凈水水處理劑中有害雜質(zhì)在水中殘留物分析與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估
【西安純水設(shè)備http://www.108clf.cn】常規(guī)的凈水水處理工藝包含混凝、沉淀和澄清、消毒。消毒作為水處理工藝的最后一步,承擔(dān)了殺滅病原體的重要職能,我國(guó)大部分水廠(chǎng)使用的是含氯消毒劑,例如次氯酸鈉。此外,比起單純使用活氯(氯氣)消毒,氨氮與氯消毒劑結(jié)合生成的氯胺(化合氯)穩(wěn)定性更佳,殺菌效果更持久。因此,當(dāng)原水中氨氮質(zhì)量濃度過(guò)低時(shí),水廠(chǎng)會(huì)選擇投加液氨或者硫酸銨進(jìn)行補(bǔ)充,由于液氨在運(yùn)輸和儲(chǔ)存上存在一定的安全隱患,水廠(chǎng)更傾向使用硫酸銨。
因此,硫酸鋁、次氯酸鈉、硫酸銨是我國(guó)部分水廠(chǎng)使用的常規(guī)凈水水處理劑。由于水處理劑是投加到水體中使用的,有害雜質(zhì)勢(shì)必存在殘留風(fēng)險(xiǎn),從而影響人體健康。本文希望通過(guò)比較國(guó)內(nèi)外水處理劑的標(biāo)準(zhǔn),匯總由水處理劑雜質(zhì)引起的有殘留風(fēng)險(xiǎn)的檢測(cè)項(xiàng)目,并結(jié)合某市2019年上半年原水和出廠(chǎng)水的檢測(cè)數(shù)據(jù),進(jìn)一步篩選和優(yōu)化需要關(guān)注的檢測(cè)項(xiàng)目,為實(shí)際生產(chǎn)工作提供理論依據(jù)和指導(dǎo)借鑒。西安純水設(shè)備
1 水處理劑中的有害雜質(zhì)
本研究希望借鑒國(guó)外標(biāo)準(zhǔn),找出我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有的有害雜質(zhì)檢測(cè)指標(biāo),再通過(guò)對(duì)這些雜質(zhì)項(xiàng)目在水體中的實(shí)際殘留情況進(jìn)行進(jìn)一步篩選。
1.1 有害雜質(zhì)的來(lái)源
生產(chǎn)水處理劑的原料多來(lái)自工業(yè)廢渣,成分復(fù)雜。例如:生產(chǎn)硫酸鋁的原料可能是硫鐵礦的燒渣、生產(chǎn)活性白土過(guò)程中產(chǎn)生的酸性廢液;生產(chǎn)硫酸銨的原料可能是煉焦、煉油的有機(jī)化合物副產(chǎn)物;生產(chǎn)聚合鋁的原料可能是煤研石;生產(chǎn)次氯酸鈉的主要原料是工業(yè)級(jí)氫氧化鈉,雜質(zhì)多、重金屬質(zhì)量濃度高。這使得水處理劑中多少都會(huì)含有一些有害雜質(zhì),尤其是重金屬。
1.2 國(guó)內(nèi)外水處理劑標(biāo)準(zhǔn)
表1~表2列舉了中國(guó)、歐盟、美國(guó)對(duì)水處理劑硫酸銨、硫酸鋁、次氯酸鈉中有害雜質(zhì)(主要是重金屬及其他一些有機(jī)物指標(biāo))的限值要求。其中,歐盟沒(méi)有硫酸鋁的標(biāo)準(zhǔn),因此選擇了一些鋁系聚合物的標(biāo)準(zhǔn)作為參考。
此外,我國(guó)衛(wèi)生部2001年9月發(fā)布了《生活飲用水化學(xué)處理劑衛(wèi)生安全評(píng)價(jià)規(guī)范》,也對(duì)水處理劑帶入到飲用水中的重金屬容許限值做了要求,如表3所示。
1.3 各國(guó)水處理劑標(biāo)準(zhǔn)的比較
