富营养化对供水安全的影响

1、富营养化对供水安全的影响湖泊水库作为我国重要的给水水源，水体富营养化对供水安全带来的影响主要表现在水厂运行、饮用水水质、管网、与管网水质三方面。一、   对水厂的不利影响由于水中微小藻类不易在混凝沉淀构成中去除，含有大量藻类的沉淀水进入滤池时，常常使得滤池较早堵塞，使滤池运行周期缩短，反冲水量增加，严重时可能导致水厂停产。 另一方面，水中大量藻类、有机物和氨氮的存在，使得混凝剂和消毒剂用量大大增加。这是因为：天然有机物所含羟基和酚基，使得有机物所具有的负电荷是黏土矿物颗粒阳离子交换容量的几十倍，因而使混凝剂消耗量增加。同时，有机物和氨氮与氯反应，投加量大大增加，不

2、仅使制水成本提高，更增加了水中消毒副产物的含量，降低了饮水安全。 富营养化水体在缺氧时产生大量的硫化氢、甲烷和氨等，更增加了水处理的技术难度。二、   对水质的不利影响在富营养化的湖泊水体中，藻类大量繁殖，引起不同的腥味异臭。藻类产生的臭味用常规处理工艺很难去除，使城市供水出现不愉快气味，大大影响了供水质量。某些藻类在一定的环境下会产生对健康有害的毒素。例如，蓝藻门的不定腔球藻、铜绿微囊藻、水华鱼腥藻等分泌肝毒素、神经毒素等有毒物质。动物饮用含有藻毒素的水可能死亡。目前淡水水华毒素已经引起了供水行业的高度重视。藻毒素：是由水华水体中有毒藻类产生的一类多肽类毒素，其

3、中微囊藻毒素LR和YR型异构体(Microcystin . MC-LR . MC-YR)是其主要毒性成分,藻毒素急性毒性实验表明,藻毒素可以引起充血肿胀,病理学观察显示肝脏严重淤血、出血和片状坏死，表明肝脏是藻毒素的靶器官。藻毒素具有促进肝细胞增生的功能，藻毒素单独作用不能激活GSTPi基因的表达，但能促进已启动的GSTPi基因表达增加，对肝癌的发生具有促进作用。虽然生长期的藻细胞也能主动释放毒素（40%），但大部分的毒素是在细胞衰老和死亡时释放（6080%）。（国标0.001mg/L）藻类大量繁殖，在新陈代谢、细胞分解过程会分泌有机物，其残骸在腐烂、降解过程中也产生有机物，这些有机物很多属于

4、Ames试验氯化致突前体物。有报道指出藻类有机物可与氯反应生成三氯甲烷，这些都是使得饮用水的致突变性提高。三、    对管网和管网水质的不利影响穿透滤池进入管网的藻类以及残留在水中的生物及可同化有机物（AOC）可促进细菌在管网的生长，甚至可能生成较大有机体，严重时可堵塞水表、水龙头等。此外，水中腐殖酸、富里酸和水中的无机颗粒结合形成的细微颗粒，在管道流速较小的地方沉淀下来成为管垢，在较厚的地方因厌氧而发生腐殖质的腐化和垢下腐蚀，影响管网水质并增加动力消耗。同时溶入水中的铁和重金属离子也进一步恶化了管网水质。藻类的控制与去除在相对封闭的水域，如湖泊、水库、

5、储水池等，由于受到污染而发生富营养化，水中藻类等浮游植物会增殖剧烈，因此，消除藻类对城市供水水质的影响，关键要限制水体的营养盐含量。生物控制是绿色的控藻技术。中国科学院水生所通过在东胡放养鲢、鳙鱼，使其14年未再爆发水华。此外，还可利用藻类病原菌、藻类病毒以致藻类繁殖。清除低泥是彻底的去除内源性营养盐的方法，但也具有风险，因为低泥中的污染物会重新进入水体，宜采取有效的防范措施。解层技术是常用的物理方法，即人为地使水体水层混合，消除热分层及由此引起的利于藻类繁殖的条件。英国在一些面积大于1Km2和水深大于10m的水库中应用暴气或推流系统来防止水库热的分层，但对水深小于10m的水库，则因水浅而难于

