饮用水卫生

水温、水的浑浊度、水中微生物的种类和数量：• 水温每提高 10℃，病菌杀灭率约提高2-3倍• 水浑浊度高，悬浮物质较多，细菌多附着在悬浮颗粒上，氯的作用达不到细菌本身，降低杀菌效果• 大肠杆菌抵抗力较低，病毒次之， 原虫包囊抵抗力最强。

饮用水卫生2

• 第四节 集中式给水（central water supply）
  • 四、水的净化与消毒
    • 常规净化
      • 目的：去除天然水中难以自然沉降的细小颗粒，如悬浮物质、胶体颗粒和细菌等
      • 混凝沉淀（coagulation and precipitation）
        • 天然水中难以自然沉降的细小颗粒，特别是胶体颗粒，是水浑浊的主要根源，需加混凝剂进行混凝沉淀除去的过程
        • 混凝原理
          • 电中和作用：投加于水中的混凝剂经水解后形成带正电的胶体，与水中带负电荷的胶体电荷发生中和而聚集
          • 压缩双电层作用： • 水中粘土胶团有吸附层和扩散层，合称双电层 。双电层中正离子浓度由内向外逐渐降低，最后与水中的正离子浓度大致相等， 如向水中加入大量电解质，则正离子浓度就会挤入双电层，使双电层变薄，称为压缩双电层作用 • 双电层被压缩后，颗粒间静电斥能降低，颗粒间迅速相互吸附凝聚形成絮凝体。 絮状体有很强的吸附能力可吸附水中的悬浮物质、溶解性物质和细菌。
          • 吸附架桥作用： 某些混凝剂在水中形成线形高聚物，均有很强吸附胶粒的能力 ，随着吸附微粒增多，线形高聚物会弯曲变形成网状结构，使微粒间的距离缩短而相互粘结，形成絮凝体， 这些混凝剂起到胶粒与胶粒间相互结合的桥梁作用，称为吸附架桥作用。 絮凝体还能进一步
        • 混凝剂的种类和特性
          • 用化学物质来澄清浑水称为混凝，所加入的物质为混凝剂
          • 金属盐类混凝剂
            • 铝盐：最常用的混凝剂，如：明矾[Al2（SO4）3·K2SO4·24H2O]、 硫酸铝[Al2（SO4）3·18H2O] 等 • 优点：腐蚀性小，使用方便，混凝效果好 • 缺点：水温低时，絮凝体形成慢且松散，效果不如铁盐
            • 铁盐：如三氯化铁[FeCl3 · 6H2O]、 硫酸亚铁[FeSO4 · 7H2O]-绿矾 • 优点：适应的PH范围广（5~9），形成的絮状体大而紧密；对低温低浑浊水的效果比铝盐好 • 缺点：腐蚀性强，易潮湿，处理后的水铁盐含量高
          • 高分子混凝剂
            • 聚合氯化铝 • 优点： ①对各种污水都有良好的混凝效果 ②用量比硫酸铝少 ③适用的 PH 范围宽（5~9） ④混凝速度快，效果好 ⑤腐蚀性小，成本低 • 缺点：该产品多为土法生产，质量不易保证
            • 聚丙烯酰胺：既是一种混凝剂也是一种助凝剂，吸附架桥作用 • 优点：对低浊、高浊的效果均很好 • 缺点：价格比较高，产品中常含有少量未聚合的丙烯单体，毒性很高
            • 助凝剂：促进混凝沉淀的物质 • 调节水PH 值，改善混凝条件，如：碱度不足，可加氢氧化钙 • 改善絮凝体结构，如：铝盐产生的絮凝体小而松散，可使用聚丙烯酰胺、活化硅胶、骨胶等高分子助凝剂，使絮凝体变粗且紧密，改善絮凝体结构，促进混凝沉淀
        • 影响混凝沉淀效果的因素
          • 水中微粒的性质和含量：越单一均匀，越细，越不利于混凝
          • 水温：水温过低，絮凝体形成慢且细小、松散
