周陽靖

（寧波市水資源信息管理中心，浙江 寧波 315016）

1 問題的提出

在水質監(jiān)管過程中，個別鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道）級供水企業(yè)出現(xiàn)出廠水消毒副產物指標超標的情況，對飲用水水質安全帶來一定威脅。同時，隨著生活水平的提高和健康條件的改善，人們對飲用水水質的要求越來越高，而飲用水消毒對控制飲用水出廠水水質、保持管網水水質穩(wěn)定起著關鍵的作用。然而，飲用水消毒殺菌的同時伴隨著消毒劑與原水中含有的一些天然有機物、環(huán)境有機污染物以及溴或碘化物的化學反應，產生多種消毒副產物（DBPs），對人體健康構成潛在的威脅，可能會抑制血清甲狀腺素的作用，引起胎兒小腦重量下降、神經行為作用遲緩或細胞數(shù)下降；還可能造成嬰兒大腦重量下降，神經系統(tǒng)作用遲緩或皮膚增生[1]。此外，飲用水消毒副產物種類繁多，它隨著原水化學組成、消毒劑以及消毒技術的變化而不盡相同。

2 水質及消毒技術現(xiàn)狀

2.1 水源水質

寧波市目前中心城區(qū)飲用水取用白溪水庫、皎口水庫等大型水庫作為水源，水質達到I類水標準，源水水質優(yōu)良，采用當前的消毒工藝能夠保證飲用水水質安全；部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道）級供水企業(yè)水源地水庫庫容較小，水質較不穩(wěn)定，個別存在輕微污染的問題，水體中的有機物容易與消毒劑發(fā)生化學反應，產生消毒副產物，有潛在的水質安全風險。

2.2 消毒劑及消毒技術

寧波市現(xiàn)存的飲用水消毒劑有次氯酸鈉和二氧化氯2種。次氯酸鈉消毒工藝方面，其消毒原理是其投入水中立即水解形成次氯酸和次氯酸根，中性次氯酸分子迅速擴散到帶負電的菌和病毒表面，穿透到細菌內，以其強氧化性殺死病原微生物[2]。當前采用次氯酸鈉消毒工藝的供水企業(yè)總體原水水質條件較好，從歷年水質106項全分析結果來看，水質消毒副產物情況均符合GB 5749 — 2006《生活飲用水衛(wèi)生標準》要求，但次氯酸鈉容易與水中的黃腐酸等有機物質發(fā)生取代反應，生成三鹵甲烷等消毒副產物。二氧化氯消毒工藝方面，當前寧波市供水企業(yè)采用二氧化氯消毒工藝，全部為鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道）級供水企業(yè)。寧波市現(xiàn)存的二氧化氯消毒工藝主要分為電解法和化學法2大類，其中化學法又分為亞氯酸鹽制備和氯酸鹽制備2種方法。

本研究主要通過了解寧波市飲用水消毒工藝管理及消毒副產物研究現(xiàn)狀，并結合城市供水行業(yè)水源水質、二氧化氯消毒工藝技術水平等實際情況開展。

3 水質檢測結果及分析

全大市范圍共采集采用二氧化氯消毒方式供水企業(yè)14份出廠水水樣；采集采用次氯酸鈉消毒方式供水企業(yè)28份出廠水水樣，10份管網水水樣。合計檢測指標數(shù)為496。充分利用當前科學技術條件對上述水樣中的消毒副產物指標情況進行定性和定量的檢測（見表1），檢測指標包括三氯甲烷、二氯一溴甲烷、一氯二溴甲烷、三溴甲烷、三鹵甲烷總量、二氯乙酸、三氯乙酸、三氯乙醛、氯酸鹽、亞氯酸鹽等。

