1、1 生活环境和健康生活环境和健康 第二章 中山大学公共卫生学院预防医学系 胡前胜 2 第二节 水 3 水是一切生命过程必需的基本物质 成人体内水分含量占体重的65%左右儿童可达 80%左右 水中常含有多种无机盐类，是供给机体所需盐类 的重要来源之一 水的比热和蒸发潜热很高，能存储和吸收多量的 热，有调节体温的作用 4 水在地球上分布很广泛，约占地球总面积的70%。 总储水量为138.6108亿m3。地球上的淡水总量仅为 3.5108亿m3，且分布不均匀。 可利用的淡水，即河流、湖泊和浅层地下水，仅占淡水 总储水量的0.34%。 5 我国水资源总量为28124亿m3，我国年总供水量为5600亿m
2、3。 其中江河径流量27115亿m3。 人均水资源仅2300 m3，约为世界人均水资源的1/4。预计到 2030年人均水资源量将降到1760m3左右。 全国每年有3亿亩农田受旱,有183个水资源匮乏的城市， 40个城市为贫水危机城市。 6 降 水 地表水 地下水 水源的种类 一、水源的种类及其卫生学特征 7 1. 降水（fall water）是指雨雪雹水。 降水的特点是水质较好，矿物质含量较低，但在收集 与保存过程中易被污染，且水量没有保证。 2. 地表水（surface water）是降水的地表径流和降水汇 集后形成，包括江河水、湖泊水、塘水、水库水等。 地表水以降水为主要来源，与地下水也有
3、互补关系。 特点： 因主要来自降水，地面水水质一般较软，含盐 量较少。 8 江、河水卫生特征：在涨水期或暴雨后，水中常含有大 量泥沙及其他杂质，使水浑浊或带色，细菌含量增高，但 盐类含量较低。 湖 水卫生特征：由于流动较慢，湖岸冲刷较少，水中 杂质沉淀较完全，因此水质一般较清。但往往有大量浮游 生物生长、繁殖，使水着色并带有臭味。 塘水卫生特征：塘水容量较小，自净能力差，受地表生 活性污物污染的机会多，因而是地面水中水质较差的水源 。 9 3. 地下水（underground water）是由于降水和地表水经 土壤地层渗透到地面以下而形成。 地层是由透水性不同的黏土、砂石、岩石等构成。 根据它
4、和地壳不透水层的关系及流动情况，地下水可 分为浅层地下水、深层地下水和泉水三种。 浅层地下水 是指潜藏在地表下第一个不透水层上的地下水，浅 井是我国广大农村最常用的水源。 水质物理感官性状较好； 细菌含量较少； 水质硬度增加，水中溶解氧少。 10 深层地下水 是指在第一个不透水层以下的地下水。 往往潜藏在两个不透水层之间。常作为城镇集中式供水的 水源之一。 卫生特征 因距地表较深，覆盖的地层厚，不易受到 地面的污染，水质及水量都比较稳定，其水质透明无色， 水温恒定，细菌数很少，但盐类含量高，硬度大。 11 泉水 是通过地表缝隙自行涌出的地下水。因地质构 造不同，泉水分为靠重力流出的和靠压力流出
5、的两种。 卫生特征 前者多来自浅层地下水，故水质与浅层地下 水相似，较易受污染，水量不稳定。后者来自深层地下水 ，水质与深层地下水相似。泉水在农村常用作分散式给水 的水源。 12 13 14 二、生活饮用水水质标准 15 （一）生活饮用水水质卫生要求 生活饮用水应符合下列四项基本要求： 水中不得含有病原微生物和寄生虫虫卵，以保证不 发生和传播介水传染病。 水中所含化学物质及放射性物质不得对人体健康产 生危害。 水的感官性状良好。 应经消毒处理并符合出厂水消毒剂限值及出厂水和 管网末梢水消毒剂余量的要求。 16 （二）生活饮用水水质标准 制定生活饮用水水质标准的依据主要是根据上述的饮用 水卫生要