          • 水PH和碱度：铝盐和铁盐的混凝效果受pH影响较大，而高分子混凝剂受pH影响较小
          • 水中有机物和溶解盐的含量：水中有机物对混凝有阻碍作用，溶解性盐类对铝盐的混凝有促进作用
          • 混凝剂的种类和用量、投加方法、搅拌强度和反应时间
      • 过滤（filtration）
        • 水通过有孔隙的滤料层以截留水中杂质而使水获澄清的工艺过程。
        • 其功效有： • 使水的浊度达到标准要求 • 去除水中大部分病原体：阿米巴包囊和隐孢子虫卵囊主要靠过滤去除，因对消毒剂的抵抗力很强 • 使残留微生物失去悬浮物保护，为滤后消毒创造条件 • 以地表水为水源的饮用水净化中，过滤是不可缺少的
        • 原理
          • 筛除作用：水中悬浮物粒子大于滤料空隙者，不能通层而被阻隔
          • 接触凝聚（吸附作用）： • 细小的絮状物及悬浮微粒 , 通过滤料时与滤料碰撞接触而被吸附于滤料表层 , 一 段时间后在滤料表面形成滤膜, , 净水效果大大提高 • 滤水过久，水中悬浮物使滤料微孔阻塞，滤料阻力越来越大
          • 滤池工作周期：a) 成熟期：滤料清洁，效果较差，降低滤速或实行初滤排水 b) 过滤期 ：滤料形成生物膜，效果较好 c) 清洗期：滤料孔隙减小，需清洁
        • 滤料的卫生学要求
          • 滤料：石英砂、无烟煤、木炭、活性炭等
          • 卫生学要求：• 无毒，性质稳定，不与水中任何化学物结合而产生有毒物 • 不能被微生物利用和分解 • 良好的机械强度， 不易磨损和碎裂 • 滤料颗粒粒度要较均匀
        • 影响过滤效果的因素
          • 滤层厚度和粒径：薄-影响水质；厚-延长时间；粒径大-筛滤、沉淀杂质作用小
          • 滤速：滤速过滤越慢越好，但会影响出水量
          • 进水水质：进水的浑浊度、色度、有机物、藻类等对过滤效果影响很大，浊度影响最大，要求低于10度
          • 滤池类型：因慢滤池滤料粒径小，去除微生物的效果一般在 99% 以上
      • 消毒（disinfection）
        • 杀灭外环境中病原微生物的方法。目的：切断传染病的传播途径，预防传染病的发生和流行。
        • 消毒方法
          • 氯化消毒(chlorination)
            • 用氯或氯制剂进行饮水消毒的方法 • 氯制剂：液氯、漂白粉[Ca(OCl)Cl] 、漂白粉精[Ca(OCl)2]等 • 液氯：饮用水大多用液氯消毒 • 有效氯：含氯消毒剂中氯具有杀菌能力的有效成分，即氯化物分子团中氯的价数大于-1者均为有效氯。漂白粉有效氯约28-33% ，漂白粉精60-70% ，
            • • 次氯酸（hypochlorous acid）杀菌机制， 体积小，电荷中性 , 易于穿过细胞壁 • 次氯酸是强氧化剂， 能损害细胞膜； 并影响多种酶系统而使细菌死亡； 氯对病毒的作用在于对核酸的致死性损害（病毒抗氯力较强） • 此外氯加入水可产生氯胺， 也有杀菌作用 • 水中含氨时，氨与次氯酸反应生成氯胺（一氯胺NH2Cl ，二氯胺NHCl2 ， 三氯胺NCl3） • 杀菌原理仍是次氯酸作用，氯胺是弱氧化剂， • 杀菌作用没HOCl强，需要较高浓度和较长接触时间
            • 化学消毒剂常用浓度表示法有比例浓度和百分比浓度。由百分浓度换算出mg/L浓度：用百分浓度×10 6 即可
