飲用水水質標準及凈化技術的發(fā)展

研究生課程：

環(huán)境工程進展謝曙光博士/副教授北京大學環(huán)境科學與工程學院E-mail:xiesg@2主要研究興趣1飲用水凈化科學與技術2水污染控制理論與技術3環(huán)境分子生物學和生態(tài)學4地下水和土壤修復理論與技術第一講：概論4教學內容第一講水質與健康飲水第二講化學氧化處理技術第三講生物處理技術和膜處理技術第四講微量有機物的控制技術第五講城市水環(huán)境修復技術與實踐第六講地下水凈化和修復技術第七講廢水處理新技術第八講水處理前沿研究進展5概論內容簡要介紹國內外水源水污染現(xiàn)狀飲用水水質和安全飲用水水質標準發(fā)展過程

飲用水凈化技術發(fā)展過程

黃河入海衛(wèi)片長江、淮河入海衛(wèi)片黃河濱州段高鹽廢水污染哀怨與無奈抗爭與祈求11黃河的水污染染狀況1黃河是中華民民族的母親河河，是我國西北和華北地地區(qū)的重要水水源。黃河干流及27條主要支流的的83個重點監(jiān)測斷斷面中，有72.3%的斷面水質劣劣于地表水環(huán)環(huán)境質量III類標準。黃河水中存在在著溶解性有有機物增多、、氨氮濃度高高、水體有異異味、色度增增高、藻類大大量繁殖等問問題。三門峽水庫周周圍的水變黑黑，人們稱之之為“醬油””水，并且由由于洗滌劑的的隨意排放，，水面經常飄飄著一層泡沫沫。太原段黃黃河水中還存存在著石油類類有機物偏高高的現(xiàn)象。12黃河的水污染染狀況2黃河干流沉積積物中鉻、鉛鉛等重金屬具具有較大的潛潛在生態(tài)危害害性。黃河重點河段段水環(huán)境有毒毒有機物污染染檢測結果表表明，水環(huán)境境中有機毒物物種類很多，，包括酞酸酯酯類、酚類、、氯苯類、多多環(huán)芳香烴類類，而且有機機毒物污染嚴嚴重，其中酞酞酸酯類是檢檢測率最高的的一類污染物物。黃河干流鄭州州段河水中““三致”毒物物硝基氯苯和和多環(huán)芳香烴烴類污染物檢檢出。黃河（蘭州段段）水體、懸懸浮顆粒物和和沉積物中都都存在內分泌泌干擾物壬基基酚和壬基酚酚聚氧乙烯醚醚。引黃入津后，，天津人真能能暢飲黃河水水嗎？13其它重要水源源長江有有機毒物物太湖有有機物物和澡類遼河有有機毒物滇池有有機機物和澡類北京密云水庫地地表水I類北大、清華地地下水14飲用水水質水質通常具有有雙重含義:(1)水的性質，即水與其中中所含的各種種其它物質共共同構成的綜綜合特性，它它所包含了環(huán)環(huán)境水質體系系的各種特征征和過程；(2)水的質量，人類現(xiàn)代生生產與生命健健康對水質特特性所要求達達到的水平，，它包含人類類生活和生產產對水質提出出的需求和保保證達到要求求的水質轉化化方式。15飲用水水質安安全水生性疾病的的危脅在發(fā)展展中國家仍然然存在，每天天可斷送約25000人的生命。人類疾病的80%與水有關。。飲用水安全保保障的核心內內容是水質安安全，飲用水的安安全問題影響響到國家安全全和人民健康康的重大問題題。飲用水中的不不安全因素:化學性污染和和微生物污染染16水質問題－感感觀性態(tài)水質的感觀性性態(tài)主要指水水的色、嗅、、味這些人可可以感受到的的水質特征，，因此也成為為人類歷史上上最早用來判判斷水質優(yōu)劣劣的指標。