第2章水质与水质标准

1、第2章 水质与水质标准2.1 水中的杂质与性质水是溶解能力很强的天然溶剂，在自然界中，它与土壤、空气等接触后不可避免地带入各种物质。在制定水质标准或者进行水处理工程设计中，必须掌握水中的各种杂质及其变化规律，了解水与健康的关系。2.1.1水体中的杂质来源与分类在水处理工程中，首先要了解水中存在的各种杂质及其性质。水中存在的杂质主要来源于其所接触的大气、土壤等自然环境，以及人类活动中产生的各种污染物。水中杂质的种类很多，按其性质又可分为无机物、有机物和生物。按水中杂质的尺寸，可以分为溶解物、胶体颗粒和悬浮物三种；按颗粒大小分可分为悬浮物、胶体、离子和分子（即溶解物质）。其尺寸和外观特征如表2-1

2、所示。表中杂质的颗粒尺寸只是大体的概念，不是严格的界限。表2-1 水中杂质的尺寸与外观特征项目溶解物胶体颗粒悬浮物颗粒大小0.11.0nm1.0100nm100nm1mm外观特征透明光照下浑浊浑浊甚至肉眼可见（1）溶解物 主要是呈真溶液状态的离子和分子，天然水中的大多数是离子和可溶气体。如Ca2+、Mg2+等离子，Cl-、HCO3-、SO42-等酸根，O2、CO2、H2S、SO2、NH3等溶解气体。表2-2给出了天然水中的各种离子，其中以第I类最为常见。在外观上，含有这些杂质的水与无杂质的清水没有区别。含盐量较低的天然水中，钙离子通常占阳离子的首位。天然水中的Ca2+主要来自于地层中的石灰石和

3、石膏（CaSO42H2O）的溶解。CaCO3的溶解度很小，但当水中含有CO2时，易转化为溶解度较大的Ca(HCO3)2。Mg2+主要来源于含CO2的水溶解了地层中的白云石（MgCO3CaCO3）。白云石的溶解度和石灰石相似。表2-2 溶解在天然水中的各种离子类别阳离子阴离子浓度范围INa+、K+、Ca2+、Mg2+HCO-3、Cl-、SO42-、H3SiO4-几mg/L几万mg/LIINH4+、Fe2+、Mn2+F-、NO3-、CO32-0.1mg/L几mg/LIIICu2+、Zn2+、Ni2+HS-、BO2-、NO2-、Br-、I-、HPO42-、 H2PO4-小于0.1mg/L天然水中的K

4、+和Na+统称为碱金属离子，其盐易溶于水。碱金属离子主要是岩石和土壤中盐的溶解带来的。Na+的变化幅度很大，从基本为0到上万mg/L；K+的含量一般远低于Na+。由于二者特性相近，通常合在一起测定。HCO3-是天然水中主要的阴离子之一，多数是水中溶解的CO2和碳酸盐反应后产生的。天然水中都含氯离子，Cl-是氯化合物溶解产生的，一般淡水中Cl-浓度为10 mg/L到数百mg/L。一般氯化合物溶解度很大，随着河流或地下水带入海洋，海水中的Cl-浓度可达18000 mg/L，内陆咸水湖中Cl-浓度高达 mg/L。天然水中的SO42-主要来自于矿物盐的溶解（如CaSO42H2O）或有机物的分解。NO3

5、-有可能来自它的盐类的溶解，但主要是有机物的分解。铁是天然水中常见杂质。地表水中溶解氧充足，主要以Fe3+形态存在，为氢氧化铁沉淀物或者胶体微粒。沼泽水中铁可被腐植酸等有机物吸附或络合称为有机铁化合物。天然水中硅酸来源于硅酸盐矿物的溶解。硅是地球上第二种含量丰富的元素，硅酸（H4SiO4）又称可溶性二氧化硅，其基本形态是单分子的正硅酸H4SiO4，可以电离出H3SiO4-、H2SiO42-等。天然水中硅酸浓度从约6mg/L到120mg/L。当浓度较高、pH较低时，单分子硅酸可以聚合成多核络合物、高分子化合物甚至胶体微粒。水中硅酸通常以SiO2(mg/L)计算，地下水中的硅酸的浓度高于地表水。（

6、2）可溶性气体 多数天然水中都溶有CO2气体，主要是水体或土壤中的有机体在进行生物氧化分解时的产物。深层地下水有时含有大量CO2，是石油的地球化学过程产物。大气中的CO2可溶于水，浓度一般为0.51mg/L。地表水中溶解的CO2一般不超过2030mg/L，地下水中为1540mg/L，不超过150 mg/L。某些矿泉水，CO2浓度可达数百mg/L。水中的溶解氧主要来源于空气，其次是水生生物的光合作用释放的氧。常温时，水中溶解氧的含量约为814 mg/L。在藻类繁殖的水中，溶解氧可达到饱和状态。海水中含盐量较高，溶解氧含量较低，约为淡水的80%。地表水中很少含有硫化氢，特殊地质环境中的地下水，有时

7、含有大量的硫化氢。（3）胶体 胶体颗粒主要是细小的泥砂、矿物质等无机物和腐殖质等有机物，是许多分子和离子的集合体。由于这些微粒的表面积很大，有很强的吸附性，表面常因吸附离子而带电。同类胶体因带相同电荷相斥，在水中不能互相结合形成更大的颗粒，因此以微小胶体颗粒稳定存在于水中。这些胶体主要是腐殖质以及铁、铝、硅等的化合物。（4）悬浮物 悬浮物主要是泥砂类、粘土等无机质，以及动植物生存过程中产生的腐殖质等有机质；它们颗粒较大，水静止时，密度较小的悬浮物浮于水面，密度较大的则下沉。（5）无机杂质 天然水中的无机杂质主要是溶解性的离子、气体及悬浮性的泥砂。溶解离子有Ca2+、Mg2+、Na+等阳离子和H