6、使用暴气系统。投加硫酸铜是应用最多的化学方法，但是硫酸铜的投加量较大，须保证浓度1.0mg/L以上才能有效控制藻类生长，会使水中铜盐浓度上升。铝盐、铁盐、钙盐都是有效的营养物钝化剂，它们可以沉淀水体中的氮和磷，在美国许多湖泊水库的应用中，成功地去除了藻类和其他水生植物。改变水体的pH值，向水中投加石灰提高pH值，有助于以致藻类的生长。美国有一种产品称为Aquamats，具有很强的摄取氮磷等营养物质的能力，将此产品置于水体中，它们抢先摄取氮磷等营养物质，光合作用之后可产生鱼类和其他水生生物的食物，藻类得不到足够的营养物，其生长受到限制，其作用相当于一人工湿地。当水中藻类随取水进入水厂，则需在水厂

7、采取杀藻除藻措施。预氧化杀藻是常用的一项除藻技术。常用的预氧化剂有氯、二氧化氯、臭氧、过氧化氢以及高锰酸钾及复合剂。氯预氧化杀藻效果也好，但会产生大量氯化消毒副产物，其中大多数对人体有害，所以，现在愈来愈多地被其他预氧化剂代替。臭氧预氧化杀藻效果也好，但有人认为。臭氧化可能将大有机物分解成分之较小的中间产物，这些中间产物，可能存在毒性物质或突变物质，或者有些中间产物与氯作用后致突变反而增强。当水中的溴离子时，臭氧易于与溴离子反应生成溴酸根（BrO3），致癌作用很强。美国对BrO3的限制为0.01mg/L。另外，臭氧生产设备较复杂、投资较大，电耗也高，当水质变化时，调节投加量比较困难。臭氧在水中

8、溶解度低，尾气处理不当会形成空气污染。二氧化氯（ClO2）预氧化杀藻效果也很好，且不会产生氯化消毒副产物，不过ClO2消毒或作为氧化剂存在以下问题值得重视：ClO2本身和副产物ClO2对人体血细胞有损害。毒理学研究表明，二氧化氯是一种有毒化合物，对肝功能、血液、中枢神经有一定影响；二氧化氯的副产物主要是ClO2和ClO3，这些副产物对人体产生一定的危害，可能会抑制人体甲状腺素的分泌，引起胎儿小脑重量下降，神经行为作用迟缓和细胞数下降等，所以采用二氧化氯消毒应严格控制管网水中ClO2不得超过0.2mg/L。在我国生活饮用水水质新标准中，不得超过0.8mg。L。此外，由于制取ClO2的NaClO2

9、的价格很高，约为CL2的10倍，这也限制了ClO2消毒在我国的广泛使用。由于ClO2氧化时向ClO2和ClO3的转化率为70%，所以ClO2投加量不宜超过1mg/L，这个投加量对含藻量高的水是不够的，所以限制了二氧化氯用作预氧化剂的使用。（在欧美有一些国家严格控制投加量。）高锰酸钾预氧化杀藻，由于其氧化能力较弱，杀藻效果不如前几种预氧化剂。但是，上述几种氧化剂杀藻时会导致藻细胞的破坏，使水中臭味物质以及藻毒素含量增大，造成二次污染。高锰酸钾杀藻时藻细胞内溶物基本不外泄。此外，高锰酸钾预氧化迄今尚未发现对人体有害的氧化副产物，所以是比绿、臭氧和二氧化氯更安全的杀藻剂。高锰酸盐复合剂（PPC）由于

10、主、辅剂的相互协同效应，使其杀藻效果显著提高。混凝是城市水厂净水工艺不可缺少的主要单元，也是除藻的主要方法，由于藻类细胞一般都带负电，在水中投加混凝剂以中和藻类表面的负电，使之脱稳而沉淀。对于低浊度的含藻水，由于水中泥沙颗粒较少，混凝生成的絮体密度较低，故沉速较慢。为了加快固液分离，可以采用污泥回流的方法，以强化絮凝反应，生成更粗大更密实的絮体；还可以向水中投加有机高分子助凝剂，提高絮凝沉淀效果；还可以向水中投加细纱，以加大絮体密度，提高絮体沉淀速度，等等。采用气浮的方法，使微细气泡黏附在絮体表面，借助气泡上浮的作用，使絮体快速上浮而分离除去，所以气浮是一种高效处理含藻水的技术。但是，气浮产生的浮渣的处理比较难，是有待解决的问题。微滤机是一种物理除藻方法。用极细孔径的网筛过滤含藻水，可将水中部分藻类去除截留。微滤机除藻在我国很少使用。膜滤除藻也是一种物理除藻方法。使水通过微滤膜超滤膜，可将水中藻类几乎全部除去，但要防止藻对滤膜的污染。高锰酸钾及其复合剂