国内对储水的研究现状和问题

李永青 方振东（后勤工程学院）

　　摘　要：概括了我国在储水方面的研究现状。结合生活中的实际情况，报出了在储水研究方面的空白和进一步加以研究的必要性。
　　关键词：储水 水质 污染

　　国内对储水的研究主要集中在五个方面：城市供水系统中水箱（池）的储水，军事坑道储水，雨水集蓄，瓶装（罐装）水，腐装水。下面分别加以阐述：
　　1 城市供水系统中水箱（池）二次加压系统的研究
　　这方面的研究主要侧重于水质状况、污染及防治对策。据不完全统计，我国668座城市中，约97％以上采用水池（水箱）二次加压供水方式、供水系统二次污染造成的水质质量下降中，水箱（池）二次加压系统约占4D％。污染的主要原因是供水系统内部的化学及生物化学反应产物及外部渗漏。主要污染物是腐蚀污物、微生物、材质渗物和消毒副产物。防治对策大致可从内部和外部两方面考虑。从内部考虑：（1）水箱构造及设置。水力停留时间和温度是影响蓄水水质的重要因素。因此应考虑设计合理的水箱模式，研究利于水箱储水更新的方式，从而使水力停留时间和水箱容积合理化。静止水的活性较低，容易受微生物污染，流水不腐，因而使水保持流动是水处于新鲜状态的动力学条件。为了防止在蓄水装置中形成死水区，有人研制开发了一种旋流流动蓄水装置。[1]（2）水箱消毒剂水平。维持水箱中分氯达到一定水平是保证水质在细菌学方面安全条件之一。但余氯同时也会产生副作用，使消毒副产物增加。虽然可选用其它的消毒剂，但由于成本高、后续消毒能力差等原因，目前普遍采用氯及其化合物作为消毒剂。（3）水箱材质。我国目前大部分蓄水装置采用混凝土和钢板红丹防锈材料建造，只有少数采用不锈钢和玻璃钢材料。这是造成生活饮用水在蓄贮过程中二次污染的根本原因之一。水箱材料要严格采用防污染卫生材质。这些材料包括食品级不锈钢、玻璃钢，不增塑硬质聚氯乙稀，卫生级环氧树脂防腐处理钢板等。红丹防锈漆是一种有毒物质，应严禁使用。地下蓄水池宜采用水泥材料。但需内衬处理，防止水泥中有害成分溶出。
　　从外部考虑：做好卫生管理，池口加盖密封，通风口加防护纱网，避免地水长期暴露在空气中。
　　2 雨水集蓄的研究
　　对于某些深居内陆，多年平均降水量少的干旱半干旱地区，由于受特定自然地理条件的制约和影响，修建水窑集蓄雨水无疑是解决人畜饮水问题的一种措施。但是在雨水收集过程中难免受到有害物质的污染，特别是对人体十分有害的一些元素，如氟化物、汞及其化合物、铬元素、镉元素、砷化物、氰化物、挥发性酚类等。这些污染物一方面来自空气，在雨水降落过程中随雨水进入水窑，另一方面来自土壤，在雨水径流过程中被雨水冲刷入水窑或直接渗入水窖；其次也可来自农药，通过雨水流而带入水灾，董迎新曾对甘肃省饮用窖水较普遍的地区如渝中、通渭等县进行了以上有害物质的监测，结果发现氟化物的超标率最大，为21％，这主要是因为当地土壤中含氟量较大。但通过一二年使用后，原水窖四周土壤中的含氟量降低，窖水中的氟离子也减小了。其它指标完全满足国家生活饮用水卫生标准。这说明少数样品指标超标只是个别现象，雨水集蓄可以满足人畜饮用对水质的要求。[4]只是这种储水手段要受
降雨量变化的影响，有一定的季节性。
　　3 瓶装（罐装）水的研究
　　瓶装（罐装）水包括矿泉水、纯净水、人工矿化水等，瓶装（罐装）水作为一种新型的产品，由于其携带方便而日益受到人们的青睐。同时瓶装（罐装）水的水质引起了普遍的关注。对瓶装（罐装）水研究的报道也较多，均属于监测、调查性质，主要集中在瓶装矿泉水保存期间某些成分的变化方面。有人曾采用同一品牌、同一批号的北京、青岛、河南、河北等地七个厂家的市售瓶装矿泉水产品进行了为期一年的观察，检测项目包括：细菌总数、大肠菌群、锶、硅胶、亚硝酸、亚硝酸盐、重碳酸盐、PH、总硬度、锌、化学耗氧量等指标。结果表明，就上述11项指标而言，饮用天然矿泉水在一年内用是安全的。[5]但是，近年来矿泉水出现沉淀的现象时有发生。矿泉水出现的沉淀主要分为生物性和非生物性两大类。生物性沉淀由微生物引起，也有因淡水藻类污染引起的情况。这种情况有两种可能性，一是水源受到藻类的污染，二是成品水罐受到污染。成品水罐中藻类的大量繁殖可导致致霉菌的生长，这样在瓶装矿泉水中就会出现由藻类及混合生长的霉菌形成的绿色沉淀。预防的措施是生产企业应长期坚持对成品罐消毒清洗，改善生产环境，加强从业人员素质培训，严格生产车间及工艺设备的消毒防护。同时可以利用硫酸铜的杀菌作用，有文献认为硫酸铜对藻类及霉菌均能起到完全的杀灭作用；非生物性沉淀主要是由于矿泉水中矿物质和金属盐类发生化学反应或溶解度降低而致。这可从加强矿泉水生产的各个环节来控制。下表列出了硫酸铜和氯杀死藻类及其它微生物的杀死剂量，可供选择。

