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浅谈保障再生水的安全的相关消毒问题

[日期:2011-09-27] 来源:  编辑:admin [字体: ]

   自清洗过滤器再生水的水源水一般为生活污水或污水处理厂出水,如果污染源包括可传播的肠道病原体,则引起这些疾病的病原体将可能存在水体中,当该水体作为饮用水,食品加工用水或用于其他接触方式的用途时都有可能导致新的疾病感染。若从污水到达可使用的再生用途,其中最重要的措施就是采取可行的处理工艺,不仅削减了其中有害污染物和病原体,而且增加整个再生利用系统的可靠性。其中重点需要进行监控的参数指标是对水中悬浮物的去除,水中微粒物质如有机、无机和高等微生物能在消毒过程中保护细菌。
 

引起疾病的病原体大致分为三大类:细菌、寄生虫(原生动物和蠕虫)及病毒。致病的影响程度变化很大,有的可能只是轻微的肠道疾病,严重的可能出现致命的痢疾、腹泻、肝炎或伤寒。

        十九世纪初美国出现许多人因感染伤寒而死亡,在1900年高峰期时,每十万人中的死亡人数曾高达25人。至1908年,美国开始使用氯来消毒自来水,才得以供应卫生、安全的自来水,随后加氯消毒方式逐渐被各国采用。除了加氯消毒技术外,其他消毒方法也得到了寻迅速发展,如二氧化氯、臭氧、紫外线杀菌器等,但成本较高,而且在完成消毒过程之后,便会溶解消失,和氯消毒不同,在水中的余氯能减少自来水在输送过程中受细菌污染的机会。表1列举了消毒剂和所针对的微生物。

表1 消毒剂及其对应微生物

微生物

化学消毒剂

健康影响

细菌

Legionella

和埃希氏大肠菌(Escherichia coli—)

自由氯,氯氨

二氧化氯,臭氧

肠胃疾病、;Legionnair疾病、致死

贾第虫包囊

自由氯,二氧化氯,臭氧

肠胃疾病、致死

隐孢子虫包囊

二氧化氯,臭氧

肠胃疾病、致死

病毒

自由氯,二氧化氯,臭氧

肠胃疾病、致死










1.2 消毒剂和消毒副产物


        与其他技术一样,消毒过程也存在着一定的局限性,即由于消毒剂的氧化能力很强,无选择性地与水体中所有可氧化地物质发生化学反应而形成消毒副产物,不仅可以起氧化反应,还可与水中天然存在的有机物起取代或加成反应而得到各种卤代物。其中包括对人体健康具有极大危害的致癌物三卤甲烷(THMs)和卤代酸(HAAs)。表2 和表3列举了主要消毒剂和形成的三种类别的消毒副产物对人体产生的健康影响。实际上,水体中产生的消毒副产物远不止这些,列举的是一些普遍存在,研究较多,有代表性的物质。

表2 消毒剂对人体健康影响

消毒剂

对人体的影响

一氯胺

无明显副作用;某种鼠类试验发现有单核白血病细胞;试管试验发现有致突变性;体内试验无遗传毒性

二和三氯胺

不明

(chlorine)

无明显副作用;次氯酸盐为IARC Group 3

(iodine)

碘是甲状腺激素合成的必要元素;碘与碘盐的作用有別,但不祥



表3 消毒副产物对人体健康影响

消毒剂副产物

对人体的影响

溴酸盐

溴酸盐主要产生于溴化物的氧化(如臭氧处理过程);鼠类试验引起肾肿瘤、間皮瘤;有致突变性;IARC Group 2B 

氯酸盐

二氧化氯或次氯酸盐的分解产物;对其毒性的研究尚不充分

亚氯酸盐

影响红血球、生成血红脘(猫、猴试验结果);IARC Group 3

2-一氯酚

不明

2,4-二氯酚・・

 

不明

2,4,6-三氯酚・・

 

鼠类试验引起淋巴瘤和白血症;Ames试验阴性,但其他试验显示弱致突变性;IARC Group 2B

甲醛

主要产生于有机物的臭氧分解;鼠类吸入投用表明其致癌性;经口投用引起胃剧痛;IARC Group 2A(吸入试验依据),但经口无致癌性

3--4-二氯甲基-5-羟基-2(5H) 呋喃酮

有变异毒性;体内试验显示很弱的遗传毒性

溴仿

高浓度引起肝、肾损伤;遗传毒性研究结果多歧;IARC Group 3

二溴一氯甲烷

高浓度引起肝、肾损伤;遗传毒性研究结果多歧;IARC Group 3

一溴二氯甲烷

高浓度引起肝、肾损伤;遗传毒性研究结果阴性、阳性皆有;IARC Group 2B

氯仿

影响肾、肝和淋巴腺;IARC Group 2B;鼠类试验引起肝细胞、肾管肿瘤;遗传毒性研究结果阴性、阳性皆有

一氯乙酸

有限的试验数据未显示其致癌性

二氯乙酸

动物试验发生神经疾病、体重减轻、睾丸损伤及脑部病变;有肝肿瘤发生

三氯乙酸

引起过氧化体増多、肝重増加;影响染色体;未发现遗传毒性

水和三氯乙醛

影响肝脏;试管试验有致突变性;干扰染色体分离

氯丙酮

影响肝脏(1,1-二氯酮)

氯化氰

同氰化物

三氯硝基甲烷

动物试验导致寿命降低和体重减轻;有致突变性



2 消毒效果分析

        消毒的主要目的是利用物理或化学方法杀灭污水中的病原体微生物,防止对人类及畜禽的健康产生危害或对生态环境造成污染。消毒方法大体可分为物理法和化学法两类。物理法是利用热、光波、电子流等来实现消毒作用的方法。化学法主要通过向水中投加化学消毒剂以实现消毒目的。常用的化学消毒剂有氯及其化合物、各种卤素、臭氧、重金属离子等。

        在消毒过程中,CT值是一个重要的控制参数。微生物的灭活率取决于消毒剂的浓度与水和消毒剂的接触时间的乘积CT值,各种消毒剂灭活不同的微生物所需的CT值相差悬殊,见表4。

表4 各种消毒剂灭活不同的微生物所需的CT值

微生物

自由氯pH67

氯氨pH89

二氧化氯pH67

臭氧pH67

埃希氏大肠菌

0.340.05

95180

0.40.75

0.02

脊髓灰质炎病毒

1.12.5

7683740

0.26.7

0.10.2

螺旋病毒

0.010.05

38066476

0.22.1

0.0060.06

贾第虫

47150

2200

26

0.050.6

隐孢子虫

7200

7200

78

510



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