色（黃水或紅水水，管網腐蝕蝕，鐵錳氫氧氧化物沉淀））濁度（懸浮物、泥泥沙、管網腐腐蝕、微生物物生長、氫氧氧化物沉淀））泡狀物（洗滌劑）嗅味（土霉味，MIB和土臭素）17水質問題－化化學污染一般性問題兩種：急性和和潛在性已證明幾十種種化學物質能能誘發(fā)人類癌癌癥、幾百種種能在動物身身上誘發(fā)癌癥癥，上千種能能損壞細胞中中的DNA種類：農藥、、重金屬、、三致物質環(huán)境激素（內內分泌干擾物物)具有干擾生物物的正常行為為及生殖、發(fā)發(fā)育相關的正正常激素的合合成、釋放、、運轉、代謝謝、結合等過過程，激活或或抑制內分泌泌系統(tǒng)功能，，破壞內分泌泌系統(tǒng)維持機機體穩(wěn)定性和和調控作用。。環(huán)境納米材材料強烈的生態(tài)態(tài)環(huán)境效應應，潛在的的環(huán)境污染染物18水質問題－－生物污染染種類：細菌、病毒毒和寄生蟲蟲美國：1971－1985年452次水生傳染染病爆發(fā)，，發(fā)病人數數達10萬人1991－199464次水生傳染染病爆發(fā)，，發(fā)病人數數達4.2萬人1984、1987美國確認由由于飲用水水中的隱孢孢子蟲引發(fā)發(fā)15000多人患病。。中國：1959－1984傳染性肝炎炎9548例2002年海海南商貿冷冷凍廠致病性弧菌菌污染而引引起的水介介感染性腹腹瀉68例2004年深圳市南山山區(qū)某居委委會水水源水微生生物嚴重污污染引起腹腹瀉爆發(fā)240例19水質問題－－復合污染染發(fā)達國家在在過去100多年內不同同時期所發(fā)發(fā)生的水污污染問題，，最近二三三十年在我我國各主要要地表水體體幾乎都集集中體現(xiàn)，，這是我國國水污染區(qū)區(qū)別其它發(fā)發(fā)達國家的的主要特點點。水體復合污污染的特征征:氮磷、重金金屬、持久久性有機毒毒物（POPs)、內分泌干干擾物多種種污染共存存并聯(lián)合作作用多種污染過過程同時發(fā)發(fā)生多種污染效效應表現(xiàn)出出協(xié)同或拮拮抗效應20水質突發(fā)事事故1993開封發(fā)生建建國以來最最大的飲用用水污染事事故，幾十十萬人受害害2001－2004全國發(fā)生具具有災害性性水污染事事故3988起2005吉林石化分分公司雙苯苯廠爆炸造造成松花江江重大水污污染事故，，影響數數百萬居民民生活，涉涉及跨邊界界污染問題題廣東北江鎘鎘污染太湖藍藻爆爆發(fā)21幾個常見指指標的意義義濁度CODMn指數DOC(Dissolvedorganiccarbon)氨氮余氯澡毒素賈第鞭毛蟲蟲和隱孢子子蟲三鹵甲烷、、鹵乙酸22飲用水水質質標準的發(fā)發(fā)展國際權威性性、代表性性標準：WHO的《飲用水水質質準則》EC的《飲用水水質質指令》USEPA的《國家飲用水水水質標準準》23我國原飲用用水水質35項標準(GB5749－85)標準(GB5749－85)的差距：微生物學指指標待加強強需細化有毒毒有害物質質的指標宜制訂分級級水質目標標開展風險效效益分析24城市供水行行業(yè)2000年技術進步步發(fā)展規(guī)劃劃一類水司的的水質指標標調整為88項，其中有有機物指標標增加到38項；二類水司的的水質指標標為51項，有機物物指標增加加到19項。25《生活飲用水水衛(wèi)生規(guī)范范》-2001增加高錳酸酸鉀指數作作為水質常常規(guī)的檢測測項目。將濁度由3NTU改為1NTU。常規(guī)檢測項項目中還增增加了鋁(0.2mg/L)、糞大腸桿桿菌群(每100mL水樣中不得得檢出)，將鎘由0.01mg/L改為0.005mg/L、鉛由0.05mg/L改為0.01mg/L、四氯化炭炭由0.03mg/L改為0.002mg/L。