8、CO3-、SO42-、Cl-等阴离子。离子的存在使天然水表现出不同的含盐量、硬度、pH值和电导率等特性，进而表现出不同的理化性质。泥砂的存在则使水变得浑浊。（6）有机杂质 天然水中的有机物与水体环境密切相关。一般常见的有机杂质为腐殖质类，以及一些蛋白质等。腐殖质是土壤的有机组分，是植物与动物残骸在土壤分解过程中的产物，属于亲水的酸性物质，相对分子质量在几百到数万之间。腐殖质本身一般对人体无直接的毒害作用，但其中的大部分种类可以与其他化合物发生作用，因而具有危害人体健康的潜能。例如，腐殖酸与氯反应会生成有致癌作用的三氯甲烷。（7）生物（微生物）杂质 这类杂质包括原生动物、细菌、病毒、藻类等。它们

9、会使水产生异臭异味，增加水的色度、浊度，导致各种疾病等。2.1.2 几种典型水体的水质特点受水体流经地区的地形地貌、地质条件以及气候条件的影响，地表水的水质差异较大。一些流经森林、沼泽地带的天然水中腐殖质含量较高；流域的地表植被不好、水土流失严重，会使水的浊度较高且变化大。天然水体的水质因流域特征、受人类扰动程度等存在较大差异。因地域的自然条件差异，地表水水质差别很大。即使同一条河流，也常因上游和下游、季节、气候等时空不同水质存在差异。江河水的含盐量和硬度都较低。含盐量一般在70900mg/L之间，硬度通常在50400mg/L(以CaCO3计)之间。中南、西南与华东地区土质和气候条件较好，草木

10、丛生，水土流失较少，江河水的浊度较低，年均浊度为100400NTU或更低。东北地区河流的悬浮物含量不大，浊度一般在数百浊度单位以下。而西北和华北地区的河流，尤其是黄土地区，悬浮物变化大，含量高，暴雨时携带大量泥砂，在短短几小时内悬浮物可由几mg/L骤增到几万mg/L。冬季黄河水浊度只有几十NTU，夏季悬浮物含量高达几万mg/L甚至几十万mg/L。由江河水补给的湖泊、水库水，水质特征与江河水类似。因为湖泊、水库水的流动性较小，经过长期自然沉淀，一般浊度较低。水的透明度高、流动性小，为水中的浮游生物，特别是藻类的生长创造了有利条件，尤其是排入的生活污水等中的氮、磷为浮游生物的生长提供了充分的营养源

11、。由于湖泊、水库的蒸发水面较大，水中矿物质不断浓缩，一般含盐量和硬度较江河水高。湖泊、水库水的富营养化已成为严重的水源污染问题。我国滇池、太湖蓝藻爆发就是典型的案例。海水以含盐量高为特征，含量最多的是氯化钠，质量分数约占83.7，其他盐类还有MgCl2、CaSO4等。地下水通常较少受到外界影响，一般终年水质水温稳定。经过地层的过滤作用，地下水中基本没有悬浮物。水在通过土壤和岩层时溶解了其中的可溶性矿物质，相对而言其含盐量、硬度等比地表水要高。含盐量一般为100500mg/L，硬度通常在100500mg/L(以CaCO3计)。北方地区地下水的Ca2+、Mg2+及重碳酸盐含量高于南方地下水，因而北

12、方地区地下水大多为硬度高的结垢型的水；而南方地区地表水中的Cl-、SO42-含量高于北方地区，水的腐蚀性较强。地下水中的铁以Fe2+形态存在，是Fe3+化合物缺氧时经生物化学作用转化为Fe2+进入地下水的。含铁地下水是透明的，但它与空气接触后，Fe2+容易被氧化而转化变成Fe3+，生成氢氧化铁胶体等。当含铁量超过1mg/L时就会呈现黄褐色混浊状态。锰的特性与铁相近，但在天然水中的含量要比铁少得多。水中的锰常以Mn2+形态存在，其氧化反应比铁要困难且进行缓慢，也有以胶体状态存在的有机锰化合物。2.2 水体污染与自净2.2.1 水中常见的污染物及其来源水环境污染已成为世界性问题,我国的七大水系和许

13、多湖泊、水库，部分地区地下水，以及近岸海域也受到不同程度的污染。同研究天然水体中的杂质类似，通常对水中的污染物可按化学性质和物理性质进行分类，也可以按污染物的污染特征来分类。按化学性质，可以分为无机污染物和有机污染物；按物理性质，可以分为悬浮性物质、胶体物质和溶解性物质。（1）可生物降解有机污染物耗氧有机污染物 耗氧有机污染物包括碳水化合物、蛋白质、脂肪等天然有机物，有机酸碱、表面活性剂等。其性质极不稳定，可以在有氧或无氧的情况下，通过微生物的代谢作用降解为无机物。耗氧有机污染物是城市污水的主要成分，在微生物的降解过程中，将消耗大量的氧，危害水体质量，是污水处理中优先考虑去除的污染物，常用CO

14、D、BOD、TOD、TOC等综合性水质指标来表征该类物质的含量。生活污水的BOD5 /CODCr比值为0.40.65；BOD5 /TOC比值为1.01.6；工业废水的BOD5 /CODCr和BOD5 /TOC比值，差异极大。还有一类是可以同化生物降解的有机物（AOC）。（2）难生物降解有机污染物 难生物降解有机物，如脂肪和油类、酚类、有机农药和取代苯类化合物等。这类物质化学性质稳定，不易被微生物利用，主要包括一些人工合成化合物及纤维素、木质素等植物残体。人工合成化合物包括农药、脂类化合物、芳香族氨基化合物、杀虫剂、除草剂等。它们化学稳定性极强，可在生物体内富集，多数具有很强的致癌、致畸、致突变

