永川区2019-2021年农村生活饮用水中消毒副产物氯酸盐、亚氯酸盐监测结果分析

文 谢南容 重庆永川疾控中心

本文研究目的为分析重庆市永川区2019-2021年农村生活饮用水中消毒副产物氯酸盐、亚氯酸盐的监测结果，掌握水质中消毒副产物的情况，为改善农村生活饮用水水质情况提供依据。根据GB/T 5750.2-2006《生活饮用水标准检验方法 水样的采集和保存》与GB/T 5750.5-2006《生活饮用水标准检验方法 无机非金属指标》的要求，对永川区2019-2021年农村生活饮用水中消毒副产物氯酸盐、亚氯酸盐进行评价和分析。结果显示，永川区2019-2021年农村地区的丰水期和枯水期时的出厂水与末梢水中氯酸盐、亚氯酸盐的监测结果显示可知，结果呈现逐年下降的趋势，氯酸盐、亚氯酸盐总检出率分别为9.43%、6.36%、6.25%。在检出结果中氯酸盐检出的比例显著高于亚氯酸盐，且每年的丰水期的总检出率明显低于枯水期，末梢水的检出情况稍低于出厂水检出比例。通过对农村生活饮用水消毒工艺改造、修正消毒方式、合理控制消毒氯制剂的用量以及相关部门对农村水质工作的重视，使得农村生活饮用水中的消毒副产物氯酸盐、亚氯酸盐呈现逐年下降的趋势,但仍需要加强管理、开发新的消毒方式，保证居民饮用水质量。

我国农村常驻居民占我国人口总数的40%以上，传统的农村居民饮用水通常为井水，由于不同地区的水质不同，通常矿物质含量超标，同时由于农耕使用的农药、生活污水、农畜业污染物等对地下水的不断污染，严重影响着我国农村居民的身体健康。为保证我国农村居民的生命健康、提高农村居民生活质量，政府出台了农村生活饮水集中处理消毒的利民政策，但由于各地方使用的消毒剂种类不同、不同水质对消毒剂的用量需求也不尽相同，不同的水处理厂对消毒剂的管理水平均影响着生活饮用水中消毒副产物的残留情况。目前，水厂中对于饮用水微生物的主要杀灭方法是采用化学消毒，消毒剂常为氯制剂，通常为漂白粉、次氯酸钙、二氧化氯等。其中，二氧化氯是WHO推荐的处理饮用水最安全的化学消毒剂，属于第四代消毒剂，具有效力高、临用现制、性质稳定、氧化性强的特点，不仅能够杀灭微生物，同时可以去除异味与颜色，不会产生三氯甲烷类致癌物质。二氧化氯主要是由氯酸盐、盐酸等为原料进行反应制得的，但是由于投料比例以及反应条件等均会影响反应的副产物氯酸盐与亚氯酸盐产生情况，一旦含量超过国家标准，将会对居民的身体健康产生影响，严重者可能导致疾病的产生。亚氯酸盐可导致居民患有破坏高铁血红蛋白，从而影响血液对氧气的运输功能，以及溶血性贫血，并具有较强的致突变性；氯酸盐为中等毒性化合物,会阻碍甲状腺对碘的吸收。在本研究中，通过对永川区2019-2021年度农村生活饮用水中消毒副产物氯酸盐、亚氯酸盐的监测结果进行分析，掌握水质中消毒副产物的情况，为改善农村生活饮用水水质情况提供依据。

1.材料与方法

1.1 材料

选取永川区2019-2021年农村地区的丰水期和枯水期时的出厂水与末梢水作为研究对象，2019年224个监测点，2020年220个监测点，2021年160个监测点。

1.2 研究指标及评价方法

以GB/T 5750.2-2006 《生活饮用水标准检验方法 水样的采集和保存》中的要求对水进行采集、运输、保存；采用GB/T 5750.5-2006 《生活饮用水标准检验方法 无机非金属指标》 中3.2项离子色谱法 中的要求对永川区2019-2021年农村生活饮用水中消毒副产物氯酸盐、亚氯酸盐进行检测。

