——兼談臭氧消毒技術(shù)在水質(zhì)改善方面的作用
2016年10月14日，科技日報、中國網(wǎng)等媒體刊文稱，我國23省44城自來水中檢出消毒副產(chǎn)物，或引發(fā)致癌等健康風(fēng)險。此文刊發(fā)后，在社會上引起了極大反響，眾多媒體紛紛轉(zhuǎn)載，廣大網(wǎng)民也表達(dá)了對飲用水安全性的擔(dān)憂。
也有專家說，按照世界衛(wèi)生組織的標(biāo)準(zhǔn)，這次檢驗中的絕大多數(shù)水是安全的。但目前的安全并不代表未來的安全，也不代表我國飲用水水質(zhì)不需要改進。
專業(yè)人士指出，我國飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中還沒有亞硝胺限量。為了提高飲用水安全質(zhì)量、保障民眾健康，我國應(yīng)盡快制訂飲用水的亞硝胺限量指標(biāo)。
長期開發(fā)飲用水殺菌消毒技術(shù)的上海康久消毒技術(shù)有限公司的總工程師周立法先生認(rèn)為，要保障飲用水安全，除了要嚴(yán)格控制亞硝胺等有害理化指標(biāo)外，還要預(yù)防微生物污染。采用臭氧消毒技術(shù)，可取得良好的殺菌消毒效果，可有效改善飲用水的安全質(zhì)量。例如，AORODO臭氧消毒機已用在多個食品企業(yè)的飲用水項目中，有效提高了飲用水水質(zhì)。
由于具有高致癌性、高檢出率以及在我國可能被納入水質(zhì)檢測標(biāo)準(zhǔn)，飲用水中的亞硝胺類消毒副產(chǎn)物得到了國內(nèi)外研究人員的空前關(guān)注。
清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院國家環(huán)境模擬與污染控制重點實驗室陳超副研究員10月12日告訴科技日報記者，其課題組今年的一項重點研究工作就是關(guān)于全國飲用水系統(tǒng)中亞硝胺類消毒副產(chǎn)物的普查。他們從全國23個省、44個大中小城市和城鎮(zhèn)、共155個點位采集了164個水樣，包括出廠水、用戶龍頭水和水源水，測試了當(dāng)前已知的全部9種亞硝胺類消毒副產(chǎn)物，其中NDMA（亞硝基二甲胺）的濃度最高。該結(jié)果已于日前在市政和環(huán)境領(lǐng)域頂尖期刊《水研究》上發(fā)表。
陳超呼吁，飲用水中的亞硝胺問題具有緊迫性，需要盡快研究和解決。
據(jù)科技日報報道，在過去三年中，陳超及其團隊分別測試了44個城市供水系統(tǒng)中的亞硝胺類消毒副產(chǎn)物及其前體物。在已檢測的全部水樣中，出廠水和龍頭水中的NDMA平均濃度分別為11ng/L和13ng/L，水源水中的NDMA生成潛能平均為66ng/L。他表示，與美國環(huán)保局在2012年公開的一項大規(guī)模普查數(shù)據(jù)相比，亞硝胺在中國出廠水和龍頭水中的檢出率是美國的3.6倍。而西歐國家的飲用水亞硝胺濃度比美國還低。
注：1 ng/L，萬億分之一，即 0.0000000000001 。
在課題組檢測的長江三角洲地區(qū)的近10個供水系統(tǒng)中，出廠水和龍頭水中的NDMA平均濃度分別為27ng/L和28.5ng/L，水源水中的NDMA生成潛能為204ng/L。
陳超表示，在已經(jīng)鑒別出的700多種消毒副產(chǎn)物中，亞硝胺是健康風(fēng)險最大的消毒副產(chǎn)物類別之一，特別是NDMA。