6、求，同时考虑经济和技术上的可行性。1985年发布 的生活饮用水卫生标准（GB574985）已不能满足保障 人民群众健康的需要。为此，卫生部和国家标准化管理委员 会对原有标准进行了修订，联合发布新的强制性国家生活 饮用水卫生标准（GB57492006）（下称“新标准”）。 新标准具以下有三个特点： 1. 加强了对水质有机物、微生物和水质消毒等方面的要求。 2. 统一了城镇和农村饮用水卫生标准。 3. 实现饮用水标准与国际接轨。 17 新标准已于2007年7月1日起实施。 常规指标是反映生活饮用水水质基本状况的指标，非常 规指标是根据地区、时间或特殊情况需要实施的生活饮用 水水质指标。 常规指标分
7、为四组，即微生物指标、毒理指标、感官性 状和一般化学指标以及放射性指标。 微生物指标是为了保证水质在流行病学上安全，感官性 状和一般化学指标主要是为了保证水的感官性状良好，毒 理和放射性指标是为了保证水质对人体健康不产生毒性作 用和潜在的危害。 非常规指标分为三组，即微生物指标、毒理指标及感官 性状和一般化学指标，共64项。 18 水体污染（water pollution)是指人类活动排放的污染 物进入水体后，超过了水体的自净能力，使水质和水体底 质的理化特性和水环境中的生物特性、种群及组成等发生 改变，从而影响水的使用价值，造成水质恶化，甚至危害 人体健康或破坏生态环境的现象。 引起水体污染
8、的污染物主要来自人类的生产和生活活 动。 三、水污染与疾病 19 Brush your teeth with the best toothpaste.Then rinse your mouth with industrial waste! Tom Lehrer 20 （一）水体污染的主要来源 生物性污染 化学性污染 物理性污染 21 1.生物性污染 某些行业的工业废水（制革、屠宰业）、医院污水和 生活污水排入水体后，其中所含的病原微生物污染了水 体，可造成介水传染病的流行。 22 2. 化学性污染 水体受到工农业废水和生活污水污染，使水体含有各 种有害化学物质,水体 中的无机污染物主要有汞、镉
9、、铅 、砷、铬、磷、氰化物；有机污染物主要有酚类、苯类、 卤烃类化合物和油类等。 水体遭受有害化学物质污染后，通过饮水或食物可使 人群发生急性或慢性中毒，如日本发生的水俣病和痛痛病 等。有些污染物虽然对人体不产生直接危害，但可以改变 水的感官性状，使水质恶化，妨碍水体的正常利用。 23 富营养化(eutrophication)是含有大量氮、磷等营养物 质的污水进入湖泊、河流、海湾等缓流水体，引起藻类及 其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化， 鱼类及其他生物大量死亡的现象。 N、P排入水体 藻类类繁殖（algale bloom / red tide) 需氧分解 死亡 消耗DO 鱼类及
10、水生生物死亡 厌氧分解 产生H2S 释放N、P 藻类死亡残体沉入水底，代代沉积，湖泊逐渐变浅，直 至成为沼泽 卫生学（第7版） 第二章 生活环境和健康 25 水 华 卫生学（第7版） 第二章 生活环境和健康 26 赤 潮 27 3. 物理性污染 热污染是工业企业向水体排放高温废水所致，由于水温 升高，使化学反应和生化反应速度加快，水中溶解氧减 少，影响水中鱼类和生物的生存和繁殖。 放射性污染主要来自核动力工厂排放的冷却水、向海洋 投弃的放射性废物、核爆炸的散落物、核动力船舶事故 泄漏的核燃料等。放射性污染物可附着在生物体表面， 也可在生物体内蓄积。 28 （二）水生物性污染对人体健康的危害 水
