饮用水水质标准及净化技术的发展

研究生课程：

环境工程进展谢曙光博士/副教授北京大学环境科学与工程学院E-mail:xiesg@2主要研究兴趣1饮用水净化科学与技术2水污染控制理论与技术3环境分子生物学和生态学4地下水和土壤修复理论与技术第一讲：概论4教学内容第一讲水质与健康饮水第二讲化学氧化处理技术第三讲生物处理技术和膜处理技术第四讲微量有机物的控制技术第五讲城市水环境修复技术与实践第六讲地下水净化和修复技术第七讲废水处理新技术第八讲水处理前沿研究进展5概论内容简要介绍国内外水源水污染现状饮用水水质和安全饮用水水质标准发展过程

饮用水净化技术发展过程

黄河入海卫片长江、淮河入海卫片黄河滨州段高盐废水污染哀怨与无奈抗争与祈求11黄河的水污染染状况1黄河是中华民民族的母亲河河，是我国西北和华北地地区的重要水水源。黄河干流及27条主要支流的的83个重点监测断断面中，有72.3%的断面水质劣劣于地表水环环境质量III类标准。黄河水中存在在着溶解性有有机物增多、、氨氮浓度高高、水体有异异味、色度增增高、藻类大大量繁殖等问问题。三门峡水库周周围的水变黑黑，人们称之之为“酱油””水，并且由由于洗涤剂的的随意排放，，水面经常飘飘着一层泡沫沫。太原段黄黄河水中还存存在着石油类类有机物偏高高的现象。12黄河的水污染染状况2黄河干流沉积积物中铬、铅铅等重金属具具有较大的潜潜在生态危害害性。黄河重点河段段水环境有毒毒有机物污染染检测结果表表明，水环境境中有机毒物物种类很多，，包括酞酸酯酯类、酚类、、氯苯类、多多环芳香烃类类，而且有机机毒物污染严严重，其中酞酞酸酯类是检检测率最高的的一类污染物物。黄河干流郑州州段河水中““三致”毒物物硝基氯苯和和多环芳香烃烃类污染物检检出。黄河（兰州段段）水体、悬悬浮颗粒物和和沉积物中都都存在内分泌泌干扰物壬基基酚和壬基酚酚聚氧乙烯醚醚。引黄入津后，，天津人真能能畅饮黄河水水吗？13其它重要水源源长江有有机毒物物太湖有有机物物和澡类辽河有有机毒物滇池有有机机物和澡类北京密云水库地地表水I类北大、清华地地下水14饮用水水质水质通常具有有双重含义:(1)水的性质，即水与其中中所含的各种种其它物质共共同构成的综综合特性，它它所包含了环环境水质体系系的各种特征征和过程；(2)水的质量，人类现代生生产与生命健健康对水质特特性所要求达达到的水平，，它包含人类类生活和生产产对水质提出出的需求和保保证达到要求求的水质转化化方式。15饮用水水质安安全水生性疾病的的危胁在发展展中国家仍然然存在，每天天可断送约25000人的生命。人类疾病的80%与水有关。。饮用水安全保保障的核心内内容是水质安安全，饮用水的安安全问题影响响到国家安全全和人民健康康的重大问题题。饮用水中的不不安全因素:化学性污染和和微生物污染染16水质问题－感感观性态水质的感观性性态主要指水水的色、嗅、、味这些人可可以感受到的的水质特征，，因此也成为为人类历史上上最早用来判判断水质优劣劣的指标。色（黄水或红水水，管网腐蚀蚀，铁锰氢氧氧化物沉淀））浊度（悬浮物、泥泥沙、管网腐腐蚀、微生物物生长、氢氧氧化物沉淀））泡状物（洗涤剂）嗅味（土霉味，MIB和土臭素）17水质问题－化化学污染一般性问题两种：急性和和潜在性已证明几十种种化学物质能能诱发人类癌癌症、几百种种能在动物身身上诱发癌症症，上千种能能损坏细胞中中的DNA种类：农药、、重金属、、三致物质环境激素（内内分泌干扰物物)具有干扰生物物的正常行为为及生殖、发发育相关的正正常激素的合合成、释放、、运转、代谢谢、结合等过过程，激活或或抑制内分泌泌系统功能，，破坏内分泌泌系统维持机机体稳定性和和调控作用。。环境纳米材材料强烈的生态态环境效应应，潜在的的环境污染染物18水质问题－－生物污染染种类：细菌、病毒毒和寄生虫虫美国：1971－1985年452次水生传染染病爆发，，发病人数数达10万人1991－199464次水生传染染病爆发，，发病人数数达4.2万人1984、1987美国确认由由于饮用水水中的隐孢孢子虫引发发15000多人患病。。中国：1959－1984传染性肝炎炎9548例2002年海海南商贸冷冷冻厂致病性弧菌菌污染而引引起的水介介感染性腹腹泻68例2004年深圳市南山山区某居委委会水水源水微生生物严重污污染引起腹腹泻爆发240例19水质问题－－复合污染染发达国家在在过去100多年内不同同时期所发发生的水污污染问题，，最近二三三十年在我我国各主要要地表水体体几乎都集集中体现，，这是我国国水污染区区别其它发发达国家的的主要特点点。