表1 檢測指標及檢測方法表

3.1 寧波市生活飲用水消毒副產物總體處于較低水平

3.1.1 二氧化氯消毒副產物

檢測結果顯示，此次檢測14個采用二氧化氯消毒劑的出廠水水樣二氧化氯平均值為0.21 mg/L，消毒副產物總體處于較低水平，具體見圖1、表2。

圖1 二氧化氯消毒副產物指標檢測情況圖

表2 二氧化氯消毒副產物指標檢測情況表

由表2可知，消毒副產物中較高為氯酸鹽指標（占限值69.64%）和亞氯酸鹽指標（占限值17.04%），其余指標均處于較低水平（占限值＜10.00%），均符合國家標準。三鹵甲烷等大多數(shù)有機消毒副產物較低的主要原因是二氧化氯幾乎不與黃腐酸等消毒副產物前驅物發(fā)生取代反應；氯酸鹽和亞氯酸鹽無機消毒副產物主要是由于二氧化氯自身被還原產生的，低劑量接觸一般不會影響健康，但高濃度情況下，可能會引起神經系統(tǒng)遲緩或皮膚增生等問題。

3.1.2 次氯酸鈉消毒副產物

檢測結果顯示，此次檢測38個采用次氯酸鈉消毒劑的出廠水水樣游離余氯平均值為0.50 mg/L，消毒副產物總體處于較低水平，具體見圖2、表3。

圖2 次氯酸鈉消毒副產物指標檢測情況圖

表3 次氯酸鈉消毒副產物指標檢測情況表

由表3可知，消毒副產物中較高為三氯乙醛指標（占限值54.71%）、三鹵甲烷總量指標（占限值14.93%）和三氯甲烷（占限值10.82%），其余指標均處于較低水平（占限值＜10.00%），均符合國家標準。三氯乙醛、三鹵甲烷總量、三氯甲烷三種消毒副產物相對較高的主要原因是游離余氯較容易與黃腐酸等消毒副產物前驅物發(fā)生取代反應，此類消毒副產物與膀胱癌、直腸癌、結腸癌等癌癥的發(fā)病率有潛在的相關性。

3.2 二氧化氯消毒副產物較次氯酸鈉消毒副產物含量更低

檢測結果顯示，采用二氧化氯消毒方式的水樣較采用次氯酸鈉消毒方式的水樣，主要消毒副產物指標總體含量更低，具體見圖3、表4。

圖3 二氧化氯-次氯酸鈉消毒副產物對比圖

表4 二氧化氯-次氯酸鈉消毒副產物指標檢測情況表

由表4可知，主要消毒副產物指標中采用二氧化氯消毒均比采用次氯酸鈉消毒更低，考慮到采用二氧化氯消毒工藝全部為鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道）級供水企業(yè)，水源水質保障性相對較差，更加說明二氧化氯消毒劑在這幾項消毒副產物上具有更加安全性的特點。但是，采用二氧化氯消毒會帶來氯酸鹽、亞氯酸鹽指標控制的問題。

二氧化氯制備技術不成熟導致二氧化氯產品純度不足、生產成本相對較高，因此二氧化氯消毒劑無法大規(guī)模應用于較大制水規(guī)模供水企業(yè)；次氯酸鈉制備技術成熟、生產成本相對較低、管理簡便，因此次氯酸鈉消毒劑普遍應用于較大制水規(guī)模供水企業(yè)。

3.3 采用次氯酸鈉消毒的水樣中，管網水消毒副產物較出廠水消毒副產物含量更高

檢測結果顯示，采用次氯酸鈉消毒方式的水樣中，管網水比出廠水主要消毒副產物指標總體含量更高，具體見圖4、表5。

圖4 出廠水 — 管網水消毒副產物對比圖

表5 出廠水 — 管網水消毒副產物指標檢測情況表（次氯酸鈉消毒）

由表5可知，采用次氯酸鈉消毒，主要消毒副產物指標中管網水比出廠水更高，主要原因是相對而言，游離余氯在管網水比出廠水中與黃腐酸等消毒副產物前驅物發(fā)生取代反應的時間更長，產生的消毒副產物更多。考慮到，一方面這類有機消毒副產物具有揮發(fā)性的特點，另一方面，管網水樣本相對較少的原因（出廠水水樣14個、管網水水樣10個），該結論是否普遍適用，需要再進一步研究管網水消毒副產物的情況。