11、受到生物性污染后，最常见的危害是引起介水传染病 （water-borne communicable disease）的流行。 指通过饮用或接触受病原体污染的水，或食用被这种水 污染的食物而传播的疾病，又称水性传染病。 其流行原因有二：水源水受病原体污染后，未经妥善 处理和消毒即供居民饮用。处理后的饮用水在输配水和贮 水过程中，由于管道渗漏、出现负压等原因，重新被病原体 污染。 29 水中的病原体有三类，即致病菌、病毒及寄生原虫和蠕 虫。最常见的有伤寒、痢疾、霍乱、病毒性肝炎等肠道传染 病以及血吸虫病、贾第鞭毛虫病等寄生虫病。 介水传染病的流行特点： 水源一次大量污染后，可出现爆发性流行，绝大多
12、数病例 的发病日期集中在该病最短和最长潜伏期之间。但如水源经 常受污染，则病例可终年不断。 病例的分布与供水范围一致，绝大多数患者都有饮用同一 水源的历史。 一旦对污染源采用治理措施，加强饮用水的净化和消毒， 疾病的流行能迅速得到控制。 30 根据WHO的调查报告，在发展中国家，每年因介水传 染病而死亡的人数达500万。联合国发展计划署在2006年人 类发展报告中指出，全球目前有11亿人用水困难，每年有 180万儿童死于不洁净用水引发的腹泻。 我国介水传染病的爆发流行也较严重，几十年来爆发流 行数百起，多由井水污染引起，其次是河水、沟水、渠水。 近年来，介水传染病在我国病因构成比的位次上虽然有
13、所降 低，但其流行仍较普遍，有时还相当严重。 31 2.藻类及其毒素污染 水体富营养化程度不仅影响水生态环境，还能加快和促 使有毒藻类的繁殖和生长并产生毒素。 蓝藻（blue-green algae）是富营养化水域里生长较为普 遍的藻类。 32 其中铜绿微囊藻产生的微囊藻毒（microcystin, MC） 是富营养化水体中含量最多、对人体危害最大的藻毒素。 直接接触含有微囊藻毒素的水（如游泳）会出现皮肤炎 、眼睛过敏、急性胃肠炎等症状。 33 微囊藻毒素有肝毒性，大量摄入或长期饮用微囊藻毒 素污染的水，可引起血清中丙氨酸转氨酶（ALT），-谷 氨酰转移酶（-GT）和碱性磷酸酶 （ALP）升高
14、等肝功能 显著改变。微囊藻毒素是遗传毒物，并且是乙肝病毒致肝 癌的促癌剂，与黄曲霉毒素（AFB1）具有协同促癌作用。 34 我国对肝癌高发区的调查还发现长期饮用含有较高浓度 微囊藻毒素的人群，其肝癌发病率显著高于对照组。 据调查，我国一些地区作为饮用水源的地表水微囊藻毒 素浓度达到了0.0046mg/L，最高可达0.053mg/L，甚至自来水 中也能检出微囊藻毒素。我国生活饮用水水质新标准中，其 限值为0.001mg/L。将微囊藻毒素-LR增补为非常规指标。 35 （三）水化学性污染对人体健康的危害 当前，水中危害较大的有机污染物主要有酚类化合物、 苯类化合物、卤烃类化合物、苯并(a)芘、农药
15、等。无机性 污染物主要包括汞、镉、铅、铬、及砷等重金属，氰化物和 氟化物等。这些污染物造成的危害程度，可因各种具体情况 而有差异。现将水中较常见的化学污染物及其危害列举如下 。 36 .汞 （1）污染来源 汞（mercury）是构成地球元素之一，自然界中主要以 硫化汞的形式存在于岩石中。岩石中的汞可被氧化为金属汞 或二价汞离子而进入空气、水、土壤等环境中。天然水中含 汞量甚微，一般不超过0.1g/L。 37 水体受汞污染时，水中汞含量仍明显升高。进入水中 的汞多吸附在悬浮的固体微粒上而逐渐沉降于水底，故底 泥中汞含量常较水中为高。 常见的汞污染主要为工业企业，如化工、仪表、含汞 农药、冶炼、灯