1.3 检测方法

采集的待检测水经过0.22μm的微孔滤膜过滤以去除高浓度的钙、镁以及悬浮颗粒等杂质，采用淋洗液在线发生-离子色谱法，IonPac AS 19分析柱(4mm×250mm)，同时测定水样中的亚氯酸盐、氯酸盐的含量。

1.4 质量控制

根据GB/T 5750.2-2006《生活饮用水标准检验方法 水样的采集和保存》中的要求对样品采集人员进行培训，保证样品具有代表性；检验人员是接受过离子色谱检测方法培训的有经验的技术人员，仪器设备均在有效检定周期内，检测方法依据国家标准，检验试剂及对照品均在有效期内，每次检验均采用双标双样，并进行仪器精密度确认，前中后均进行对照品质量控制。

2.结果

永川区2019-2021年农村地区的丰水期和枯水期时的出厂水与末梢水中氯酸盐、亚氯酸盐的监测结果显示可知，结果呈现逐年下降的趋势，氯酸盐、亚氯酸盐总检出率分别为9.43%、6.36%、6.25%。在检出结果中氯酸盐检出的比例显著高于亚氯酸盐，且每年的丰水期的总检出率明显低于枯水期，末梢水的检出情况稍低于出厂水检出比例。（见表1）

表1 永川区2019-2021年农村生活饮用水氯酸盐、亚氯酸盐的监测结果

3.讨论与分析

水是生命之源，保证居民生活饮用水的安全是保证现代公共卫生与公众健康的重要基石。长期服用不健康的饮用水会导致居民疾病患病率的上升，根据WHO的统计数字表明，目前已知的疾病种类中，有80%是跟不安全饮用水有关。可见，保证居民用水的安全性具有重要的社会地位与民生价值。我国工业与农业等产业快速发展的同时，也对环境造成了一定的破坏，特别是工业废水、农药等的使用，对我国地表水与地下水均造成了一定程度的污染。近年来，我国居民的健康意识与环境意识的逐步加强，对水质有了更高的要求。为改善农村居民的生活质量，多地政府推出了农村居民生活饮用水采取集中供水措施，由水处理厂将地表水进行集中消毒处理后，由管网进行挨家挨户的输送。但农村环境相对复杂，虽然将水库水进行了集中处理，但仍然容易被多种因素所影响，如农村集中式供水地址的选择（周边存在工业厂、矿区等）、水处理厂不符合卫生规范、输水管网材质的选择、水源的选择（直接从溪流、沟塘取水，水源地周围受人畜粪便）、生活垃圾、农业肥料污染、供水设施简陋陈旧、消毒处理未到位等多方面因素，均可影响出厂水与末梢水的品质。在目前采用的化学消毒法中，处理过的水质中常见的消毒副产物包括亚氯酸盐、氯酸盐、溴酸盐、二氯乙酸以及三氯乙酸，副产物的含量超标会对居民的身体健康产生威胁。目前各个饮水厂中常用的化学消毒法为二氧化氯消毒法（Chlorine dioxide disinfection）。二氧化氯是美国在上世纪80年代时开发的强力消毒剂，并被FDA与EPA经过有效的实验室验证后，公布为医疗卫生、食品加工、保鲜、环境、饮用水等行业的杀菌消毒剂。随后，我国也批准其用于以上行业的杀菌消毒。二氧化氯具有易溶于水、强氧化力的特点，其溶解度是氯气的5倍，氧化能力是氯气的2倍，其对细胞壁有较好的吸附性与渗透性，可以将细胞内的含巯基的酶进行氧化，进而阻止细菌的合成代谢，起到杀菌的效果；同时可以控制蛋白质的合成，增加膜的渗透性，改变病毒衣壳，从而实现病毒的死亡。二氧化氯作为第四代杀菌消毒剂，较前三代消毒剂相比有杀灭微生物广谱、高效，同时安全性高的特点，被广泛应用于消毒领域。目前，世界各地以二氧化氯处理饮用水的水厂日益增多。据不完全统计，我国约有87%采用该方法进行饮用水消毒，但必须注意到，它也有不足之处，如二氧化氯副产物亚氯酸盐、氯酸盐的毒性问题。同时，二氧化氯化学性质活泼，必须现场制备，其原料为氯酸钠与盐酸，具有氧化性与腐蚀性。在反应过程中，投料量控制不好会导致其产生剩余反应物。不同来源的原水具有不同微生物情况，消毒剂的加入量需要根据原水情况进行控制，过多会导致出厂水中剩余消毒剂超标，过少会导致出厂水中微生物不合格，因此，保证出厂水质量的同时，尽可能降低消毒剂的使用。

