第二章 水质与水质标准
2.1天然水中杂质的种类与性质
2.1.1 天然水体中的杂质
天然水中存在的杂质主要来源于所接触的大气、
土壤等自然环境,同时人类活动产生的各种
污染物也会进入天然水体。( 1)按水中杂质
的尺寸,可以分为溶解物、胶体颗粒和悬浮
物 3种。
(2)从化学结构上可以将水中杂质分为无机物、
有机物、生物等几类。
2.1.2 各种典型水体的水质特点
一般可以将天然水分为地表水和地下水两类,
地表水又可以分为江河水、湖泊水库水、海
水等。
2.2 水体的污染与自净
2.2.1 水中常见污染物及来源
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.可生物降解的有机污染物 —— 耗氧有
机污染物
2.难生物降解的有机污染物
3.无直接毒害作用的无机污染物
4.有直接毒害作用的无机污染物
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些形
式的氮素的水,在光照和其他环境条件
适宜的情况下,水中所含的这些营养物
质足以使水体中的藻类过量生长,在随
后的藻类死亡和随之而来的异养微生物
代谢活动中,水体中的溶解氧很可能被
耗尽,造成水体质量恶化和水生态环境
结构破坏的现象。
? 水体的富营养化危害很大,对人类健康、
水体功能等都有损害,包括:
? ( 1)使水味变得腥臭难闻。
? ( 2)降低水的透明度。
? ( 3)消耗水中的溶解氧。
? ( 4)向水体中释放有毒物质。
? ( 5)影响供水水质并增加供水成本。
? ( 6)对水生生态的影响。 。
2.2.3 水体的自净
? 水体的自净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的现象。
? 通过化学作用和生物作用对水体中有机物
的氧化分解,使污染物质浓度衰减,是水
体自净的主要过程。
? 可以用两个相关的水质指标来描述水体的
自净过程。
? 一个是生化需氧量 BOD,该值越高说明
有机物含量越多,水体受污染程度越严重;
? 另一个是水中溶解氧 DO,它是维持水生
物生态平衡和有机物能够进行生化分解的
条件。
历时(流程)
洁净段
降质
污染段 恢复段 又复洁净
DO
BOD
BOD
BOD
DO又复饱和
DO
污水源口
BOD,DO含量
O 2
一般在单一污染源的情况下,BOD与 DO变化曲线如图 2-
1所示。
图 2-1 BOD和 DO变化曲线
2.3 饮用水水质与健康
2.3.1 水中的生物对人体健康的影响
? 水中的生物 (主要是微生物 )与人体健康关系
密切,影响比较大的主要有细菌、病毒、致
病原生动物,此外还有藻类、真菌、寄生虫、
蠕虫等。
2.3.2 水中的化学物质对人体健康的影响
? 1.微量元素及其他无机物 。
? 2.有机物
? 3.放射性物质
? 4.消毒剂及消毒副产物
2.4 用水水质标准
水质标准是用水对象 (包括饮用和工业用水
对象等 )所要求的各项水质参数应达到的限
值。可分为国际标准、国家标准、地区标准、
行业标准和企业标准等不同等级。
生活饮用水水质标准制定的原则
生活饮用水水质标准的制定主要是根据人们
终生用水的安全来考虑的,
水中不得含有病原微生物;
水中所含化学物质及放射性物质不得危害人
体健康;
水的感官性状良好。
1.感官性状和一般化学指标
2.毒理性指标
3.细菌学指标
4.放射性指标
感官性状和一般化学指标
1.色度
饮用水的颜色是由于带色有机物、金属或高色度的工业
废水造成。水色的存在使饮用者不快甚至感到厌恶。衡量水
中的色度用铂钴标准比色法,规定相当于 1mg铂在 1L水中所
具有的颜色称为 1度。“国标”规定色度不超过 15度,并不
得呈现其他异色。
2.混浊度
混浊度本身并不直接代表水的性质,而是综合性地反映
水的混浊程度,属于感官性质。混浊度大小与水中的悬浮物