16、泡、氯碱等工厂废水；此外，医院口腔科 废水以及农田中使用含汞农药也是常见的污染源。我过生 活饮用水质新标准规定，汞的限值为0.001mg/L。 38 汞在自然界中的循环 39 （2）健康危害 污染水体的汞 （在底泥中的汞） 微生物 甲基化 甲基汞 食物链 生物富集 例如，水俣病（Minamata disease）就是在日本熊本县水 俣湾地区发生的由于当地居民长期食用该湾中含甲基汞甚高 的鱼贝类而引起的一种公害病。 40 水 俣 病 患 者 41 1）甲基汞的毒性及其发病机理 吸收：呼吸道和消化道吸收率为95%-100%，与Hb、 RBC的巯基结合，可透过血脑、胎盘屏障。 排泄：t1/2 （全身
17、）70d，（脑组织）180245d 损伤 CNS，不可逆。 42 2）慢性甲基汞中毒的临床表现 原因是长期摄入小剂量甲基汞。 主要靶器官是CNS，最突出的症状是神经精神症状。 症状：感觉障碍共济失调、视野缩小、听力障碍、语言障碍 全身瘫痪、精神错乱死亡。 Hunter-Russel症侯群：水俣病最典型特异性体征， 包括末梢感觉减退，视野向心性缩小，共济运动 失调及听力和语言障碍。 43 我国1986年11月颁布了水体污染慢性甲基汞中毒诊断 标准及处理原则（GB6989-86）的国家标准。诊断标准如 下所述： 甲基汞吸收：头发中总汞值超过10g/g，其中甲基汞值 超过5g/g者，即为甲基汞吸收。
18、 观察对象：在汞吸收的基础上，出现下列3项体征当中的1 2项阳性体征者即为观察对象。 44 3项体征： 四肢周围型（手套、袜套型）感觉减退 向心性视野缩小1530度 高频部感音神经性听力减退1130dB 45 慢性甲基汞中毒：在汞吸收的基础上，具有下列3项体征者， 可诊断为甲基汞中毒。 四肢周围型（手套、袜套型）感觉减退 向心性视野缩小1530度，或有颞侧月牙状缺损到30度者。 高频部感音神经性听力减退1130 dB；具有上述三项体征， 但发汞低于10g/g以下时，可做驱汞试验，驱汞后尿中总汞值 超过20g/L，其中甲基汞超过10ug/L者，方可诊断。 46 2. 砷 （1）污染来源 砷（ar
19、senic）广泛存在于自然环境中，除各种含砷矿 石中，铜、镍等金属矿石中也混杂有砷。含砷矿石冶炼过 程中，含砷废水排入水体可造成水体砷污染；自然界中岩 石分化也是水体砷污染的来源之一。意外事故（如泄漏） 及清洗运送砷化物的船舱的水排入水等，也可造成水体砷 污染。 47 （2）健康危害 详见第三节中的“地方性砷中毒”。 48 3. 氰化物 （1）污染来源 氰化物（cyanide）分为无机和有机两类。无机氰化物 主要是氰氢酸及其盐类氰化钠、氰化钾等。有机氰化物（ 腈）主要有丙烯腈和乙腈等。 氰化物在工业中应用很广，如炼焦、电镀、选矿、钢 铁热处理、贵重金属的提炼、染料、化工、医药和塑料等 工业中均
20、用到氰化物，其废水可导致水源污染。我国生活 饮用水水质新标准规定，氰化物的限值为0.05mg/L。 49 （2）危害 氰化物污染水体引起人群、家畜及鱼类急性中毒的事例， 国内外均有报道。 长期饮用被氰化物污染的水（浓度大于0.14mg/L）可出现 头痛、头昏、心悸等症状。 摄入体内的氰化物，可与硫代硫酸盐在酶促下生成硫氰 化物，后者在体内过量蓄积时，能抑制甲状腺激素的合成 ，造成甲功低下，使甲状腺增生、肿大。 50 4. 酚类化合物 （1）污染来源： 天然水中不含有酚（phenol），水中的酚均来自含酚 的工业废水污染。此外，粪便和含氮的有机物在分解过程 中，也可能产生少量酚类化合物，故在大量
21、的城市粪便污 水中也含有酚。我国规定，挥发酚类的限值为0.002mg/L 。 51 （2）危害 酚是一种原浆毒，可使蛋白质凝固，可由消化道及皮肤吸 收中毒 因酚有特殊臭味，故极少发生饮用水引起的急性中毒事件 长期饮用氯化消毒的水(含酚0.001mg/L），可形成氯酚， 使感觉阈显著增高，引起记忆力减退、头昏、失眠、贫血 、皮疹、皮肤搔痒等症状，尿酚明显升高 52 急性中毒表现为大量出汗、肺水肿、吞咽困难、肝 及造血器官损害，可出现腹泻、口腔炎、尿色发 黑、虚脱甚至死亡。 酚类化合物种类很多，毒性的大小及表现各有不同。一元 酚为较强的神经毒物，而多元酚的毒性则较低。有些酚 的化合物（如五氯酚）在