非常規(guī)項目目中增加了了農藥、除除草劑、微微囊藻毒素素-LR、消毒副產產物（三鹵鹵甲烷、鹵鹵乙酸、亞亞氯酸鹽、、一氯胺等等）與其它它有毒有害害有機物26建設部《城市供水水水質標準》2005共有101項檢測項目目，其中常常規(guī)檢驗項項目42項，非常規(guī)規(guī)檢驗59項。該標準對水水質提出了了更高的要要求，并體體現(xiàn)了“以以人為本””的原則。。正對工業(yè)業(yè)廢水排放放和農藥污污染加劇的的趨勢，增增加了對有機物和農農藥的檢測項目目，還增加加了消毒劑、賈賈弟氏蟲和和隱性孢子子蟲的檢測項目目27《生活飲用水水衛(wèi)生標準準》GB5749-2006水質指標由由GB5749-85的35項增加至106項，增加了了71項；修訂了了8項；微生物指標標由2項增至6項，增加了了大腸埃希希氏菌、耐耐熱大腸菌菌群、賈第第鞭毛蟲和和隱孢子蟲蟲；修訂了了總大腸菌菌群；飲用水消毒毒劑由1項增至4項，增加了了一氯胺、、臭氧、二二氧化氯；；毒理指標中中無機化合合物由10項增至21項，增加了了溴酸鹽鹽、亞氯酸酸鹽、氯酸酸鹽、銻、、鋇、鈹、、硼、鉬、、鎳、鉈、、氯化氰；；并修訂了了砷、鎘、、鉛、硝酸酸鹽；28毒理指標中中有機化合合物由5項增至53項，增加了了甲醛、、三鹵甲烷烷、二氯甲甲烷、1，2-二氯乙烷、、1，1，1-三氯乙烷、、三溴甲烷烷、一氯二二溴甲烷、、二氯一溴溴甲烷、環(huán)環(huán)氧氯丙烷烷、氯乙烯烯、1，1-二氯乙烯、、1，2-二氯乙烯、、三氯乙烯烯、四氯乙乙烯、六氯氯丁二烯、、二氯乙酸酸、三氯乙乙酸、三氯氯乙醛、苯苯、甲苯、、二甲苯、、乙苯、苯苯乙烯、2，4，6-三氯酚、氯氯苯、1，2-二氯苯、1，4-二氯苯、三三氯苯、鄰鄰苯二甲酸酸二(2-乙基己基)酯、丙烯酰酰胺、微囊囊藻毒素-LR、滅草松、、百菌清、、溴氰菊酯酯、樂果、、2，4-滴、七氯、、六氯苯、、林丹、馬馬拉硫磷、、對硫磷、、甲基對硫硫磷、五氯氯酚、莠去去津、呋喃喃丹、毒死死蜱、敵敵敵畏、草甘甘膦；修訂了四氯氯化碳；感官性狀和和一般理化化指標由15項增至20項，增加了耗氧氧量、氨氮氮、硫化物物、鈉、鋁鋁；修訂了渾濁濁度；放射性指標標中修訂了了總α放射性。29水質標準的的發(fā)展趨勢勢美國標準還還包括軍團團菌和病毒毒?？紤]到到賈弟氏蟲蟲、軍團菌菌、病毒檢檢驗較困難難，我國當當前可考慮慮最大限度度提高細菌菌、大腸菌菌和糞型大大腸菌的合合格率。其其中細菌為為指示水處處理、控制制微生物的的運行性指指標，宜把把指標訂得得更嚴格。。從現(xiàn)有的水水平來看，，我國在有有機物種類類設定的水水質標準上上與西方發(fā)發(fā)達國家還還有較大的的差距?？煽梢灶A見，，隨著儀器器分析的不不斷發(fā)展，，有毒有害害有機物的的不斷檢出出，新的水水質標準所所規(guī)定的有有機物種類類和含量必必將越來越越嚴格。從美國的飲飲用水水質質標準來看看，每一次次水質標準準的變化，，都將要求求水處理控控制技術和和水質分析析技術全面面革新。30飲用水凈化化技術的發(fā)發(fā)展趨勢水源水質改改善技術預氧化技術術生物預處理理技術常規(guī)工藝強強化技術深度處理技技術（高級級氧化、臭臭氧活性炭炭、膜技術術）安全消毒技技術二次污染控控制技術飲用水及其其凈化技術術的安全評評價方法優(yōu)化集成技技術飲用水（源源）安全保保障技術示示范國家、示范范省、示范范市供水水水質監(jiān)控網網絡及預警警技術示范范飲用水（源源）安全管管理技術示示范有機機污污染染、、高高藻藻、、高高濁濁、、高高鐵鐵錳