质、胶体物质的含量有关。混浊度用白陶土标准比浊法测定,
相当于 1mg白陶土在 1L水中所产生的混浊程度作为一个混浊
度单位,用度表示。“国标”规定不超过 3度,特殊情况不
超过 5度。
3.臭和味
“国标”规定饮用水不得有异臭、异味。测定水中臭气
没有标准的单位表示,一般常以水样在 40℃ 及 60℃ 时测者的
感觉用文字定性描述并以臭气强度表示。描述臭气强度分为
6级。味在强度上也分为 6级。
4.肉眼可见物
“国标”规定水中不得含有肉眼可见物。
5,pH值
pH值是水中氢离子浓度倒数的对数值。是衡量水中酸碱度
的一项重要指标。
6.总硬度
含有钙与镁离子的水叫做具有“硬度”的水。水中钙离子
与镁离子含量的综合叫做水的总硬度。水的硬度有分为暂时硬
度和永久硬度两种,总硬度是这两种硬度之和。
“国标”规定:生活饮用水的总硬度不能大于 450mg/L
(以碳酸钙计)。
7.铁
铁在天然水中普遍存在,是人体不可缺少的营养素。水中
含铁量在 0.3~ 0.5mg/L时无任何异味,达 1mg/L时便有明显的
金属味,在 0.5mg/L时色度可大于 30度。“国标”规定:生活
饮用水中含铁不应超过 0.3mg/L。
8.锰
锰也是人体需要的微量元素之一。水中含锰量如超过
0.15mg/L时,水就会产生金属涩味。毒性较小,“国标”规定
不应超过 0.1mg/L,是从感官和危害角度提出的。
9.铜
水中含铜量达 1.5mg/L时就会有明显的金属味,超过 1mg/L
的水,可以使衣服器皿及白瓷器染成绿色。但铜也是人体需要
的微量元素之一。“国标”规定主要从感官出发,不应超过 1.0
mg/L。
10.锌
当水中含锌量达 10 mg/L时,水是浑浊的,在 5 mg/L时水
中有金属涩味。“国标”规定不应超过 1.0 mg/L也是根据感官
性状要求制定的。
11.挥发酚类
酚分为挥发酚与不挥发酚,水中含酚主要来自工业废水污
染,特别时炼焦和石油的工业废水,其中以苯酚为主要成分。
“国标”规定:根据感官要求,定为饮用水中挥发酚类含量不
应超过 0.002 mg/L。
12.阴离子合成洗涤剂
其化学性质稳定,较难分解和消除,毒性极低。“国标”
规定为不应超过 0.3 mg/L。
13.硫酸盐
硫酸盐在天然水中普遍存在,但含量过高就会使水具有
苦涩味,且能使人腹痛、腹泻、甚至便血。“国标”规定不
应超过 250 mg/L。
14.氯化物
水中氯化物含量过高,使水产生令人厌恶的味道,长期
饮用氯化物含量过高的水还会引起高血压、心脏病和婴儿猝
死,“国标”主要根据味觉考虑规定为不应超过 250 mg/L。
15.溶解性总固体
水中溶解性总固体主要成分为钙、镁、钠的重碳酸盐、
氯化物和硫酸盐等无机物。“国标”规定溶解性总固体不应
超过 1000 mg/L。
毒理性指标
1.氟化物
氟化物在自然界广泛存在;使人体正常组织成分之一。
“国标”综合考虑饮用水氟含量堆牙齿的轻度影响和氟的防
龋,以及堆广大高氟区饮水进行除氟或更换水源所付的经济
代价,规定饮用水中氟含量不得超过 1 mg/L。
2.氰化物
水中氰化物有剧毒,氰化物使水呈杏仁气味,其嗅觉阈
浓度为 0.1 mg/L。“国标”采用一定安全系数,规定饮用水
中氰化物不得超过 0.05 mg/L(以游离氰根计)。
3.砷
水中的砷化物有毒,“国标”规定不应超过 0.05 mg/L使
安全的。
4.硒
硒使人体必需的元素之一。但硒的化合物有毒,在人体
内有明显的蓄积作用。
5.汞
汞,是剧毒物质。汞化合物分为有机汞与无机汞,无机
汞中的氯化汞和硝酸汞的毒性较高,汞在人体内蓄积性高,
残毒性久,浓缩性大。“国标”规定不得超过 0.001 mg/L。
6.镉
镉是有毒元素,食用镉污染的食物可能会蓄积于体内造
成慢性中毒。“国标”规定饮用水中镉含量不超过 0.01 mg/L。
7.铬
铬的化合物有二价、三价和六价,其中六价铬毒性最大,
可引起皮肤、粘膜、肝、胃、肾、口腔、血液部分的疾患,