15、“三致”特性，对水体环境和人类有很大的毒害作用。常规的处理工艺对去除这些物质效果不明显。（3）无直接毒害作用的无机污染物 这类杂质虽然一般无直接毒害作用，但是，其在水中的存在严重地影响了水体的功能。包括颗粒状无机杂质、氮、磷等营养杂质和酸、碱等。泥砂、矿渣等无机颗粒杂质，虽无毒害作用，但影响水体的透明度、流态等物理性质。水的酸碱度对其使用功能及处理过程影响极大。生活污水一般呈中性或弱碱性，工业废水则酸碱性变化较大。污水中的氮、磷主要来源于人体及动物的排泄物及化肥等，它们是导致湖泊、水库、海湾等水体富营养化的主要原因。（4）有直接毒害作用的无机污染物 主要有氰化物、砷化物和重金属离子，这类污染物

16、危害最大，也难以处理，如汞、镉、铬以及锌、铜、钴、镍、锡等。重金属中汞的毒性最大，其次是镉、铅、铬、砷，被称为“五毒”，加上氰化物，是公认为六大毒性物质。这些毒性物质在水中多以离子或络合态存在，在低浓度即表现出毒性，可以在人体大量积累，形成慢性危害。2.2.2 水体的富营养化水体的富营养化是指富含磷酸盐和某种形式的氮素的水，在适宜光合作用环境下，水中的营养底物足以使水中的藻类大量繁殖，在后来的藻类死亡和随之而来的异养微生物代谢活动中，将会使水中的溶解氧耗尽，造成水质恶化和水生态环境破坏的现象。多数水体的富营养化是水体受到氮、磷污染的结果。人类活动引起的主要氮磷来源有：1）工业废水和生活污水未经

17、适当处理直接排入水体。2）常规城市污水处理厂的出水中常含有相当数量的氮和磷。3）农业生产中的面源性污染，包括肥料、农药和动物粪便等。4）城市来源中，除了粪便、工业污水外，大量使用的高磷洗涤剂是重要的磷的来源。水体的富营养化危害很大，它使水味变得腥臭难闻，消耗水中的溶解氧，向水中释放有毒物质，损害人类健康、水体功能。在富营养化水体中，大量的水藻形成浮渣，使水质变得浑浊，透明度降低，水体的感官性状大大下降。藻类的过度繁殖，使水体产生霉味和臭味，特别是藻类死亡分解腐烂时，经过放线菌等微生物的分解作用，使水藻发出浓烈的腥臭。一方面，水体表层密集的藻类使阳光难以透射进入水体的深层，限制或减弱深层水体的光

18、合作用，溶解氧的来源随之减少；同时，死亡藻类不断向水体底部淤积、腐烂分解，消耗大量的溶解氧，严重时可使深层水体的溶解氧消耗殆尽而呈厌氧状态。许多藻类能分泌、释放藻毒素等有毒有害物质，不仅危害动物，对人类健康也产生影响。若牲畜饮用含蓝藻所产生的藻毒素的水可引起牲畜肠道炎症，人若饮用也会发生消化道炎症。富营养化水作为水源，加大了给水处理难度，增加制水成本，降低供水水质。水体呈富营养状态时，水体正常的生态平衡就会受到扰动，引起水生生物种群数量的波动，使某些生物种类减少、另一些生物种类增加等，导致水生生物的稳定性和多样性降低。为了保护水资源，一方面必须对富营养化水体进行修复，恢复水体功能；另一方面要控

19、制面源污染，强化污水处理，减少营养物的排放总量；还要强化给水处理工艺，有效地去除藻类等物质，保证饮水卫生安全。2.2.3 水体的自净当污染物排入天然水体后，污染物质参与水体中的物质转化和循环，破坏了原有水系中的物质平衡。水体通过一系列的物理、化学和生物作用，经过相当长的时间和运动距离，污染物质自然而然被分离、分解，水体基本上或完全恢复到原有生态平衡。这个过程表明环境水体有自然净化污染物的能力。水体的自净作用是指水体在流动中或随着时间的推移，水体中的污染物自然降低或者降解的现象。水体中的污染物在随水流扩散、迁移、吸附沉降等物理作用下，浓度得到稀释。污染物的扩散过程包括竖向混合与横向混合。水中的污

20、染物大量的是易氧化的有机物。化学作用和生物作用使水中有机物氧化分解，污染物质浓度逐步衰减，是水体自净的主要途径。有机物在生化分解过程中，需要消耗水中的氧。因此，常用生化需氧量BOD与溶解氧DO来描述水体的自净过程。一般，BOD越高说明有机物含量越多，水体受污染程度越严重。DO是维持水生生物生态平衡和有机物进行生化分解的条件，DO越高说明水中有机污染物越少。正常情况下，清洁水中DO值接近饱和状态。水体中BOD值与DO值呈高低反差关系。水体自净是一个比较复杂的过程，影响自净能力的因素有污染物的性质、水体性质、水生生物种类和数量、水面形态、水流要素等。水体的自净能力与水体的大小、流动状况、污染物的性

21、质等因素有关，应通过计算或实验确定。在单一污染源的情况下，河流中BOD与DO变化规律如图2-1所示。图2-1 河流中BOD与 DO的变化规律如图2-1所示，图的DO曲线通常形象地称为氧垂曲线。假如在污水排放口上游，水体是清洁的，水体的BOD值低于最高允许量，DO接近于饱和；在排放口处BOD值急剧上升，DO被有机物降解所消耗，逐渐降低到允许含量以下，水质受到污染，随之BOD逐渐降低，DO值得到回升，水质逐渐恢复，经过较长的历时流程，水中的有机物和微生物经生物化学作用，恢复到原水体的生态平衡状态，水质又变得洁净。水体的自净能力是有限的。当污染物排放量过大，污染程度超过了水体的自净能力，水中的DO消