杀死藻类及其它微生物的硫酸铜和氯的剂量

微生物 硫酸铜（mg/L) 氯（mg/L) 微生物 硫酸铜（mg/L) 氯（mg/L) 硅藻
星杆藻
菱形藻
针杆藻
0.12-0.20
0.5
0.36-0.50
0.5-1.0

1.0 金藻
鱼鳞藻
黄群藻
黄团藻
0.5
0.12-0.25
0.05-0.20

0.3-1.0
0.3-1.0 绿藻
新月藻
微胞藻
丝藻
0.17
0.4
0.20
-

- 细菌
铁细菌
丝硫细菌
浮游球衣
细菌
0.33-0.5
-

0.4
0.5
0.5-1.0

- 蓝藻
项圈藻
颤藻
0.12-0.48
0.20-0.50
0.5-1.0
1.1 真菌
绵霉
带水霉
水霉
-
0.4
0.18
0.6
-
-

　　 4 桶装水的研究
　　我国桶装水是在饮用水源受到污染，自来水厂传统水处理工艺不能去除新污染物，局部供水管网和二次供水可能受到再污染，居民对饮水水质要求提高的背景下出现的供水。与自来水相比，水质感官指标、重金属和有机污染指标均有明显好转，但细菌总数和大肠菌群超标率较高，且纯水和净水较低，而天然矿泉水和人工矿化水较高。污染原因——是水生产过程中消毒不严；二是水桶清洗消毒不彻底；三是灌装过程玷污；四是居民家庭使用桶装水由于每日用量少，当一桶水使用3－5天时，每次放出多少水就有等体积的空气进入桶内，空气中存在的微生物也随空气而进入桶内并可能在桶内增殖。此外，与自来水相比，纯水的微量元素含量太低；桶装大然矿泉水在日照条件下长期贮存可能出现藻类和绿色沉淀。
　　为了提高桶装水的水质，可采用各种深度处理工艺生产桶装水。另外，用户应首先选择有进气过滤装置或出水消毒装置的引水机；并且要对引水机的出水系统进行定期清洗消毒；其次，尽量缩短每桶水的使用周期。
　　5 坑道内储水的研究
　　包括山区坑道和海岛坑道。坑道是重要的军事设施，坑道环境质量对进驻人员的健康有重要意义。坑道水的感官性状、一般化学指标、毒理学指标均符合卫生标准。但由于坑道得不到阳光照射，又受通风、气温、气湿及卫生状况等因素的影响，微生物污染较为普遍。曾有人对封闭式、半封闭式和通风式坑道与对照进行储水的微生物污染调查，结果表明，封闭式坑道由于缺氧，厌氧菌明显高于对照组，差异非常显著；半封闭式坑道由于空气交流不畅，细菌总数，真菌数及厌氧菌数均高于对照组；通风坑道形成空气对流，通风良好，上述三项微生物指标与对照组们比均无显著性差异，同时，从坑道储水分层水样检测结果分析，可以看出上下层真菌数的差异非常显著。由此可见污染主要经济气传播到水面，然后再逐渐污染至下层。[2]
　　坑道储水的储存时间均较长，嗫长的为26年，有的未作消毒处理，直接以原水进行储存。原水水源可为自来水、泉水、井水等。但经研究发现，直接将原水进行储存后，储水受微生物污染普遍。肉眼观察就可见到水面全部有明显水受微生物污染普遍。肉眼观察菌膜，主要为真菌孢子、菌丝及沉埃颗粒物。污染原因主要是往水库灌水时未采取严格的消毒措施。有利于真菌在水中生长，当空气中飘散及吸附在飘尘上的真菌孢子进入水库，沉降于水面时、在长期黑暗环境中生长繁殖。
