Drinking Water Treatment”JAWWA 78:62 June 1986.
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