            • 影响消毒效果的因素
              • 加氯量和接触时间
                • • 加氯量：加入水中的总氯量。它除了满足需氯量外，尚应有一定的余氯量。即：加氯量 = 需氯量 + 余氯量 • 需氯量：杀灭细菌和氧化水中有机物和还原性无机物需要的氯的总量 • 余氯：为保证持续的消毒效果，加氯量必须超过需氯量，使氧化有机物和杀菌后还能剩余一些有效氯 • 游离性余氯即自由性余氯(HOCl 和OClˉ)：要求接触30 分钟后有0.3～0.5mg/L的余氯 • 化合性余氯 (NH2Cl 、NHCl2 )： 要求接触1～2小时后，有1~2mg/L
                • ① 水需氯量为零，加氯量等于余氯量：如OA示 ② 水中有机物较少，且无游离氨时：如MB示 加入氯先氧化水中有机物和还原性无机物， 随加氯量增加，余氯量上升
                • ③ 水中有氨时：M-C 段为化合性余氯， 达C点，化合性余氯开始下降， 因为氯与氨已全部形成氯胺，而氯胺在过量氯作用下逐渐分解， 达D 点， 分解结束，继续加氯，余氯重新上升，此时余氯为游离性余氯（D-B）。D 点：称为折点。 • 原水游离氨>0.5mg/L 时，产生的化合性余氯已够消毒，加氯量可控制在C点前 • 原水游离氨<0.5mg/L 时，加氯量可控制在折点后
              • 水的pH值
                • • 次氯酸在水中发生离解，HOCl→H+ +OClˉ。PH 值降低，HOCl量增加，OClˉ量相应减少 • HOCl的杀菌效率比OClˉ高约80倍，PH低利于消毒, , 一般为7，但PH值也不宜过低，因水酸度大会腐蚀输水管道
                • 氯胺：• pH 值＞7.0， NH2Cl生成量较多 • pH 值 =7.0，NH2Cl和 NHCl2基本相等 • pH 值 ＜ 6.5 ，主要生成NHCl2 • pH 值＜ 4.0 ，有三氯胺生成 • NHCl2杀毒效果好于 NH2 Cl，三氯胺几乎无杀菌作用。但NHCl2很臭，故消毒以NH2Cl为好
                • 消毒效果：次氯酸>次氯酸根>氯胺
              • 水温、水的浑浊度、水中微生物的种类和数量： • 水温每提高 10℃，病菌杀灭率约提高2-3倍 • 水浑浊度高，悬浮物质较多，细菌多附着在悬浮颗粒上，氯的作用达不到细菌本身，降低杀菌效果 • 大肠杆菌抵抗力较低，病毒次之， 原虫包囊抵抗力最强
            • 氯化消毒的方法
              • 普通氯化消毒法： • 水质较好、水的浑浊度低，基本上无氨、无苯酚时， 加入少量氯即可达到消毒目的的一种消毒法。此时产生的主要是游离性余氯 • 优点：用氯量少，接触时间短，效果可靠 • 缺点：原水为地表水时， 产生氯化副产物较多， 如水中有酚类物质 ，会形成氯苯酚臭
              • 氯胺消毒法： • 加氯量控制在C点前，在水中先加入氨（液氨或氯化铵）再加氯生成一氯胺和二氯胺进行消毒的方法 优点：• THM 类物质的形成明显减少 • 避免氯酚臭 • 化合性余氯较稳定 ，使管网末梢余氯得到保证 缺点：• 氯胺消毒作用不如次氯酸，接触时间长，费用较贵 • 需加氨而操作复杂 • 对病毒的杀灭效果较差