22、耗过快而来不及补充，水体就会出现缺氧或无氧状态，此时有机物的分解就会从好氧转化为厌氧，有机物中的硫转化为硫化氢，与水中的金属元素络合生成硫化物，散发出臭气。这就是水体受到严重污染的现象。2.3 饮用水与健康人的体内各种生理活动绝大多数是在水的参与下完成的，水是人体的主要成分。为了维持人的肌体内稳定循环，除有充足的水外，还必须有良好的水质。水中的许多物质对人的健康有重要作用，水是人的最重要的营养素。水质不良可引发多种疾病，严重时威胁人的生命。研究表明，水质与心脑血管疾病、高血压、癌症等都有关系。饮用含大约300 mg/L TDS(总溶解性固体)、有硬度、偏碱性的水会降低癌症致死的危险性。水的硬度

23、与心脏病死亡率有明确的关系。世界卫生组织认为，80的成人疾病和50的儿童死亡率都与饮用水水质不良有关。2.3.1水生物对人体健康的影响水中的生物与人体健康关系密切，影响较大的主要有病毒、致病原生动物、细菌，此外还有藻类、真菌、寄生虫、蠕虫等。（1）病毒 水体中已经检出100多种血清型肠道病毒。甲型肝炎病毒可引起病毒性肝炎，是典型水传染疾病。其中脊髓灰质病毒是最常见的一种病毒，严重时可导致小儿麻痹症；柯萨奇病毒，可引起胸痛、脑膜炎等疾病；呼肠弧儿病毒(埃可病毒)，可引起胃肠炎、脑膜炎等疾病；非特异性病毒中，有的可引起呼吸道疾病和急性出血结膜炎，有的可引起无菌性脑膜炎和脑炎等；腺病毒能引起呼吸道疾

24、病、眼部感染、胃肠炎等。（2）细菌 已经发现的饮用水中能引起肠道疾病的细菌有沙门氏菌(属)，可致沙门氏菌病，它引起毒血症，感染肝、脾、胆囊等，还能导致肠壁溃疡、出血、穿孔等；致病性大肠杆菌，可引起不同症状的腹泻；志贺氏菌(属)，它是细菌性痢疾的病原体；军团菌可以使肺部受损，也可出现肝、肾、心等其他器官受损，死亡率较高；钩端螺旋体可通过皮肤微小伤口、眼结膜、鼻和口腔黏膜侵人体内，引起黄疸出血、流感伤寒、肺出血等，钩端螺旋体病暴发曾有多次报道；致病性弧菌(属)，霍乱弧菌引起的霍乱是一种烈性消化道传染病；嗜水气单胞菌，能产生外毒素、可溶性的血凝素，引起人类O、A、B型血红细胞的凝聚，对人具有潜在的致

25、病性；弯曲菌以空肠弯曲菌最为常见，可引起肠炎；结核杆菌，是人和动物结核病的病原菌。（3）寄生虫 可导致人类疾病的典型寄生虫有隐孢子虫，兰伯氏贾第鞭毛虫，变形虫等。隐孢子虫卵囊可引发隐孢子虫病，是一种介水消化道传染病，是胃肠炎的病原体，许多国家将其列为饮用水卫生标准中的控制指标；水中的兰伯氏贾第鞭毛虫包囊可使人感染形成贾第鞭毛虫病，该病是人类10种主要寄生虫病之一，临床症状以腹泻为主；溶组织性变形虫，通过饮水途径，变形虫能在人体宿主内引发慢性传染，引起阿米巴痢疾，最终发展成肝肿大。（4）藻类 水中藻类繁殖使水带有腥味，使人产生恶心、呕吐的症状，是水体富营养化的结果。对人体健康危害较大的是蓝绿藻，

26、其中有些藻类能产生微囊藻肝毒素，是剧毒物，对肝细胞有破坏作用，并能促进肝细胞癌变，是引起肝癌的危险因素之一。国外报道，饮用毒藻污染的水，将导致家禽、家畜中毒死亡。已经发现了游泳者因接触含藻毒素的水而引起皮炎、中毒性肝炎事件，因透析液中有藻毒素导致透析治疗的病人死亡等。饮用含有某种病原因子的水，就可能染上相应的传染病。由于病原体的致病力取决于侵袭性、活力、人的免疫力等，不存在容许浓度下限，人一旦感染，则在体内迅速繁殖。世界卫生组织推荐饮用水的微生物指标是：100mL水样中不得检出埃希氏大肠杆菌或耐热型大肠杆菌，不得含肠道病毒、病原性原虫、寄生虫、蠕虫，蓝绿藻毒素的暂定值为1g/L。采用指示菌作为

27、卫生控制指标是因为直接逐一测定致病因子很困难。其他的指示菌还有粪大肠菌、粪球菌等。2.3.2 水中的化学物质对人体健康的影响1. 微量元素与其他无机物习惯上把在人体内占体重万分之一以下的元素称为微量元素，其他无机物叫常量元素。铁、锌、锰、铬、钼、钻、硒、镍、铜、硅、氟、碘、锶等20多种元素，是人类和其他动物必需的微量元素。微量元素含量虽然低微，但功能极大，它们分布于人体身体的各个部分，调节生理功能，参加酶的活动，负责运送氧并参与人体中荷尔蒙的活动。如锌在人体内仅含有23g，但其生理功能却极为重要，它不仅有助于人的生长发育，还可影响人的性格行为，缺锌可引起抑郁、情绪不稳定、易烦躁和性功能锐减等。

28、硒在人体的含量极微，但人体许多重要的生理功能与硒有直接关系。健康人头发中的含硒量在0.8g以上，如头发中含硒量少于0.4g的，为癌症嫌疑人。长期危害我国人民健康的克山病和大骨节病都与硒缺乏有关。水中许多常量元素具有上述微量元素相似的功能，如氢、碳、氮、氧、钠、镁、磷、硫、氯、钾、钙等都是人体所必需的。它们大部分都存在于天然水中，饮水是获得这些元素的重要途径之一。人体中99的钙存在于骨骼和牙齿中，体内缺钙会引起佝偻病和骨质软化。镁70存在于骨骼中，其余分布于软组织和体液内。缺镁可引起心肌病变、骨质脆弱和牙齿生长障碍等。维持钾、钠离子的动态平衡，是保证心肌正常活动的重要条件。钾对心肌坏死有预防作用