由表1~表2可知:從定量單位來(lái)看,中國(guó)、歐盟、美國(guó)均不相同,無(wú)法直接從質(zhì)量濃度上進(jìn)行比較,且不同國(guó)家地區(qū)對(duì)水處理劑中有害雜質(zhì)限值的要求各不相同;從檢測(cè)類(lèi)別來(lái)看,中國(guó)和歐盟關(guān)注的有害雜質(zhì)為重金屬,而美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)只關(guān)注了1項(xiàng)重金屬指標(biāo),但有3項(xiàng)有機(jī)物指標(biāo)。從數(shù)量來(lái)看,中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)涉及6項(xiàng)指標(biāo),歐盟標(biāo)準(zhǔn)涉及9項(xiàng)指標(biāo),美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)涉及5項(xiàng)指標(biāo);其中,鐵是3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都涉及到的,而鉛、砷、汞、鉻、鎘是中國(guó)和歐盟標(biāo)準(zhǔn)都涉及到的。從嚴(yán)格程度上來(lái)看,歐盟的標(biāo)準(zhǔn)最為嚴(yán)格,對(duì)硫酸銨、次氯酸鈉、鋁系絮凝劑3個(gè)品類(lèi)的水處理劑均有8項(xiàng)雜質(zhì)指標(biāo)限定;中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)硫酸鋁、硫酸銨有6項(xiàng)雜質(zhì)指標(biāo)限定,對(duì)次氯酸鈉的要求較低,僅有3項(xiàng)雜質(zhì)指標(biāo)限定;美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)硫酸銨有4項(xiàng)雜質(zhì)指標(biāo)限定,對(duì)硫酸鋁僅有1項(xiàng)雜質(zhì)指標(biāo)限定,對(duì)次氯酸鈉有0項(xiàng)雜質(zhì)指標(biāo)限定。
另一方面,由表3可知,我國(guó)《生活飲用水化學(xué)處理劑衛(wèi)生安全評(píng)價(jià)規(guī)范》限定了8項(xiàng)重金屬指標(biāo)在水中的質(zhì)量濃度,其中六價(jià)鉻、銀、硒并不在我國(guó)水處理劑標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定中。
1.4 有害雜質(zhì)指標(biāo)的匯總
通過(guò)與歐盟和美國(guó)的水處理劑標(biāo)準(zhǔn)比較,結(jié)合我國(guó)《生活飲用水化學(xué)處理劑衛(wèi)生安全評(píng)價(jià)規(guī)范》,對(duì)我國(guó)現(xiàn)有水處理劑有害雜質(zhì)指標(biāo)匯總?cè)缦隆?/span>
硫酸鋁和硫酸銨除了原有國(guó)標(biāo)規(guī)定的重金屬檢測(cè)項(xiàng)目,可以將鎳、銻、硒、銀、吡啶、氰化物、六價(jià)鉻納入考察范圍;次氯酸鈉除了原有國(guó)標(biāo)規(guī)定的重金屬檢測(cè)項(xiàng)目,可以將汞、鉻、鎘、鐵、鎳、銻、硒、銀、六價(jià)鉻納入考察范圍。其中,美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中的醚溶性物質(zhì)和己內(nèi)酰胺非我國(guó)地表水和出廠(chǎng)水規(guī)定的檢測(cè)項(xiàng)目,因此,暫時(shí)不予考慮。
鑒于水處理劑共同作用于水體,產(chǎn)生的雜質(zhì)殘留也是合并存在的,因此,將以上3項(xiàng)水處理劑所有國(guó)標(biāo)涵蓋的和通過(guò)比較后納入考察范圍的檢測(cè)項(xiàng)目全部計(jì)入需要分析的對(duì)象中,由此匯總的需要關(guān)注的有害雜質(zhì)指標(biāo)為:鉛、砷、汞、鎘、鉻、六價(jià)鉻、鐵、鎳、硒、銻、銀、吡啶、氰化物。西安純水設(shè)備
2 有害雜質(zhì)指標(biāo)的篩選