醫(yī)學(xué)界在50年代就發(fā)現(xiàn)亞硝胺是一類強致癌物，當(dāng)時主要研究食品、煙草和工業(yè)污染中的亞硝胺。飲用水中的亞硝胺類消毒副產(chǎn)物研究始于20世紀(jì)末。“前期的流行病學(xué)研究表明，亞硝胺與中國某些區(qū)域的消化道癌癥密切相關(guān)。”陳超說，他們此次監(jiān)測到這些區(qū)域的自來水受到來自工業(yè)廢水的嚴(yán)重的亞硝胺污染。同時，今年南京大學(xué)某課題組在華東地區(qū)江蘇省多座城市的水源水中也發(fā)現(xiàn)了嚴(yán)重的亞硝胺污染。
陳超透露，據(jù)報道，根據(jù)毒理學(xué)試驗結(jié)果，NDMA終生飲用的百萬分之一致癌風(fēng)險濃度是0.7ng/L，美國環(huán)保署正力圖制定的美國亞硝胺濃度標(biāo)準(zhǔn)，其限值可能在百萬分之一至萬分之一致癌風(fēng)險濃度的范圍之內(nèi)。
陳超說，目前已經(jīng)有部分發(fā)達(dá)國家和地區(qū)建立了飲用水中NDMA的標(biāo)準(zhǔn)。世界衛(wèi)生組織在2008年提出了100ng/L的推薦值，加拿大，澳大利亞都有了國家標(biāo)準(zhǔn)，分別是40ng/L、100ng/L；加拿大安大略省、美國麻省和加州的標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)，分別是9ng/L、10ng/L、10ng/L。不難看出，我們的飲用水中亞硝胺檢出情況比這些地方都嚴(yán)重。但是我國飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中還沒有這一個項目。
一旦將亞硝胺納入標(biāo)準(zhǔn)，進行大范圍的監(jiān)測是否困難呢？陳超表示，亞硝胺監(jiān)測是有一定困難，要測試水中ng/L量級的微量亞硝胺，需要使用氣相色譜或者液相色譜再加上串聯(lián)質(zhì)譜，監(jiān)測設(shè)備要兩三百萬一臺，每個水樣的測試成本也較高。不過他也表示，國內(nèi)已有十幾家自來水公司有該設(shè)備，還需要進一步開發(fā)檢測方法。清華大學(xué)等少數(shù)高校和科研院所已經(jīng)建立了亞硝胺的檢測能力，目前，大型自來水公司的水質(zhì)是有保障的。
研究報告顯示，亞硝胺風(fēng)險高的水樣主要來自兩個區(qū)域——華東區(qū)和華南區(qū)。檢出龍頭水中最高值達(dá)到19ng/L。
在人口密集的其他區(qū)域，如華北和華中，雖然水源水中NDMA生成潛能濃度不高，但其龍頭水平均濃度達(dá)到12ng/L和18ng/L。“原因也許與不同的水處理工藝有關(guān)，采用臭氧活性炭深度處理或者徹底的折點氯化，大部分亞硝胺前體物比較容易被氧化分解，可有效降低超標(biāo)風(fēng)險。但一旦水源受到污染，使用傳統(tǒng)工藝的自來水廠對亞硝胺的控制效果有限。
值得關(guān)注的是，長江三角洲地區(qū)既是中國經(jīng)濟最發(fā)達(dá)、人口最密集的區(qū)域，也是亞硝胺濃度最高的區(qū)域，NDMA濃度分別為27ng/L和29ng/L。陳超團隊在該區(qū)域的某縣城檢出了全國出廠水和龍頭水中NDMA的最高濃度，是44個城市中唯一超過世界衛(wèi)生組織100ng/L標(biāo)準(zhǔn)的。那些龍頭水中檢出高濃度NDMA的城市很可能是其水源受到來自工業(yè)和生活污水的NDMA前體物污染。
在媒體刊出《23省44城自來水中檢出消毒副產(chǎn)物 或致癌》文章之后，有專家表示，如果按照 WHO 的標(biāo)準(zhǔn)，這次檢驗中絕大多數(shù)水是安全的。