29、。磷占人体重量的1，成年人体内含磷达700g，85存在于骨骼中，它可强心健脑，增强记忆力。天然水在为人类提供多种有益元素，也含有不少有害的成分。例如汞是剧毒物，可致急慢性中毒，主要影响神经系统、心脏、肾脏和胃肠道，它可在人体内蓄积，或者蓄积在鱼虾等水生生物体内，能随食物进入人体；镉具有潜在的毒性，镉蓄积在体内的软组织中，使肾脏器官等发生病变及引起痛痛病；硝酸盐过量会导致高铁血红蛋白症，可能引起死亡；亚硝酸盐的主要危害是合成亚硝胺，它是公认的致癌物。水中的有些物质，适量有益人体，超量则有害。如适量的氟能提高牙齿硬度，预防龋齿，促进骨骼的钙化。人体每升血液中含有数百微克砷，参与细胞的代谢过程，并蓄

30、积在人的肝脏、指甲和毛发、脊髓中。但砷的化合物剧毒，长期持续吸收低剂量砷化物，可导致慢性砷中毒。但高氟水又会损伤牙齿，影响骨骼密度。铁对人的健康很重要，患缺铁性贫血的儿童除了抵抗力低以外，还会出现注意力不集中，记忆力减退的现象。若每天吸收铁超过12mg，就有可能中毒，超得太多会导致急性中毒。锰也是人体所需的，但过多也会中毒。硫酸盐、氯化物等浓度过高时，会使水产生厌恶的味道，在饮用水中应加以控制。2. 有机物有报道，在各种水体中已检出有机化合物达2220余种，多数是人工合成的有机物，其中饮用水中已经检出765种，117种被认为或怀疑为致癌物。典型的有机污染物有：（1）农药类 水中常见的农药是有机

31、氯类及有机磷类。例如六六六、DDT、五氯酚、甲草胺、阿特拉津等。它们或者具有致癌性，能引起食管癌、胃癌、肝癌、肺癌、白血病等，或者具有生殖毒性，改变人体的激素平衡等。（2）酚类化合物 主要有苯酚、甲苯酚、苯二酚、氯酚等。酚是促癌剂，达到一定量就显示出很强的致癌作用。长期饮用含低浓度酚类物质的水，可使人的记忆力减退，产生头晕、失眠、贫血、皮疹等症状。（3）芳香烃类化合物 水中此类物质主要是苯系化合物，包括苯、二甲苯、苯乙烯、氯苯、苯并(a)芘等，能引起造血功能障碍、损伤神经、致癌等后果。如苯并(a)芘是一种致癌性极强的物质，在低浓度慢性作用下可诱发各种动物的皮肤癌，各种恶性肿瘤的发生与之有关。3

32、. 放射性物质电离辐射对动物都有不同程度的致癌作用，可能引起皮肤癌、骨肉瘤、肺癌、白血病等。各类放射性核素通过饮水进入人体内可产生内照射。胎儿、青少年对放射性物质的敏感性比成人高，危害更大。如235U、233U可损害肝脏、骨髓、造血功能；131I可损害甲状腺，引起甲状腺炎；89Sr、90Sr可致骨肿瘤和白血病。4. 消毒剂与消毒副产物氯是饮用水处理主要的消毒剂，对细菌、病毒等有较好的灭活作用。投加消毒剂杀灭水中细菌和病毒的同时，消毒剂本身以及消毒副产物也会对人体健康构成威胁。消毒副产物可能是有机物或者无机物。但氯气投量过多不仅影响水的味道，还会同天然有机物、腐殖质相结合，形成三卤甲烷等氯化消毒

33、副产物。如氯仿、溴仿之类潜在的致癌物。研究表明，氯化后饮用水的有机浓集物具有直接致突变性，MX酸性氯化呋喃酮3氯4(二氯甲基)5羟基2(5氢)呋喃酮是致突变的重要成分，具有极强的致突变性。三氯乙酸、二氯乙酸具有致癌作用。二氧化氯消毒剂会产生亚氯酸盐、氯酸盐副产物，可与有机物生成多种氧化物，如甲醛、乙醛等。二氧化氯对呼吸道有刺激作用，长期饮用含二氧化氯的水可能损害肝、肾和中枢系统的功能，影响血液的生成，提高血浆胆固醇含量。亚氯酸盐属于致癌物，对肝和免疫反应有影响，引起肝坏死、肾和心肌营养不良。氯酸盐是中等毒性的化合物，为高铁血红蛋白的生成剂。应该限制饮用水中二氧化氯、亚氯酸盐的浓度。氯胺及所产生

34、的三卤甲烷副产物也有致突变性，但其作用强度远小于氯消毒。但若透析液中含有氯胺，将严重威胁病人的健康。流行病学研究发现，氯化和氯胺化的水与死产增加、出生缺陷增加有密切联系。臭氧消毒可产生某些醛类如甲醛、乙醛、乙二醛、丙酮醛等，若水中含Br-则会产生溴酸盐，这些副产物具有(或可疑)致突变性和致癌性，但强度远比氯化消毒的小，是相对较安全的消毒方法。2.3.3 水质与地方病甲状腺肿的基本病因是缺碘，水中含氟量与心血管病和癌症有联系，不少地方病都与饮用水水质关系密切。研究证明，饮用氟化物、硫化物含量高的水，含硫的不饱和烃的水及受微生物和化学物质污染的水，可能诱发甲状腺肿。饮用水含碘量与心血管病发病率呈显