在对永川区2019-2021年度农村地区进行消毒副产物的检测，可以看出其检出率呈现出逐年降低的现象。在经过3年的运行后，生活饮用水处理厂累积了一定的经验，对本区的水质有了充分的掌握，能够更有效地把控消毒剂加入量，在保证饮用水质量的同时，减少了消毒剂的加入量，降低了副产物的产生。同时，对操作人员进行有效的培训，将操作过程进行具体化，让员工有章可循，更好地控制了二氧化氯反应过程中原料氯酸钠与盐酸的加入量，将反应进行得更加彻底。在2020年对220个监测点的检测结果显示，其氯酸盐与亚氯酸盐的总检出量显著下降，分析原因可能与2020年下半年以来永川煤矿停业有关。永川煤矿停止开采，减少了火药等的使用，减少了硫化物以及煤质里的其他成分对水质的污染，在消毒剂使用量不变的情况下，氯酸盐与亚氯酸盐的含量降低。同时，在丰水期的检测情况显著优于枯水期。考虑由于丰水期水量丰沛，对水质中由于工业污染、农药残留、含氯洗涤水中来源的氯酸盐与亚氯酸盐得到了有效的稀释，从而导致了丰水期检出率低于枯水期。末梢水是指经过处理的出厂水经过供水管网输送到住户端的水。末梢水的检出情况稍低于出厂水检出比例，其原因可能是由于消毒剂加入量过多，在运送过程中由于管道材质等原因使其得到了有效改善，但该现象逐年降低，自来水厂根据本区水质进行了消毒剂加入量的调整。

4.展望

饮用水健康关系到每一位居民的切身利益，在保证饮用水安全的同时尽量减少有害副产物是科研人员不断努力的方向。需要对目前采取的工艺进行不断的优化，研究饮用水中氯酸盐与亚氯酸盐去除的方法，开发新的、更简便的检测方法，降低中小企业检测的投入成本，同时开发新的消毒方法。目前越来越多的科研人员将目标转向臭氧消毒，臭氧是一种强氧化剂，具有广谱高效的杀菌作用，可杀灭细菌繁殖体和芽孢、病毒、真菌、霉菌等，并可破坏肉毒杆菌毒素，其杀菌速度快，比氯快600-3000倍，显著提高工作效率，目前已经应用到饮用水、环境以及食品的保鲜等方面。而且臭氧会在30-40分钟后自动还原成氧气，没有化学残留二次污染。在利用臭氧进行饮用水消毒时，将溶有臭氧的吸收液与水充分混合即可。一般加臭氧量0.5-1.5毫克/升作用5min，水中保持剩余臭氧浓度应在0.1-0.5毫克/升，对于污染严重的水，加臭氧量应在3-6毫克/升。

同时，水质的保证还离不开居民对环境的保护。永川区相关部门应该在更大程度上对居民进行水资源保护的知识宣讲，通过社区对居民进行宣传册的发放，运用不同的宣传方式方法，呼吁居民少用或不用含氯洗涤成分。同时，加强对本区工业企业的管理，定期或不定期地进行水质检查，并呼吁全民共同履行监督责任与义务。