饮水安全与水质净化

0引言

饮用高品质水已成为社会文明与进步的象征，也是我国人民追求的目标。环境医学和环境生物学研究表明，处于存活状态的动物，原生质中通常含水70% -90% ^[1]。同时水也是不可替代的有限资源。 地球上的水有97.2%是海水，淡水只占百分之二点几，而全世界可利用的淡水资源不足淡水总量的1% ^[2]。然而就这有限的水源还在不断地被消耗和污染，2006年环境状况公报中公布:全国地表水总体水质属中度污染，在国家环境监测网监测的745个体表水监测断面中， I-Ⅲ类，Ⅳ、V类，劣V类水质的断面比例分别为40%、32%和28%^[3]。因此饮水安全提上日程，联合国的报告指出，在贫困地区，有80%的疾病是饮水不安全引起的。每天约有2.5万人，因此而死亡。享有安全饮水已作为人权的标志之一^[4]。获得安全饮用水是人类生存的基本需求，保障饮水安全是保证人体健康和人类发展的重要条件，是以民为本，全面、协调、可持续发展观的具体体现。

1水与人体健康

1.1水在人体中的含量

水是自然界最普通的物质，但又是生命存在和发展的必要条件。没有水就没有生命。人体中含量最多的一种物质是水，人体大约由25%的固体物质和75%的水组成，人的脑组织大约含85%的水，血液中90%是水，肌肉重量的80%是水。因此，水是构成人类机体的基础。

1.2水在人体中的功能

水对人体的生理功能来说，主要有以下4方面:

第一，载体作用。人体组织、细胞的养分代谢物在体内运转，都需要水作为载体。第二，体温调节作用。由于水的热容量很大，使人的体温不会波动太大，故水可以调节体温。第三，润滑作用。水的粘度小，可使人体组织之间摩擦部位滑润，减少损伤。体内关节、韧带、肌肉、膜等处的活动都由水作为润滑剂。第四，代谢作用。水有很强的溶解性，多种无机及有机物都易溶于水中，体内代谢废物在水的作用下易清除到体外。水是体内生化反应的媒介，同时水本身也参与体内的化学反应。水是各种化学物质在体内正常代谢的保证。所以水是维持人体生理新陈代谢的主要介质(属于媒体营养物质)，即通过水把吸收来的营养物质溶解输送到机体的各个部分，之后又通过水把代谢物排出机体以外，从而维护生物体内物质及能量的转化过程和平衡。

另外，美容功效:水还可滋润身体细胞，使其经常保持湿润状态。水保持肌肤柔软、有弹性、富有光泽，减少褐脂与皱纹，延缓衰老^[5]。

2我国饮用水安全现状

2.1城市供水

随着我国城市化、工业化进程的加快，城市供水安全问题逐步显现，并且在一些经济发达地区表现得非常突出。据国家统计，全国600个建制城市均已有自来水设施，大中型城市居民的自来水普及率达99%以上，小城市(30万人口以下)居民的自来水普及率为87%，总供水能力约2.4m³/d。近年来，关于城市供水体现出3个明显的特点，一是缺水城市数量增多与缺水程度逐步加重并存。二是城市水污染、水环境问题突出，城市水源地约30%存在不同程度的污染，氮氧、耗氧量等主要指标超标。三是兴建调水工程成为很多地区解决城市缺水问题的重要措施，不仅北方地区修建了调水工程，南方的很多城市也提出了兴建调水工程的构想和计划，从一个侧面表明，城市供水问题越来越复杂，保障城市供水安全的难度也越来越大^[6]。

2.2农村饮水

新中国成立以来，全国累计解决了2. 73亿农村人口的饮水困难问题。特别是“十五”期间，总投入220亿元，解决了6700多万农村人口的饮水问题刀。 但是，由于我国人口众多，水资源短缺，经济和社会发展不平衡，农村供水总体水平不高，尽管近年来农村饮水解困工作取得了很大进展，农村饮水安全形势仍然十分严峻。2004年年底，水利部、卫生部联合发布了《农村饮用水安全卫生评价指标体系》^[8]，按照该标准体系，水利部、卫生部选行了全国农村饮水安全现状调查评估工作，结果全国还有3.23亿农村人口饮水不安全，占农村人口的34%。其中，各类饮水水质不安全的有2.27亿人，水量不足、取水不方便及供水保证率低的近9000万人^[7]。.

3饮用水安全的主要问题

3.1水质污染问题

生活饮用水中有机污染物、藻类、病原菌或其他致病微生物、重金属、持久性有毒有机物以及硝酸盐、氟等化学物质超标是威胁人类健康的主要水质问题，均为污染造成的。

饮用水污染有三方面来源^[9-12]:其一是源水污染。未经充分处理的生活废水、工业废水及农用化学品直接进入水源水。这些污染物应用传统水处理工艺难以有效去除、残留在自来水中，成为饮水污染的主要来源，包括一些对人体健康有极大危害的EDCS(内分泌干扰物);其二是消毒副产物。我国水厂目前均采用氯消毒，余氯与水中有机物反应生成的卤代炬，如THMS(三卤甲烷)、HAAS(卤乙酸)具有强致癌性;其三是二次污染。我国供水管网较为陈旧，管网质量较差，水管中铁锈、铁、锤、铅等有害物质可直接进入自来水中。