35、著的负相关，当含碘量低于23g/L时，人类对冠心病的敏感性显著增强。克山病病因尚不十分清楚，但水中缺硒是一个肯定因素。大骨节病的病因也未查明，有观点认为与饮用水中缺少某种元素或饮用水中有大量腐殖酸有关。2.4 水质指标与用水水质标准2.4.1水质指标1. 用水水质指标（1） 物理性水质指标 它包括感官性水质指标(如温度、色度、浊度、嗅与味)、悬浮物及电导率等。1）温度 水温影响水的化学反应、生化反应及水生生物的生命活动，改变可溶性盐类、有机物及溶解氧在水中的溶解度，影响水体自净及其速率，细菌等微生物的繁殖与生长能力。2）色度 水中含有不同矿物质、染料、有机物等杂质而呈现不同颜色，凭此可初步对水

36、质做出评价，色度对人的感官性状及观瞻有重要影响。3）浊度 浊度表示水中含有胶体和悬浮状态的杂质，引起水的浑浊的程度。浊度较高，除表示水中含有较多的直接产生浊度的无机胶体颗粒外，可能含有较多吸附在胶体颗粒上和直接产生浊度的高分子有机污染物；重要的是，包埋在胶体颗粒内部的病原微生物，由于颗粒物质的保护能够增强抵御消毒能力，影响消毒效果，增加了微生物风险。控制饮用水的浊度，不仅改观水的感官性状，而且在毒理学和微生物学上意义重大。4）臭与味 饮用水中的异臭、异味是由原水、水处理或输水过程中微生物污染和化学污染引起的，是水质不纯的表现。水中的某些无机物会产生一定的臭和味，如硫化氢、过量的铁锰等。但大多数

37、饮用水中异臭、异味是由水源水中的藻类引起的。同时饮用水消毒中所投加的氯等消毒剂，本身会产生一定的氯味，并可以同水中的一些污染物质反应，产生氯酚等致臭物质。5）悬浮物 悬浮物的确切含义是不可滤残渣，为水样中0.45m滤膜截留物质的重量（105烘干）。对于给水处理，悬浮物主要反映水中泥砂含量。因为，饮用水中颗粒物的含量已经很低，常用浊度表示。对于一般的水源水和给水处理过程中的水，悬浮物与浊度的关系大致上是1NTU的浊度对应于1mg/L的悬浮物。6）电导率 水中溶解性盐类都以离子态存在，具导电能力。测定水的电导率可了解水中溶解性盐类的含量。通常的自来水含盐量从几百至1000mgL左右，测得的电导率为

38、1001000Scm。（2）水质的化学性指标 反映水中污染物的综合性水质指标有BOD5、COD、TOC、TOD等。1）生化需氧量（BOD）。水中有机污染物在微生物作用下分解时所需的氧量。通常将在20，历时20天生化需氧量以BOD20(20)表示。为缩短检测时间，常以20，5天生化需氧量BOD5作为常用有机物的水质指标，一般BOD5BOD20约为7080。2）化学需氧量(COD)。水中有机物与强氧化剂(如重铬酸钾、高锰酸钾)作用所消耗的氧，以CODCr及CODMn表示。3）总有机碳(TOC)。水中含碳有机物在高温下燃烧转化为CO2所耗的氧量，通常用专门仪器进行燃烧及测定CO2含量。4）总需氧量(

39、TOD)。水中所有有机物(C、N、P、S等还原性物质)经燃烧生成稳定性氧化物(如CO2、NOx、SO2、)所耗的氧。5）植物营养素。主要是含氮及磷的化合物，包括氨氮、总氮、凯氏氮、亚硝酸盐、硝酸盐以及磷酸盐等。6）氨氮。在水中以离子态(NH4+)及非离子态(NH3)存在，NH3对水中鱼类毒性最大。凯氏氮(TKN)为氨氮与有机氮之和。亚硝酸盐是氨氮经氧化得到。硝酸盐是由亚硝酸盐进一步氧化产生的。水中氨氮、有机氮、亚硝酸盐氮及硝酸盐氮的总和称为总氮。7）总磷。包括正磷酸盐(如PO4-、HPO4-、H2PO4-)；缩合磷酸盐，包括焦磷酸盐、偏磷酸盐及聚合磷酸盐。常用无机特性的综合指标有pH、碱度、酸

40、度、硬度、溶解性总固体、总含盐量等。8）无机性非金属化合物。砷(As)、硒、硫化物、氰化物、氟化物。9）砷(As)。在水中砷多以三价和五价形态存在(AsO33-、AsO43-)。三价砷化物比五价砷化物对哺乳类动物及水生生物的毒性作用更大。10）氰化物(CN-)。氰化物、氰络化物和有机腈化物、氰化物(HCN、KCN、NaCN)对人体及水生动物有剧毒作用。水中氟化物含量高易引起氟中毒，如氟骨症、氟斑釉齿等。11）重金属。主要指汞、镉、铅、镍、铬等是人体健康及保护水生生物毒理学的水质指标。汞、镉的毒性也大，铅对人体具有积累性毒性，甲基汞毒性更剧。铬有三价铬和六价铬，水中六价铬毒性最大，大于三价铬的1

41、00倍。铬是保证人体健康及保护水生生物毒理学指标。（3）微生物学指标 合格的饮用水中不应含有致病微生物或生物。常以指示菌来表征，如细菌总数、总大肠菌群和耐热大肠菌群（又称粪大肠菌）等。总大肠菌群和耐热大肠菌群是判断水体受到粪便污染程度的直接指标，加上水中细菌总数指标，除了可指示微生物的污染状况外，还常用来判定水的消毒效果。（4）毒理学指标 饮用水中的有毒化学物质带给人们的健康危害不同于微生物污染。一般微生物污染可导致传染病的暴发，而化学污染物引起的健康危害往往是与之长期接触所致，特别是蓄积性毒物和致癌物的危害更是如此。只有在极特殊的情况下，才会发生大量化学物质污染而引起急性中毒。（5）放射性指