              • 折点氯消毒法： • 在水里投放超过折点（D点）的加氯量，使水里形成过量的游离性余氯的消毒方法。 优点：• 消毒效果可靠 • 降低锰、铁、酚和有机物含量 • 并具有降低臭味和色度的作用 缺点：• 耗氯多，能产生较多的 THM ； • 需事先求出折点加氯量，比较麻烦
              • 过量氯消毒法： • 当水源受有机物和细菌污染较严重时，或在野外工作、行军等条件下，需在短时间内达到消毒效果时，加过量氯于水中，使余氯达l~5mg/L。 • 消毒后，用亚硫酸钠、亚硫酸氢钠或活性炭脱氯
            • 加氯地点和加氯设备
              • 滤前加氯，即在混凝沉淀前加氯，主要目的在于改良混凝沉淀和防止藻类生长，但易生成大量氯化副产物。
              • 滤后加氯，目的是杀灭水中病原微生物，最常用
              • 中途加氯，输水管线较长时，在管网中途补充加氯，此法既可保证末梢水余氯量，又不使水厂附近的管网水含余氯过高
            • 氯化消毒特点
              • 优点：消毒效果可靠，操作简单，易于控制与监测，成本低
              • 缺点： • 余氯与酚形成氯酚，影响水感官性状 • 普遍存在CDBP • 氯气有毒，需防止漏出和事故 • 漂白粉消毒除上述外， 漂白粉易受光、热、潮气作用而失效；漂白粉的溶解和调制不便；只适用于小水厂
          • 二氧化氯消毒
            • • 常温为橙黄色气体，强刺激性，水中极易挥发，故需临用时就地配制。空气中浓度>10%或水中>30%时,具有爆炸性. • 灭菌原理：强氧化剂, 对细菌、病毒、芽孢及真菌的杀灭力很强。可氧化细胞内巯基酶；控制蛋白质合成，使膜渗透性增高；破坏病毒衣壳。
            • 优点：• 杀灭病原菌 • 减少水中 THMs 等的形成 • 不与水氨 反应，消毒及氧化作用不受影响 • 不受 PH 的影响 • 消毒后 余氯稳定持久，防止再污染的能力强 等. . • 具除色、除臭、除酚作用，对有机物、铁、锰的去除效果较氯强，是氯制剂的理想替代品 • 去除其他毒物（CN-，NO2-，NH3）
            • 缺点：具爆炸性，须现场制备，不易储存运输；制备成本高
          • 紫外线消毒：• UV-C具有较强杀菌能力，以253nm的紫外线杀菌能力最强 • 原理：紫外线作用于微生物细胞内的核酸、蛋白及酶 • 要求：水浊度和色度要低，水深最好不超过12cm.（因穿透力弱） • 优点：杀菌效率高，接触时间短，处理后的水无色无味 • 缺点：不能持续杀菌，价格高。仅用于小型供水量不大的单位或家庭
          • 臭氧消毒
            • 优点：• 极强氧化剂： 氧化细胞膜使通透性增加； 影响病毒衣壳蛋白；故能杀死藻类和细菌，对病毒和芽胞也有强大杀伤力 • 消毒效果较ClO2和Cl2好，用量少，一般不大于1mg/L • 接触时间短：10~15分钟， • PH在6~8.5范围内均有效 • 不影响水的感官性状 • 不产生三卤甲烷 • 氧化多种有机物和还原性无机物，如腐殖质、氨氮、铁、锰、硫等
            • 缺点：• 投资大，费用较氯化消毒高 • 水中O3不稳定，控制和检测O3均需要一定技术 • 出厂水无剩余O3（O3对水管腐蚀作用强，也不允许有剩余O3），无持续杀菌作用，故需使用第二消毒剂 ，以防止二次污染 • 与有机物、铁和锰反应，使水浑浊度升高