長期研究食品安全保質(zhì)技術(shù)的上?？稻孟炯夹g(shù)有限公司的總工程師周立法先生認(rèn)為，飲用水目前的安全并不能掩蓋我國飲用水質(zhì)量中的安全隱患。要保障我國飲用水安全，還需要采取多種有效措施：一是完善飲用水標(biāo)準(zhǔn)，將“亞硝胺限量”作為飲用水標(biāo)準(zhǔn)中的一個強制性項目，從產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)方面增強飲用水安全性。二是加大水源地保護，從源頭控制亞硝胺、微生物、重金屬等有害物質(zhì)的產(chǎn)生。三是改進飲用水的消毒工藝，減少甚至消除亞硝胺等有害副產(chǎn)物的產(chǎn)生。四是采用先進的AORODO臭氧消毒機，殺滅水中的細(xì)菌、霉菌等微生物，同時氧化分解飲用水中的其他有害物質(zhì)。
臭氧是一種強氧化劑和殺菌劑，在飲用水生產(chǎn)過程中，具有十分重要的作用，包括：殺菌消毒，脫色，消除異味，氧化分解有機物，絮凝等。
1.殺菌消毒。臭氧滅菌的優(yōu)點包括殺菌徹底、快速高效、無殘留、殺菌廣譜，可殺滅細(xì)菌繁殖體和芽孢、病毒、真菌等，并可破壞肉毒桿菌毒素。
在水處理過程中，臭氧對一般細(xì)菌、大腸菌、病毒等特別有效，其殺菌能力比氯系列消毒劑要強幾十倍到數(shù)百倍。當(dāng)臭氧濃度為達(dá)0.01毫克/升時，1分鐘以下的接觸時間，即可殺死純水中的大腸桿菌。對于飲用水的消毒，最佳的臭氧濃度為1-4毫克/升，如要殺滅99.9%的細(xì)菌和病毒，接觸時間約為10-12分鐘。
2.除色、除異味。臭氧具有很強的脫色、消除異味的作用。如使用漂白粉等含氯制劑對水消毒，則會產(chǎn)生氯酚等異味。臭氧在用于脫色和消除異味的過程中，多與其他技術(shù)聯(lián)合使用，這樣既能提高處理效率，又可減少臭氧的使用量。臭氧技術(shù)可與活性炭、紫外光設(shè)備等聯(lián)合使用，以增強水處理效果。
3.氧化分解有機物。從理論上來說，臭氧可以徹底氧化絕大部分有機物，但所消耗的臭氧量很大。因此，在實際應(yīng)用中，通常采用臭氧低投量法，將大分子分解為小分子，將有害物分解為無害物，將難降解物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可降解物質(zhì)，再輔以其他方法，使有機物的去除更加經(jīng)濟和有效。
4.助凝作用。臭氧在低劑量條件下（0.5-1.5毫克/升），可以起到良好的助凝作用；但臭氧濃度過高，則會使助凝效果降低。臭氧之所以有助凝作用，原因包括：加強了鋁與臭氧化的有機物之間的親和力；對有機物起聚合作用；分解金屬-有機物的絡(luò)合物；與藻類反應(yīng)。
實踐證明，在水處理過程中，臭氧與傳統(tǒng)的氧化劑相比，不僅可以避免產(chǎn)生有機氯化物，還能提高過濾速度、減少濾池數(shù)量和絮凝劑用量、促進絮凝、延長濾池使用時間、減少沖洗水耗量，并提高水質(zhì)。
在水處理過程中，AORODO臭氧消毒技術(shù)更具優(yōu)勢。國內(nèi)已有食品消毒技術(shù)機構(gòu)采用雙核臭氧殺菌消毒技術(shù)，研制成功了“AORODO臭氧消毒機”。AORODO臭氧消毒機采用模擬工作環(huán)境的雙CPU控制系統(tǒng)制造，具有臭氧發(fā)生量大、殺菌效果顯著、設(shè)備穩(wěn)定性高、操作簡單、使用安全等特點，在改善飲用水水質(zhì)方面，可發(fā)揮重要的作用。同時，該臭氧消毒機的使用成本低，有助于飲用水企業(yè)降低生產(chǎn)成本。
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