3.4 部分消毒副產物之間具有一定的相關性

檢測結果顯示，部分消毒副產物之間具有較強的相關性，其中，采用二氧化氯消毒的水樣中，三氯甲烷/三鹵甲烷總量、三氯甲烷/二氯乙酸、二氯一溴甲烷/三鹵甲烷總量、二氯一溴甲烷/二氯乙酸、一氯二溴甲烷/三溴甲烷、一氯二溴甲烷/三鹵甲烷總量、二氯乙酸三鹵甲烷總量的相關性P值均＜0.01，三氯甲烷/三氯乙醛、二氯一溴甲烷/三氯乙醛、三氯乙醛/三鹵甲烷總量、二氯乙酸/三氯乙醛的相關性P值均＜0.05；采用次氯酸鈉消毒的水樣中，三氯甲烷/二氯一溴甲烷、三氯甲烷/三鹵甲烷總量、二氯一溴甲烷/三鹵甲烷總量的相關性P值均＜0.01。一般認為，P值＜0.05，指標之間是顯著相關，為下一步消毒副產物指標檢測監(jiān)控提供科學依據(jù)。部分消毒副產物指標之間的相關性情況見圖5 ～ 7。

圖5 三氯甲烷 — 三鹵甲烷總量相關性圖（二氧化氯消毒）

圖6 二氯一溴甲烷 — 三鹵甲烷總量相關性圖（二氧化氯消毒）

圖7 三氯甲烷 — 三鹵甲烷總量相關性圖（次氯酸鈉消毒）

4 結論與建議

4.1 結 論

（1）寧波市目前消毒副產物指標均符合國家標準，并且處于較低水平，水質安全保障性較好。

（2）寧波市目前制水規(guī)模較大的供水企業(yè)采用次氯酸鈉消毒方式，制水規(guī)模較小的供水企業(yè)采用二氧化氯消毒方式是合理的。

寧波市目前有將近1/2的鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道）級供水企業(yè)采用二氧化氯消毒方式，其中部分供水企業(yè)水源庫容較小、水質變化保障性較差，水源中黃腐酸等消毒副產物前驅物質可能較高，若采用次氯酸鈉消毒，可能較難保證消毒副產物符合國家標準。制水規(guī)模較大的供水企業(yè)普遍取用大中型水庫作為水源，水源穩(wěn)定水質保障性較好，能夠與游離余氯反應的消毒副產物前驅物質含量較低，出廠水水質保障性較好。

（3）目前而言，二氧化氯消毒方式較次氯酸鈉消毒方式，互有優(yōu)劣。在消毒副產物方面，采用二氧化氯均比采用次氯酸鈉消毒方式主要幾項有機消毒副產物指標更低，二氧化氯消毒劑在主要幾項有機消毒副產物上具有更加安全性的特點，但是，采用二氧化氯消毒會帶來氯酸鹽和亞氯酸鹽指標無機消毒副產物的控制問題。在制備技術及管理方面，二氧化氯制備技術相對不成熟導致二氧化氯產品純度不足、生產成本相對較高是二氧化氯消毒劑無法大規(guī)模應用于較大制水規(guī)模供水企業(yè)的主要原因；次氯酸鈉制備技術成熟、生產成本相對較低、管理簡便是次氯酸鈉消毒劑普遍應用于較大制水規(guī)模供水企業(yè)的主要原因。

4.2 建 議

（1）加強水質監(jiān)測。一是進一步加強水源水質消毒副產物前驅物質監(jiān)測，目前寧波市在這方面的水質監(jiān)測有待加強。二是進一步加強出廠水、管網水消毒副產物水質指標的監(jiān)測，結合本次的研究結果，進一步明確消毒副產物隨供水距離、供水時間變化的情況，為下一步采取針對性的措施保障管網水水質安全提供科學決策的依據(jù)。

（2）及時關注各類飲用水消毒劑的最新發(fā)展情況。一方面，目前二氧化氯與次氯酸鈉在消毒方式互有優(yōu)劣，二氧化氯在控制有機消毒副產物方面優(yōu)勢明顯，未來二氧化氯消毒劑制備技術革新、成本控制、使用管理等最新情況應進一步關注。另一方面，所有采用含氯制劑作為飲用水消毒方式都會帶來消毒副產物的問題，存在水質安全隱患，當前，德國等個別西方國家部分供水管網保障較強的供水企業(yè)采用紫外線消毒等更加先進的消毒方式，并且鼓勵居民飲用生水，這些均值得寧波市借鑒參考。