水体复合污污染的特征征:氮磷、重金金属、持久久性有机毒毒物（POPs)、内分泌干干扰物多种种污染共存存并联合作作用多种污染过过程同时发发生多种污染效效应表现出出协同或拮拮抗效应20水质突发事事故1993开封发生建建国以来最最大的饮用用水污染事事故，几十十万人受害害2001－2004全国发生具具有灾害性性水污染事事故3988起2005吉林石化分分公司双苯苯厂爆炸造造成松花江江重大水污污染事故，，影响数数百万居民民生活，涉涉及跨边界界污染问题题广东北江镉镉污染太湖蓝藻爆爆发21几个常见指指标的意义义浊度CODMn指数DOC(Dissolvedorganiccarbon)氨氮余氯澡毒素贾第鞭毛虫虫和隐孢子子虫三卤甲烷、、卤乙酸22饮用水水质质标准的发发展国际权威性性、代表性性标准：WHO的《饮用水水质质准则》EC的《饮用水水质质指令》USEPA的《国家饮用水水水质标准准》23我国原饮用用水水质35项标准(GB5749－85)标准(GB5749－85)的差距：微生物学指指标待加强强需细化有毒毒有害物质质的指标宜制订分级级水质目标标开展风险效效益分析24城市供水行行业2000年技术进步步发展规划划一类水司的的水质指标标调整为88项，其中有有机物指标标增加到38项；二类水司的的水质指标标为51项，有机物物指标增加加到19项。25《生活饮用水水卫生规范范》-2001增加高锰酸酸钾指数作作为水质常常规的检测测项目。将浊度由3NTU改为1NTU。常规检测项项目中还增增加了铝(0.2mg/L)、粪大肠杆杆菌群(每100mL水样中不得得检出)，将镉由0.01mg/L改为0.005mg/L、铅由0.05mg/L改为0.01mg/L、四氯化炭炭由0.03mg/L改为0.002mg/L。非常规项目目中增加了了农药、除除草剂、微微囊藻毒素素-LR、消毒副产产物（三卤卤甲烷、卤卤乙酸、亚亚氯酸盐、、一氯胺等等）与其它它有毒有害害有机物26建设部《城市供水水水质标准》2005共有101项检测项目目，其中常常规检验项项目42项，非常规规检验59项。该标准对水水质提出了了更高的要要求，并体体现了“以以人为本””的原则。。正对工业业废水排放放和农药污污染加剧的的趋势，增增加了对有机物和农农药的检测项目目，还增加加了消毒剂、贾贾弟氏虫和和隐性孢子子虫的检测项目目27《生活饮用水水卫生标准准》GB5749-2006水质指标由由GB5749-85的35项增加至106项，增加了了71项；修订了了8项；微生物指标标由2项增至6项，增加了了大肠埃希希氏菌、耐耐热大肠菌菌群、贾第第鞭毛虫和和隐孢子虫虫；修订了了总大肠菌菌群；饮用水消毒毒剂由1项增至4项，增加了了一氯胺、、臭氧、二二氧化氯；；毒理指标中中无机化合合物由10项增至21项，增加了了溴酸盐盐、亚氯酸酸盐、氯酸酸盐、锑、、钡、铍、、硼、钼、、镍、铊、、氯化氰；；并修订了了砷、镉、、铅、硝酸酸盐；28毒理指标中中有机化合合物由5项增至53项，增加了了甲醛、、三卤甲烷烷、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、环环氧氯丙烷烷、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、邻邻苯二甲酸酸二(2-乙基己基)酯、丙烯酰酰胺、微囊囊藻毒素-LR、灭草松、、百菌清、、溴氰菊酯酯、乐果、、2，4-滴、七氯、、六氯苯、、林丹、马马拉硫磷、、对硫磷、、甲基对硫硫磷、五氯氯酚、莠去去津、呋喃喃丹、毒死死蜱、敌敌敌畏、草甘甘膦；修订了四氯氯化碳；感官性状和和一般理化化指标由15项增至20项，增加了耗氧氧量、氨氮氮、硫化物物、钠、铝铝；修订了浑浊浊度；放射性指标标中修订了了总α放射性。29水质标准的的发展趋势势美国标准还还包括军团团菌和病毒毒。考虑到到贾弟氏虫虫、军团菌菌、病毒检检验较困难难，我国当当前可考虑虑最大限度度提高细菌菌、大肠菌菌和粪型大大肠菌的合合格率。其其中细菌为为指示水处处理、控制制微生物的的运行性指指标，宜把把指标订得得更严格。。从现有的水水平来看，，我国在有有机物种类类设定的水水质标准上上与西方发发达国家还还有较大的的差距。可可以预见，，随着仪器器分析的不不断发展，，有毒有害害有机物的的不断检出出，新的水水质标准所所规定的有有机物种类类和含量必必将越来越越严格。从美国的饮饮用水水质质标准来看看，每一次次水质标准准的变化，，都将要求求水处理控控制技术和和水质分析析技术全面面革新。30饮用水净化化技术的发发展趋势水源水质改改善技术预氧化技术术生物预处理理技术常规工艺强强化技术深度处理技技术（高级级氧化、臭臭氧活性炭炭、膜技术术）安全消毒技技术二次污染控控制技术饮用水及其其净化技术术的安全评评价方法优化集成技技术饮用水（源源）安全保保障技术示示范国家、示范范省、示范范市供水水水质监控网网络及预警警技术示范范饮用水（源源）安全管管理技术示示范有机机污污染染、、高高藻藻、、高高浊浊、、高高铁铁锰