22、动物实验中尚呈现有致畸作用 。 酚类化合物污染水源后，除水感观性状恶化外，还可对水 生生物产生较明显的危害，不仅能使鱼贝类产生臭味， 且影响水产业的产量和质量。 53 5. 多氯联苯 （1）污染来源 多氯联苯（polychlorobiphenyl，PCB）是一组由氯 置换联苯分子中的氢原子而形成的化合物，为无色或淡黄 色油状液体或树脂状。性质稳定，基本不溶于水，不易水 解和氧化。工业上常用作增型剂，绝缘剂、高温润滑剂、 橡胶软化剂以及油漆的添加剂等。如未经处理任意排放， 可造成水源污染。我国规定，多氯联苯的限值为 2.0105mg/L 。 54 （2）健康危害 可蓄积于脂肪组织及各脏器中 具有
23、雌激素样作用，干扰内分泌、免疫机能 我国台湾和日本曾发生过多氯联苯中毒事件，但都是多氯 联苯污染食物引起的 人摄入0.20.5g即出现中毒症状，表现为皮疹、色素沉着 、浮肿、无力、呕吐等 可以通过胎盘屏障进入胎儿体内 55 多氯联苯中毒患者 56 饮用水水质如未能达到标准要求时，应找出原因并采 取相应的卫生对策，以改善水质，使之达到水质标准要 求。一般可采取改进或另选水源及加强其卫生防护，以 及采取必要的净化或消毒处理等措施。 四、改良饮用水质的卫生对策 57 （一）水源选择及卫生防护 1. 水源选择及卫生要求 （1）水质良好 感官性状和化学指标经净化处理达饮用水标准 毒理学和放射性指标直接达
24、到标准 耗氧量4mg/L、五日生化需氧量3mg/L 每100ml水中大肠菌群MPN 只经加氯处理：200 净化及加氯处理：2000 58 （2）水量充足 应能满足城镇或居民点的总用水量 考虑到近期和远期的发展 （3）便于防护 有条件的地区宜优先考虑选用地下水作为饮用水水源 采用地面水作水源时，取水点应设在城镇和工矿企业的上游 。 （4）技术和经济上合理 59 2. 水源水的卫生防护 饮用水的给水方式有两种，即集中式给水和分散式给 水。 集中式给水通常称为自来水，是指由水源集中取水， 对水进行净化和消毒，并通过输水管和配水管网送到给水 站和城镇用户。 分散式给水是指居民直接从水源分散取水，是广大
25、农 村居民的主要取水方式。 60 （1）集中式给水的卫生防护 采用地表水水源作饮用水应设置卫生防护带。具体 要求在取水点周围不小于是100m半径的水域内,应设有明 显标志，不得从事一切可能污染水源的活动。 河流取水点上游1000m 至下游100m 水域内，不得排 入工业废水和生活污水，其沿岸不准堆放污染水源的废 渣、垃圾、有毒物品等。 61 采用地下水作饮用水源时，要注意井壁的结构应当严密 不漏水，井周围应有一定距离的卫生防护带，在这个区域内 不得有污染源存在。 62 （2）分散式给水的卫生防护 ）井水卫生防护 用井水作水源时，应注意井址选择和井的结构。井应 设在污染源的上游，地势较高不易积水
26、处，周围不得有可 造成井水污染的污染源（如厕所、粪坑、污水坑、畜圈等 ）。 63 井的结构要合理：井壁上部距地面2m3m范围内应以 不透水材料构筑，井周以黏土或水泥填实，以防附近污水 渗入井内；井底用砂、石铺装。 64 井口应用不透水材料作成高出地面0.2m左右的井台， 井台向四周倾斜，周围并设专门的排水沟，以防井台上污水 倒流入井；井台上应在井口位建成高于台面0.1m0.2 m的井 栏;井口设盖，配备公用吊桶并保持桶底清洁（图2-4）。 当前我国南北方农村均推广密封水井，用压水机抽水； 或筑管井以手压式或脚踏式抽水机取水，既方便取水，又可 防止污染，是一种较好的井水防护方法。 65 图2-4