并有导致肺癌的可能。“国标”规定为不得超过 0.05mg/L。
8.铅
铅常随饮水和食物进入人体,摄入量过多可引起中毒。
世界卫生组织于 1972年规定每人每周摄入铅的总耐受量为
3mg,当饮用水中铅含量为 0.1mg/l时可能引起儿童血铅浓度
的增高,根据国内管网水含铅量一般均低于 0.05 mg/L的实际
情况,“国标”规定铅浓度不得超过 0.05 mg/L。
9.银
银的主要毒性表现为皮肤、眼和粘膜着色,称为银质沉
着症。由于银一旦被吸收,就能长期保存在组织中。“国标”
根据国外饮水中银的限量标准,规定饮水中银的浓度不得超
过 0.05 mg/L。
10.硝酸盐
硝酸盐含量过高可引起婴儿得变性血红蛋白血症,还可能
引发癌症。“国标”定为饮用水中硝酸盐氮含量不得超过 20
mg/L。
11.氯仿
当水源被污染,原水中含有机物或腐殖质时,加氯消毒就
可能生成许多有机氯化合物,其中以氯仿为最常见。世界卫生
组织, 饮用水水质准则, 中推荐氯仿在饮用水中得建议值为
30μg/L,考虑到我国国情,“国标”建议饮用水中氯仿含量得
试行标准为 60μg/L。
12.四氯化碳
四氯化碳也是致癌物质,“国标”根据世界卫生组织, 饮
用水水质准则, 得建议值,建议饮用水中四氯化碳含量试行标
准为 3μg/L。
13.苯并( α)芘
凡是含碳物质在燃烧(特别试 400~ 900℃ )时都能产生
苯并芘等多环芳烃。“国标”推荐饮用水中苯并( α)芘含
量得试行标准为 0.01μg/L。
14.滴滴涕
滴滴涕是一种持久性农药,在人体内有很强得蓄积性。
“国标”从严考虑,建议在饮用水中滴滴涕得试行标准为
1μg/L。
15.六六六
六六六可在水中稳定,有强烈异臭。工业品六六六可使
小鼠致癌,考虑到六六六目前已停用,但仍有残留,“国标”
建议饮用水中六六六含量得试行标准为 5μg/L。
细菌学指标
1.细菌总数
细菌总数是指一毫升水样在普通琼脂培养基中经 37℃ 24
小时得培养所生长得各种细菌菌落总数,“国标”定为每毫升
不超过 100个。
2.大肠菌群
水中所含大肠杆菌得数量,通常用大肠杆菌群来表示,
其意义为一升水中所含得大肠杆菌数。“国标”规定大肠杆
菌 3个 /L,这在流行病学上是安全的。
3.游离性余氯
自来水必须经过消毒,因此有适量的余氯在水中,以保
持持续的杀菌能力防止外来的再污染。“国标”规定,用氯
消毒时出厂水游离性余氯不低于 0.3mg/L,管网末梢水不低
于 0.05mg/L。
放射性指标
世界卫生组织, 饮用水水质准则, 规定饮用水中放射线
性物质总 γ放射性为 0.1Bq/L,总 β放射性为 1.0 Bq/L。这是基
于假设每人每天摄入 2L水时所摄入的放射性物质按成年人的
生物代谢参数估算出一年内对成年人产生的剂量确定的。因
为有较大的安全系数可以不考虑年龄的差异和饮水量的不同。
“国标”据此确定的放射性指标限值时世界卫生组织的推荐
值。
2.5 污水的排放标准
污水排放标准制定的依据
依据地表水水域环境功能和保护目标,按功能高低划
分为 5类:
Ⅰ 类 主要适用于源头水,国家自然保护区;
Ⅱ 类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保
护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼
鱼的梭饵场等;
Ⅲ 类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保
护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业
水域及游泳区;
Ⅳ 类 主要适用于一般工业用水区及人体非直接接
触的娱乐用水区;
Ⅴ 类 主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。