　　为保证坑道储水水质，对长期储水来说，储水消毒剂量以一次大剂量投入较好。且投人量以40－50mg/L的浓度较为适宜。有关研究报道[3]，对某海岛坑道贮水超氯处理后，进行26年的分析观察和组织饮用试验，结果发现PH偏高外，一般水质变化不大，物理性状良好，无色透明，除有轻微氯味外，无不愉快异臭味，随着贮水时间延长，水中悬浮物逐渐下沉，水质更为澄清透明。
　　以上五种类型的储水有相似处，但是也有差别。它们都是人们为了保证对水的需求，而采用不同的方法把水暂时储存起来。它们的区别在于：从使用性质来说，每类水都是为满足不同的需要、在不同的背景下产生的；从储存环境比较，城市供水系统中水箱（水池）二次加压系统中的水环境属于动态人工封闭系统，水窖储水属于静态半人工封闭系统，坑道储水属静态人工封闭系统，其它两种属于动静结合人工封闭系统；从停留时间来说，坑道储水的停留时间最长，从几年到二十几年。停留时间较短，至多也不过十几个
小时。其它三种储水的停留时间一般不确定，但桶装水的时间常常要短些，而瓶装水的时间长些；从水质来说，无法比较出哪一个更好。因为每种水都有受到污染的可能性，相反在一定的控制条件下又完全可以符合国家生活饮用水水质的标准。
　　但是，生活中还有其它一些类型的储水，而目前尚未见到相关方面的报道。虽然在许多城市家庭中看不到储水缸、储水罐、储水桶等之类的储水容器。然而，不少小城镇由于供水的间断性及实行定时供水政策，这些地方的家庭仍在使用上述储水装置；在一些缺水不严重的农村，夏天因为灌溉所需，生活饮用水的供给是不定时的，每个家庭必须备有储水设备，才能保证正常的用水；缺水严重的地方就更不消说了，每滴水都来之不易，储水是一种生活的必需；即使在并不缺水的农村，有些孤寡老人，由于行动不便，他们
解决用水的方法一般都是将水注入储水容器中，慢慢使用。而且储存时间也较长，大约在一周或十几天。
　　以上涉及的储水水源多为自来水或井水，且在储存前后未进行任何消毒处理。进行储水、饮用此类储水的不少人还尚未意识到储水对水质的影响及水质对健康的重要性。因此，有待于作进一步的监测和研究经过这些简单的储存之后体质能否达到生活饮用水的标准，以便为更多的实践提供理论指导。

参考文献

　　[1] 张振义等，生活饮用水防污染蓄贮水工艺与装置，沈阳建筑工程学院学报，2001，17（2）：129
　　[2] 郑世英等，坑道通风与微生物的关系，解放军预防医学杂志，1999，17（3）：199
　　[3］张昌全等,坑道贮水超氯处理。解放军预防医学杂志，1999，11（4）：283
　　[4] 董迎新，雨水集蓄中有害元素的调查分析，甘肃水利水电技术．1992，2：57-58
　　[6] 邢大荣等．瓶装天然矿泉水在保存期间某些成分变化的研究，环境与健康杂志，2001，18（3）：145