27、 水井的合理结构 66 2）地面水卫生防护 取水点周围2530m范围内不得有污染源 江河水应采用分段或分时用水 水库、湖水可分区用水 多塘水地区可分塘用水 应禁止在用水区洗涤、养殖或从事其他可能污染水源的活 动，以保证饮用水清洁 有条件地区可建设岸边自然渗井或沙滤井进行过滤取水。 67 （二）水的净化 包括：混凝沉淀和过滤处理 目的：降低水中的悬浮物质和胶体物质 清除水中可能存在的原虫包囊 降低水中微生物含量 改善水的感官性状 68 1. 混凝沉淀 天然水中常含有各种悬浮物和胶体物质，由于重力 作用某些悬浮物可以下沉，使水浑浊程度降低，称为自然 沉淀。但天然水中的细小悬浮物，特别是胶体颗粒，难
28、以 用自然沉淀的方法加以去除，需加入适当的混凝剂才能将 细微颗粒凝聚成大颗粒面沉降，叫混凝沉淀（coagulation and precipitation）。 69 （1）常用混凝剂： 金属盐类：硫酸铝、三氯化铁 高分子混凝剂：聚合氯化铝、碱式氯化 铝、聚丙烯酰胺 助凝剂:石灰 、聚丙烯酰胺、活化硅 胶、骨胶等 70 金属盐类主要包括： 硫酸铝，其腐蚀性小，使用方便，效果好，且对水质无不 良影响，操作液常用10%20%的浓度。最常用的明矾 Al2(SO4)3 K2SO424H2O的混凝成分也是硫酸铝。 三氯化铁，适应的pH值范围较广，絮状体大而紧密，对 低温和低浊水的效果较铝盐好，操作液浓度可
29、达45%。 71 高分子混凝剂常用： 聚合氯化铝和碱式氯化铝，其腐蚀性小、适应的pH范围广 ，絮状体形成快而紧密，对低温、低浊及高浊的效果均好 ，成本较低。 聚丙烯酰胺，为非离子型聚合物，其混凝效果主要取决于它 的水解程度。水解程度适合时各链节间的同性电荷相斥， 能使聚合物的分子链保持伸展状态，较未水解前更有利于 吸附架桥作用的发挥。 72 （2）混凝沉淀原理： 压缩双电层作用 电荷中和作用 吸附架桥作用 73 压缩双电层作用： 水中的黏土胶团具有吸附层和扩散层，合称为双电子 层，双电子层中正离子浓度由内向外逐渐降低，最后与 水中的正离子浓度大致相等。如向水中加入大量电解质 ，则其正离子就会挤
30、入扩散层，进而进入吸附层，使胶 体表面的电位降低，因而使双电层变薄，这种作用称为 压缩双电层作用。 74 SiO32- - SiO2 SiO32- SiO 32- SiO32- SiO32- SiO32-SiO32- SiO32- SiO32- H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+H+ H+ H+ H+ H+ 胶核 负电位形成离子束缚正离子 （扩散层）（吸附层） 压缩双电层作用：粘土胶团 SiO2 75 当双电层被压缩，颗粒间的静电斥能就会降低。如 这种斥能降至小于颗粒布朗运动的动能及颗粒表面吸能 两者之和时，颗粒就会迅速相互吸附凝聚。凝聚颗粒在 水中彼此易于
31、接触吸附而增大，形成絮状体。絮状体有 强大的吸附力，可吸附水中悬浮物质、溶解性物质和细 菌等。 76 电荷中和作用 混凝剂加入水中后，水解形成带正电荷的胶粒，能 和水中带负电荷的胶粒相互吸引，使彼此的电荷中和而 凝聚。凝聚的颗粒称绒体或矾花，具有强大的吸附能力 ，能吸附悬浮物质以及部分细菌和溶解性物质。绒体通 过吸附作用，体积逐渐增大而易于下沉。下沉过程中还 可进一步吸附上述物质。 77 吸附架桥作用 混凝剂经水解和缩聚形成线型结构的高聚物，后者对 胶体微粒有强烈的吸附作用。随着吸附微粒的增多，高聚 物弯曲变形或成网状，从而起到架桥作用。不同种类的混 凝剂的混凝原理有所不同，其中以某一混凝作用