3.2水型地方病问题

主要是高氟水、高碑水和苦戚水问题^[8]。高氟水主要分布在华北、西北、东北和黄淮海平原地区。长期饮用高氟水，轻者形成氟斑牙，重者造成骨质疏松、骨变形，甚至瘫痪，丧失劳动能力。在氟病区，由于氟斑牙、“桶圈脚”、驼背病屡屡发生，直接影响青少年入学、参军、就业和婚嫁。有的地方村民身高只有0.8-l.4m，出现了“矮子村”。高呻水主要分布在内蒙古、山西、新疆、宁夏和吉林等地，受影响人口约2∞万人。长期饮用碑超标的水，造成呻中毒，导致皮肤癌和多种内脏器宫癌变。饮用苦咸水人口主要分布在长江以北的华北、西北、华东等地区。长期饮用苦咸水导致胃肠功能紊乱、免疫力低下，诱发和加重心脑血管疾病。

3.3血吸虫病问题

血吸虫病近几年来呈增长趋势，有些地区与饮用水水源有关。目前血吸虫病尚未得到控制的地区主要集中在长江流域的湖南、湖北、江西、安徽、江苏、四川|、云南等7省的110个县(市、区)，生活在病区的人口约6000万人。重病区主要是江汉平原、洞庭湖区、都阳湖区、沿长江的江(湖、洲)滩地区，以及四川、云南的部分山区。血吸虫病区约有1100多万人饮水不安全，其中急需新建或改造饮水工程的人口有220多万人。

4保障饮用水安全的对策

4.1改善饮水质量的途径

根据发达国家成功经验，结合我国实际情况，改善饮水质量有三条可能的途径:

(1)加强环境保护，尤其是水源水保护，进行水质恢复:

(2)进行水厂改造，对常规的水处理工艺进行改造，使出厂水水质达到较高水质标准;

(3)实行分质供水，即在自来水的基础上进行深加工处理，将饮水与用水分开。

4.2水质净化是关键

诚然第二种是关键，《生活饮用水卫生标准》(GB5749 -2006) ^[13]，刘，已将水质控制指标由原来的35项提高到106项，对饮用水水质要求将更加严格。水质净化是保障饮用水水质安全的关键环节，目前主要通过应用预处理技术、强化常规处理工艺与增加深度处理工艺等来改善饮用水水质。

(1)预处理技术

预处理技术主要是通过化学氧化或生物氧化强化常规处理工艺，提高出水水质。化学预氧化是通过在给水处理工艺前端投加氧化剂强化除污染的一类预处理措施。我国研制开发出具有多功能除污染作用的高健酸盐和高铁酸盐复合剂除污染技术，能够有效地对现有水厂进行升级改造，取得除藻、除嗅昧、除有机物、除重金属、除浊、控制消毒副产物等净水作用，已经在我国几十座水厂水站应用，可对现有水厂进行强化或升级改造。生物预处理是指在常规处理工艺之前增设生物处理设施，通过微生物群体新陈代谢活动对水中有机物及“三氮”进行初步去除，提高饮用水的安全性，能延长后续过滤和活性炭吸附等处理的使用周期，适合于在温度比较高的地区使用。

(2)强化常规给水处理技术

强化常规给水处理技术主要包括强化混凝、强化沉淀与气浮技术及强化过滤技术等。强化混凝是通过采取一定措施来提高混凝阶段的除、污染作用，如:改善絮凝剂性能、研制高效絮凝设备、控制最佳混凝条件等。强化沉淀的措施包括优化斜板间距、优化沉淀区流态、优化排泥、拦截式沉淀技术等。强化气浮的措施主要包括优化气浮的接触区和分离区、优化进水和出水、优化各区流态等。

(3)深度处理技术

深度处理技术是在常规给水处理工艺基础上进一步强化去除水中各种微污染物。主要有吸附法、高级氧化法、生物法、膜分离法等。

吸附法通常包括活性炭吸附、离子交换和金属氧化膜吸附(无机吸附剂)。吸附法使用范围广、适应性强，一般可以根据吸附剂使用粒度分为粉状和颗粒状两大类。粉末状吸附剂(如粉末活性炭)使用灵活方便、投资小，但吸附剂利用效率低，适合于应急污染控制;粒状吸附剂(如粒状活性炭)需要增设吸附滤池，投资较大，但吸附剂利用效率高，可再生重复利用。

高级氧化技术是通过在氧化过程中形成强氧化性的是基自由基来分解水中污染物的一类方法，我国在臭氧多相催化氧化方面开展了十几年时间的研究工作，形成了利用过渡金属表面特性引发具有强氧化性是基自由基的高级氧化方法，目前已经应用于十几座水厂、水站。

生物法一般与氧化工艺联用。通过氧化或高级氧化工艺，将水中高稳定性有机污染物分解破坏，随后被后续的生物处理工艺去除。给水处理中的生物处理工艺是要处理水中低浓度的有机污染物，多数采用生物膜技术。生物活性炭是应用最多的生物处理单元过程。

膜在除污染中的作用是通过膜的很小孔径将污染物截留到膜的一侧，从而从水相中去除。膜滤技术具有良好的提高水质的能力，去除污染物范围广，运行稳定可靠。但膜更换费用较高，技术设备投资还很大。目前，膜技术向着研制抗污染、高通量、高强度、长寿命膜方向发展，膜将与其他工艺组合实现对水中多种污染物的强化去除。

5结语

饮用水水质的提高应该通过保护饮用水水源、强化水质净化和提高管网水质安全等多方面来保障。保障清洁优质的饮用水源是今后城镇供水安全保障的关键，要制定严格的政策法规保护饮用水源，确保饮用水源的水质安全。应通过设立饮用水源保护区、修复受污染水源和科学调度水资源、等多方面来改善城市饮用水源。应重点发展适合我国国情、能经济低耗地提高饮用水水质的给水深度处理技术，结合不同地区的水资源状况，实现水资源的高效安全利用。发展节水、节能、安全、优质、长寿命的供水系统，从根本上保障饮用水水质安全，保障居民的身体健康。