2.1 初步篩選
在水處理劑供應(yīng)商固定、水體中投加量確定的情況下,可以通過(guò)檢測(cè)水中有害物質(zhì)的殘留量反過(guò)來(lái)篩選需要關(guān)注的檢測(cè)項(xiàng)目。匯總某市2019年1月—6月出廠(chǎng)水和原水的檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn):(1)鉻、鎳、銀為非國(guó)標(biāo)常規(guī)檢測(cè)項(xiàng)目;(2)鎘、鉛、氰化物無(wú)論在出廠(chǎng)水還是原水中都低于檢出限,六價(jià)鉻在出廠(chǎng)水中低于檢出限,吡啶在原水中低于檢出限,出廠(chǎng)水中不檢測(cè)。
因此,根據(jù)上述條件進(jìn)行初步篩選后,需要關(guān)注的有害雜質(zhì)指標(biāo)減少為:砷、汞、硒、鐵、銻。
2.2 某市出廠(chǎng)水和原水?dāng)?shù)據(jù)比較
本次匯總數(shù)據(jù)涵蓋某市12個(gè)水廠(chǎng)的出廠(chǎng)水、3個(gè)水庫(kù)的原水,具體如下。
(1)Q水庫(kù)(長(zhǎng)江原水);(2)C水庫(kù)(長(zhǎng)江原水):C1水廠(chǎng)、C2水廠(chǎng)、C3水廠(chǎng)、C4水廠(chǎng);(3)J水庫(kù)(黃浦江原水)。
其中,2019年上半年各水廠(chǎng)對(duì)于硫酸鋁、硫酸銨、次氯酸鈉的投加量分別為20.00~30.00、0.25~0.30、2.00 mg/L。
3 結(jié)果與討論
3.1 以Q水庫(kù)為水源的各水廠(chǎng)出廠(chǎng)水和原水?dāng)?shù)據(jù)比較
由圖1~圖5可知:以Q水庫(kù)為水源的各水廠(chǎng)砷、鐵出廠(chǎng)水質(zhì)量濃度始終顯著低于原水;銻出廠(chǎng)水質(zhì)量濃度在3月之后低于原水;汞、硒出廠(chǎng)水質(zhì)量濃度高于原水的情況比較普遍。
3.2 以C水庫(kù)為水源的各水廠(chǎng)出廠(chǎng)水和原水?dāng)?shù)據(jù)比較
由圖6~圖10可知:以C水庫(kù)為水源的各水廠(chǎng)砷、鐵出廠(chǎng)水質(zhì)量濃度始終顯著低于原水;銻出廠(chǎng)水質(zhì)量濃度在4月之后低于原水;汞、硒出廠(chǎng)水質(zhì)量濃度高于原水的情況比較普遍。
3.3 以J水庫(kù)為水源的各水廠(chǎng)出廠(chǎng)水和原水?dāng)?shù)據(jù)比較
由圖11~圖15可知:以J水庫(kù)為水源的各水廠(chǎng)砷、鐵出廠(chǎng)水質(zhì)量濃度始終顯著低于原水;銻出廠(chǎng)水質(zhì)量濃度在2月之后低于原水;汞、硒出廠(chǎng)水質(zhì)量濃度高于原水的情況比較普遍。
3.4 各水庫(kù)和水廠(chǎng)水質(zhì)數(shù)據(jù)比較總結(jié)
本次統(tǒng)計(jì)的13個(gè)水廠(chǎng)中:砷、鐵出廠(chǎng)水質(zhì)量濃度始終顯著低于原水;銻出廠(chǎng)水質(zhì)量濃度大部分情況下低于原水;汞、硒出廠(chǎng)水質(zhì)量濃度高于原水的情況比較普遍。
值得注意的是:出廠(chǎng)水濃度高于原水,說(shuō)明這部分增加的重金屬濃度不是來(lái)自于原水,而是來(lái)自于水處理工藝,這其中就有可能是水處理劑引起的。因此,汞、硒是必須要關(guān)注的指標(biāo),銻是可以關(guān)注的指標(biāo)。
3.5 各水庫(kù)和水廠(chǎng)水質(zhì)的安全性