32、为主。有 些混凝剂的混凝原理则受水的pH值的影响，如铝铁盐混凝 剂在水中pH3.0时，水合铝离子起压缩胶体双电层作用； 在pH4.5pH6.0时,主要起电中和作用；在pH7.0pH7.5时， 主要起吸附架桥作用和电性中和作用。 78 高分子混凝剂 线型高聚物 强烈吸附胶体颗粒 金属盐类混凝剂 弯曲变形或成网 微粒间距离缩短而相互凝结 絮凝体 79 （3）影响混凝效果的因素 水中微粒的性质和含量性质、粒度和含量 水中溶解性有机物和离子的成分和含量 水温 水的pH值和碱度 混凝剂的种类、质量和用量等 80 2. 过滤 过滤（filtration）是指浑水通过石英砂等滤料 层，以截留水中悬浮杂质和微
33、生物等的净水过程。 （1）原理 筛除作用，水通过滤料时，比滤层孔隙大的颗粒 被阻留，随着阻留颗粒的增多，滤层孔隙越来越小 ，较小的颗粒也会被阻留。 81 接触凝聚作用，未被沉淀去除的细小絮凝体及悬浮微粒， 与滤料接触而被吸附。 沉淀作用，比重较大的颗粒随水流移动时，可因惯性作用 直接碰撞到滤料表面而降落。 82 （2）过滤装置 集中式给水系统中使用各种形式的砂滤池。分散式给 水的过滤装置，可因地制宜、就地取材，采用砂滤井、砂 滤池和砂滤缸等。砂滤井多用作河水及塘水的过滤，建于 河岸边或塘边，使河、塘水经过滤料层渗入井中备用。 83 （三）水的消毒 水经过净化处理后，尚不能保证完全去除全部病原微
34、生 物。为了使水质符合饮用水各项细菌学指标的要求，确保防 止介水传染病的发生和传播，必须进行水的消毒（ disinfection)，以杀灭病原体。 84 消毒方法可分物理消毒法和化学消毒法，前者如煮沸、 紫外线、超声波等；后者如用氯化消毒剂、臭氧、碘和高锰 酸钾等进行消毒。目前应用最广的是氯化消毒（chlorination ）。 一种好的饮水消毒方法必须是对人无害、不恶化水质、 消毒快、效果好、适用范围广、不与水中成分起化学反应而 降低消毒效果或形成有害物质，使用方便。 85 1. 氯化消毒 饮用水消毒中一种最有效的方法。供消毒的主要有氯 气和氯制剂，后者包括如游离氯制剂漂白粉Ca(OCl)C
35、l 和漂白粉精Ca(OCl)2以及一氯胺、二氧化氯等。含 氯化合物中具有杀菌能力的有效成分称为有效氯，含氯化 合物分子团中氯的价数大于1者均为有效氯。以下以游 离氯制剂为例，介绍饮用水的氯化消毒。 86 （1）原理：氯溶于水后的化学反应 Cl2 + H2O HOCl + H+ + Cl HOCl H+ + OCl 漂白粉和漂白粉精在水中均能水解成次氯酸 2Ca(OCl)Cl+2H2OCa(OH)2+2HOCl+ CaCl2 Ca(OCl)2 + 2H2O Ca(OH)2 + 2HOCl 87 氯的杀菌作用机制是由于次氯酸体积小，电荷中性， 易于穿过微生物的细胞壁。同时，它又是一种强氧化剂， 能
36、损害细胞膜，使其通透性增加，使细胞内容物如蛋白质 、RNA和DNA漏出，并能干扰多种酶系统，例如使磷酸 葡萄糖脱氢酶的巯基被氧化破坏，而导致细菌死亡。次氯 酸对病毒的作用在于对核酸的致死性破坏。 88 由于水中常含有一定量的的氨氮，当氯加入水中时，除 产生次氯酸外，还可产生一氯胺（NH2Cl）和二氯胺 (NH4Cl2)。氯胺为弱氧化剂，有杀菌作用，但需要较高的 浓度和较长的接触时间。 89 （2）常用的氯化消毒方法 1）普通氯化消毒法 加氯量约为0.52.0mg/L 加氯接触时间 30 min 适用于水源水质变动小、污染轻、不含酚的水 污染较重的水加氯量可达3 5mg/L 游离性余氯：水中0.