          • 碘消毒：• 碘可以与微生物蛋白质中的氨基酸结合使之变性 • 碘酒：碘+碘化钾直接溶于75% 乙醇中，刺激性强，但杀菌效果好 • 有机碘：碘伏是碘和表面活性剂通过络合的方式而形成的络合物，实质上是一种含碘表面活性剂。
    • 深度净化：常规净化处理的基础上， 对水质再进行净化处理 • 目的：获得优质饮用水 • 方法：活性炭吸附法、膜过滤法、臭氧氧化 • 深度净化的水 必须用优质管道输送或桶装供应来保证水质
    • 特殊净化： 海水与苦咸水淡化、除铁和除锰、除藻和除臭
• 第五节 分散式给水
  • 井水卫生
    • 选址：水量、水质、便于防护和使用
    • 井的构造：井底、井壁、井台、井栏、井盖、取水设备
    • 井水消毒：漂白粉澄清液、每天两次（传染病流行时增加次数）晨起和午后
  • 新型饮用水（桶装水）
    • 纯水：• 自来水经电渗析、蒸馏法等使水中溶解矿物质及其它有害物质全部去除，即除水分子外，基本上没有其它成分。如 太空水、蒸馏水、纯净水等 • 纯水除去有害物质的同时也去除对人体有益的必须元素
    • 净水：以自来水为原水通过吸附、超滤以去除水中有害物质而保留原水的化学特征， 即原水中的溶解性矿物质。
    • 矿泉水：• 天然矿泉水某些深层地下水中偏硅酸、锶、锌、溴等元素到达限量值的泉水 • 人工矿化水 纯净水中 加入某些元素制成 。理想饮用水应保留天然化学特性，即含有适量矿物质和微量元素，特别是钙、镁不宜太高，否则容易引起结石。研究认为， 硬度 170mg/L 、总溶解性固体 300mg/L、弱碱水最适宜饮用
    • • 主要卫生问题：桶装水水质（浊度、细菌学指标、微量有机物等）指标都必须优于《 生活饮用水水质卫生标准 》 • 造成桶装水污染的原因：生产过程消毒不严；水桶消毒不彻底；灌装过程受污染
• 第六节 涉水产品的卫生要求
  • 涉水产品 （ products related to the health and safety of drinkingwater）： • 指饮用水生产和供应过程中与饮用水接触的所有有关产品：管材、管件、防护涂料、水处理剂、除垢剂、水质处理器及其他新材料和化学制剂等。 • 加强对涉水产品的监测管理，对提高水质和保障人体建康有重要意义
  • 主要卫生问题：• 水质处理器： 与饮水接触的成型部件和过滤材料（药用炭 、碘树脂等） • 饮用水输配水设备 ：输配水管道、蓄水池、供水设备等 • 水处理剂： 饮水净化处理中所用的各种化学处理剂 • 涂料： 常用双酚A，分子量越大越稳定越安全
• 第七节 饮用水的卫生调查、监测和监督（集中式给水）
  • 水源卫生调查： • 选择水源时，有关部门对候选水源行较长时间卫生调查和水质监测，并确定水源卫生防护方案 • 已使用的水源主要调查取水点及水源卫生防护的执行情况，必要时检测水源水质，水源水质恶化，应查明原因
  • 水厂调查：预防性卫生监督和经常性卫生监督 • 了解取水、净化、消毒等供水整个过程的管理及执行情况 • 检查整个供水过程所用的各种材料是否符合卫生要求 • 水厂工作人员要定期体检以免带菌者污染水体
  • 水质监测： ①采样点：• 城镇集中式给水，按供水人口计算，每2万人设一个采样点 ，超过100万 可酌情减少采样点数； 少于20万时，需适当增加采样点数目 • 采样点设在水源取水口、出厂水口及居民经常取水点处 • 所有采样点中应有一定点数选在水质易受污染的地点和管网系统陈旧部分 ②采样次数：每采样点每月采样不少于2次 ③监测项目：• 必测项目：细菌学指标，感官指标 • 选测项目：据当地水质情况和需要而定 • 对水源水、出厂水和部分有代表性的末梢水的监测