42、标 人类实践活动可能使环境中的天然辐射强度有所提高，特别是核能的发展和同位素技术的应用，可能构成放射性物质对水环境的污染。必须对饮用水中的放射性指标进行常规监测和评价。一般规定总放射性和总放射性的参考值，当这些指标超过参考值时，需进行全面的核素分析以确定饮用水的安全性。 2. 污水水质指标 污水水质指标大部与用水水质指标相同，但增加了表述水的污染程度和处理效果的指标。（1）物理性指标 包括水温、色度、臭味和固体等。生活污水的平均温度约为1420；工业废水的水温与生产工艺有关。污废水的温度过低或过高，都会影响污水生物处理效果和受纳水体的生态环境。生活污水一般呈现灰色，当污水中的溶解氧不足而使有机

43、物腐败时，则污水颜色转呈黑褐色；生产废水的颜色视工矿企业的性质而定。生活污水的臭味主要由有机物腐败所致，生产废水的臭味来源于还原性硫和氮的化合物、挥发性有机物等。固体物质包括溶解在水中的固体总量(TDS)，是溶解在水中的无机盐和其他无机物的总量。悬浮固体(SS)、泥砂及各种颗粒物，常使水着色，易产生淤积，影响水生生物的生存及水的使用。水中固体物的各种形态：（2）化学性指标 1）无机物。污水中的无机物包括酸碱度、氮、磷、无机盐及重金属离子等。2）酸碱度。天然水中的pH值一般为69，当污水pH值偏高或偏低时，不仅对管渠、污水处理构筑物及机械设备产生腐蚀，还对污水的生物处理构成威胁。3）氮、磷。一般

44、生活污水中的凯氏氮浓度约40mg/L，其中有机氮约15 mg/L，氨氮约25 mg/L；有机磷浓度约为3 mg/L，无机磷浓度约为7 mg/L。非重金属无机有毒物质主要有氰化物（CN-）和砷（As）。其他同前所述。（3）生物性指标 污水生物性指标主要有细菌总数、总大肠菌群和病毒三项。2.4.2 生活饮用水水质标准1.生活饮用水水质标准制定的原则生活饮用水一般指人们饮用和日常生活用水，包括个人卫生用水，但不包括水生物用水和特殊用途的水。生活饮用水水质标准是关于生活饮用水卫生和安全的技术法规，涉及一系列的水质指标及相应的限制值。生活饮用水水质标准的制定，主要是根据人们终生用水的卫生与安全性来考虑的

45、。要求水中不得含有病原微生物，所含化学物质及放射性物质不得危害人体健康，水的感官性状和一般化学指标良好，且要与国情、社会经济发展水平相适应。（1）水的感官性状指标和一般化学指标 感官性状不良的水，会使人产生厌恶感和不安全感。饮用水应呈透明状，不浑浊，无肉眼可见物，无异味异臭及令人不愉快的颜色等。一些化学指标也与感官性状有关，包括总硬度、铁、锰、铜、锌、挥发酚类、阴离子合成洗涤剂、硫酸盐、氯化物和总溶解性固体等。应从影响水的外观、色、臭和味的角度，规定这些物质的最高容许限值。（2）毒理学指标 饮用水中存在众多的化学物质，主要是根据化学物质的毒性、在饮用水中含有的浓度和检出频率，以及是否具有充分依

46、据来确定其限值的。这些物质的限值是根据毒理学研究和人群流行病学调查所获得的资料制定的。（3）微生物学指标 理想的饮用水不应含有致病微生物或生物。为了保障饮用水达到这一要求，以一些指示菌为指标来表征，如大肠菌群等。另外，还应规定消毒剂的残留量。如以氯做消毒剂时，要求管网中水的游离余氯应达到一定的浓度，以确保有效的消毒。（4）放射性指标 必须要对饮用水中的放射性指标进行常规监测和评价。一般规定总放射性和总放射性的参考值，当这些指标超过参考值时，需进行全面的核素分析以确定饮用水的安全性。除了用水安全这一主要因素外，制定生活饮用水水质标准时同时要考虑社会经济发展水平。如所选择的指标及相应限值的可测性、

47、现有水处理工艺水平是否能达到标准的要求、经济上的承受能力等。一般情况下，标准中涉及的指标越多、限值越严格，对水处理工艺要求越高、水处理的成本越高。随着科学技术的进步，对饮用水水质安全重要性的认识不断提高，对水中各种物质的检测水平和处理能力也不断提高，生活饮用水水质标准将会不断的修订与提高。2. 世界卫生组织(WHO)及发达国家和地区的生活饮用水水质标准各国对饮用水的水质标准极为重视，许多国家和地区都制定了相关严格的饮用水水质标准。最具有代表性和权威性的是世界卫生组织(WHO)水质准则，它是各国制定本国饮用水水质标准的基础和依据。WHO于1992年在日内瓦举行会议，推出了“饮用水水质指南”（第2

48、版）(Guidelines for Drinking Water Quality 2nd Ed)，包括与健康有关的水质指标135项，其中微生物学指标2项，化学物质指标131项(无机物36项，有机物31项，农药36项，消毒剂及副产物28项)，放射性2项，有指导值的指标共98项。世界卫生组织制定水质标准的指导思想是控制微生物的污染。消毒副产物对健康有潜在的危险性，但较之消毒不完善对健康的风险要小得多。符合“准则”指导值的饮用水就是安全的饮用水。短时间水质指标检测值超过指导值并不意味着此种饮用水不适宜饮用。在制定化学物质指导值时，既要考虑直接饮用部分，又要考虑沐浴或淋浴时皮肤接触或易挥发性物质通过呼