37、3mg/L， 管网末梢0.05mg/L 90 2）过量加氯消毒法 用于严重污染的水源水 加氯量大大高于通常加氯量，可达10倍以上 余氯量达到15mg/L 消毒后的水需用亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠或 活性炭脱除过高的余氯 91 3）持续性氯消毒法 由于在井水或缸水一次加氯消毒后，余氯仅可维持数 小时，消毒持续的时间较短。如反复进行消毒，则又较烦 琐。所以一些地区在实际工作中采用各种持续消毒法，例 如可用竹筒、塑料袋、广口瓶或青霉素小玻璃瓶等，容器 上面打孔多个，里面放入一次消毒用量2030倍的漂白粉 或漂白粉精，将其以绳悬吊于水中，容器内的消毒剂借水 的震荡由小孔中漏出，可持续消毒1020
38、d。持续消毒器 上孔的大小和数目多少可根据余氯测定结果确定。 92 （3）影响氯化消毒效果的因素 1）加氯量和接触时间 为了保证氯化消毒的效果，必需向水中加入足够量的 氯，并有充分的接触时间。 加氯量除满足需氯量外，为了抑制水中残存细菌的繁 殖，管网中尚需维持少量剩余氯。 93 需氯量是指因杀菌、氧化有机物以及某些氯化反应等 所消耗的氯量。余氯是指加氯氧化杀菌后剩余的氯量。 94 2）水的pH值 次氯酸是弱电解质，在水中按下式解离：HOCl H+ +OCl。其解离程度取决于水温和pH值。当PH9.0时，平衡向右移，次氯酸（ HOCl）接近100%；PH=7.5时，HOCl和OCl大致相等。 H
39、OCl的杀菌效果较OCl高约80倍，因此氯化消毒时水的 pH值不宜太高。 95 3）水的温度 水温低杀菌效果差，水温高杀菌效果好。水温每提高 10，病菌杀灭率约提高23倍。在0 5下，杀灭 水中全部大肠菌所需的时间较在20 25下所需的时 间约多3倍。 4）水的浑浊度 悬浮颗粒可吸附微生物，使之凝集成团，而团块的微 生物不易受到消毒剂的作用。因此，消毒前应先进行净化 处理，尽量降低水的浑浊度。 96 5）微生物的种类和数量 不同微生物对氯的耐受性不一样，除腺病毒外，肠道病 毒对氯的耐受性高于肠道细菌。如果水中细菌过多，则消 毒后水中的细菌就不易达到卫生标准要求。 97 2. 其他消毒方法 （1
40、）煮沸消毒 这是一种最古老而又最常用的消毒方法之一，其消毒 效果可靠，对一般肠道传染病的病原体和寄生虫卵，经煮 沸35min均可全部杀灭。因此，为预防肠道传染病的介 水传播，应大力提倡喝开水。 98 （2）臭氧消毒 臭氧是极强的氧化剂，它在水中的溶解度大约比氧大13 倍，因其极不稳定，需临时制备立即投如水中。用臭氧消毒 过滤后的水，其用量一般不大于1mg/L。当接触时间为12 min、剩余臭氧为0.02mg/L时，可达到良好的消毒效果。 99 臭氧消毒的优点在于其对细菌和病毒的杀灭效果均较高 ，且用量少、接触时间短，pH值适应范围宽，在pH68.5 范围内均有效，不影响水的感官性状，不产生三卤
41、甲烷；有 除臭、色、铁、酚等多种作用。 其缺点有技术要求高，投资费用大，投加量不易调节。 另外，臭氧在水中不稳定、不易维持剩余消毒剂，因而需用 第二消毒剂，否则可引起细菌后生长。 100 （3）紫外线消毒 波长200295nm的紫外线具有杀菌能力，其中以253nm 者杀菌能力最强。 紫外线的杀菌效果除与波长有关外，尚取决于照射的时间 及强度、被照射的水深及水的透明度等因素。 用紫外线消毒的饮用水必须预先通过混凝沉淀及过滤处理 ，水层厚度不超过30cm，照射时间不少于1min 101 紫外线消毒的优点是接触时间短、效率高、不影响水的臭 和味。 缺点是消毒后无持续杀菌作用；另外，每支灯管处理水量 有限，耗资较大。