根據(jù)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749—2006)、《生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(DB31/T 1091—2018),以及《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)的要求,出廠(chǎng)水以及原水中的砷、汞、硒、鐵、銻限值如表4所示。
結(jié)合圖1~圖15的數(shù)據(jù)以及表4的限值要求后發(fā)現(xiàn)如下現(xiàn)象。
(1)本次統(tǒng)計(jì)的13個(gè)水廠(chǎng)出廠(chǎng)水中砷、汞、硒、鐵、銻指標(biāo)均低于出廠(chǎng)水限值。說(shuō)明,這5個(gè)金屬在出廠(chǎng)水中的質(zhì)量濃度是符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的,不會(huì)造成飲用安全問(wèn)題。
(2)本次統(tǒng)計(jì)的3個(gè)水庫(kù)原水指標(biāo)中,有8個(gè)水廠(chǎng)的鐵超Ⅲ類(lèi)水限值。Q水庫(kù):Q2水廠(chǎng),5個(gè)月鐵超標(biāo);Q3水廠(chǎng),5個(gè)月鐵超標(biāo);C水庫(kù):C1水廠(chǎng),4個(gè)月鐵超標(biāo);C2水廠(chǎng),4個(gè)月鐵超標(biāo);C3水廠(chǎng),5個(gè)月鐵超標(biāo);C4水廠(chǎng),5個(gè)月鐵超標(biāo);J水庫(kù):J1水廠(chǎng),6個(gè)月鐵超標(biāo);J2水廠(chǎng),5個(gè)月鐵超標(biāo)。醫(yī)院用純水設(shè)備
3個(gè)水庫(kù)之中,Q水庫(kù)的情況最為良好,以Q水庫(kù)為原水的6個(gè)水廠(chǎng)中,只有2個(gè)出現(xiàn)鐵超標(biāo);以C水庫(kù)和J水庫(kù)為原水的水廠(chǎng)全部鐵超標(biāo)。說(shuō)明,Q水庫(kù)的水質(zhì)優(yōu)于其他兩個(gè)水庫(kù)。另一方面,雖然有8個(gè)水廠(chǎng)原水鐵超標(biāo),但這些廠(chǎng)的出廠(chǎng)水鐵均為未檢出,說(shuō)明一般的水廠(chǎng)水處理工藝可以把原水中過(guò)量的鐵去除。
通過(guò)與國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)比較后發(fā)現(xiàn),我國(guó)硫酸鋁和硫酸銨標(biāo)準(zhǔn)缺少鎳、銻、硒、銀、吡啶、氰化物、六價(jià)鉻的檢測(cè)項(xiàng)目;次氯酸鈉缺少汞、鉻、鎘、鐵、鎳、銻、硒、銀、六價(jià)鉻的檢測(cè)項(xiàng)目。
匯總某市2019年上半年13個(gè)水廠(chǎng)的出廠(chǎng)水和原水指標(biāo),剔除了5項(xiàng)始終低于檢出限的指標(biāo),以及2項(xiàng)出廠(chǎng)水濃度低于原水濃度的指標(biāo)后,最終建議該市硫酸鋁和硫酸銨的檢測(cè)項(xiàng)目可以在原有國(guó)標(biāo)基礎(chǔ)上增加銻、硒;次氯酸鈉可以增加汞、銻、硒。但這僅僅是根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行的初步判斷,因?yàn)樗幚砉に嚥恢固砑铀幚韯┻@一個(gè)步驟,對(duì)于由水處理劑雜質(zhì)導(dǎo)致的汞、硒、銻出廠(chǎng)水質(zhì)量濃度是否高于原水,需要根據(jù)每個(gè)地區(qū)水處理工藝情況,進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證。西安純水設(shè)備,西安水處理設(shè)備,西安去離子水設(shè)備。醫(yī)院用純水設(shè)備
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