49、吸道摄入部分。欧共体制定的饮用水水质标准称为饮用水指令(EEC Directive)。1998年修订的指令 (98/83/EEC)列出了48项水质参数，其中，微生物学参数2项、化学物质参数26项、指示参数8项和放射性参数2项，作为欧共体各国制定本国水质标准的重要参考，要求各成员国在2003年确保饮用水水质达到标准的规定(溴仿、铅和三卤甲烷除外)。1986年，美国联邦环境保护局颁布了“安全饮用水法案修正案”，确定了实施饮用水水质规则的计划，制定了“国家饮用水基本规则和二级饮用水规则”(National Primary and Secondary Drinking Water Regulation

50、s)，它是现行美国饮用水水质标准，规定了饮用水中的污染物最大浓度和污染物最大浓度目标值。前者是指饮用水中污染物浓度最大允许值，是强制性标准；后者是指饮用水中的污染物不会对人体健康产生未知或不利影响的最大浓度，是非强制性指标。“国家饮用水基本规则”是强制性标准，公共供水系统必须要满足其要求。“国家二级饮用水规则”是非强制性的指导标准。日本和南非参考了WHO/EEC/EPA三种标准，香港则以WHO为标准。各国或者地区在制定自己的标准的过程中，根据实际情况作了相应的调整。3. 中国的生活饮用水水质标准我国生活饮用水的水质标准是随着科学技术的进步和社会发展而逐步修订的。1927年上海市颁布了第一个地方

51、性饮用水标准，称为上海市饮用水清洁标准。1937年北京市自来水公司也制定了水质标准表，包含有11项水质指标。解放后，1950年颁布了上海市自来水水质标准，有16项指标。1956年新中国颁布了第一部饮用水水质标准，有15项指标；1976年我国颁布了(TJ 20-76)生活饮用水卫生标准，有23项水质指标；1985年我国颁布了修订的(GB 574985) 生活饮用水卫生标准，有35项指标。1992年，建设部组织编制了城市供水行业2000年技术进步发展规划，对水质目标进行了规划，根据自来水公司供水规模分为四类，提出了不同的水质考核指标，如日供水量在100万吨以上的一类水司有89项指标。规划水质目标对

52、一、二类水司提出了比国家标准更高的要求，对供水企业的技术进步和供水水质的提高起到了推动作用。2001年，卫生部颁布了生活饮用水水质卫生规范，规定了生活饮用水及其水源水水质卫生要求。规范中将水质指标分为常规检验和非常规检验项目两类。生活饮用水的常规检验项目有34项，非常规检验项目有62项。对于水源水也作出了相应的规定。2005年，建设部发布了行业标准(CJ/T 2062005)城市供水水质标准，规定了城市公共集中式供水企业、自建设施供水和二次供水单位，在其供水和管理范围内的供水水质应达到的要求。该标准共有103项控制指标，其中常规检验项目有42项，非常规检验项目有61项。对于水源水质和水质检验频

53、率都有相应的规定。生活饮用水水质卫生规范比单纯的水质标准更全面，包含水质标准、水源选择及水源水质要求、水源卫生防护、供水单位、水质监测整个环节的内容。工业用水的水质可以参见各工业用水水质标准。工业用水可分为工艺、锅炉、洗涤、冷却用水等。如（GB 50050-95）工业循环冷却水处理设计规范中的循环冷却水水质标准、（GB 1576-1996）低压锅炉水质标准、（GB 12145-89）火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准等。表2-4 给出了地表水环境质量的基本项目标准限值，对集中式生活饮用水地表水源地提出补充项目和特定项目标准限值。其中基本项目31项，以控制湖泊水库富营养化为目的的特定项目4项

54、，以控制地表水、类水域有机化学物质为目的的特定项目40项。表2-5列出的是一些工业用水的主要水质要求。2.4.3 其他用水的水质标准1. 食品、饮料类水质标准一般食品、饮料用水采用生活饮用水水质标准。经济的发展，生活水平的提高，出现了小区直饮水、灌装水等各种优质饮水。饮用净水是指以自来水或符合生活饮用水水源水质标准的水为原水，经深度净化后可直接供用户饮用的管道供水和灌装水。饮用净水的水质标准在生活饮用水水质标准的基础上有所提高，详见(CJ941999)饮用净水水质标准。表2-3 生活饮用水水质常规检验项目及限值 项目限值感官性状和一般化学指标色色度不超过15度，并不得呈现其他异色浑浊度不超过1

55、度（NTU），特殊情况下不超过5度（NTU）臭和味不得有异臭、异味肉眼可见物不得含有PH6.58.5总硬度（以 CaCO 3 计）450mg/L铝0.2mg/L铁0.3mg/L锰0.1mg/L铜1.0mg/L锌1.0mg/L挥发酚类（以苯酚计）0.002mg/L阴离子合成洗涤剂0.3mg/L硫酸盐250mg/L氯化物250mg/L溶解性总固体1000mg/L耗氧量（以O 2 计）3mg/L，特殊情况下不超过5mg/L毒理学指标砷0.01mg/L镉0.005mg/L铬（六价）0.05mg/L氰化物0.05mg/L氟化物1.0mg/L铅0.01mg/L汞0.001mg/L硝酸盐（以 N 计）10m

56、g/L硒0.01mg/L溴酸盐（使用臭氧时）0.01mg/L甲醛（使用臭氧时）0.9mg/L亚氯酸盐（使用二氧化氯消毒时）0.7mg/L氯酸盐（使用复合二氧化氯消毒时）0.7mg/L四氯化碳0.002mg/L氯仿0.06mg/L细菌学指标菌落总数100CFU/ml 总大肠菌群每100mL水样中不得检出耐热大肠菌群每100mL水样中不得检出大肠埃希氏菌每100mL水样中不得检出游离余氯在与水接触30min后应不低于0.3mg/L，管网末梢水不应低于0.05mg/L（适用于加氯消毒）放射性指标总放射性0.5Bq/L总放射性1Bq/L表中NTU为散射浊度单位。特殊情况包括水源限制等情况。CFU为菌落形成单位。当水样检出总大肠菌群时，应进一步检验大肠埃希氏菌或耐热大