范潔

一.水資源與水源污染

　　水資源和水源污染現已經成為當今世界最重大的資源環境問題，世界各國都把水當作為一種寶貴的資源去研究、開發、利用和保護。
　　在我國，平均河川徑流總量為2.6萬億立方米，年平均徑流深為270毫米，徑流量小于巴西、原蘇聯、加拿大、美國和印度尼西亞，居世界第6位，徑流深小于亞洲平均徑流深的324毫米，也小于全球陸面平均徑流深的315毫米，如果按人口平均計，我國河川徑流量更少，每人僅有2670立方米，只及世界平均數的1/4。同時，中國大陸年平均降水深648毫米，而全球陸地平均降水深為834毫米，亞洲為740毫米，中國的年平均降水明顯低于世界和亞洲年平均值。 此外，水的浪費也極其嚴重，我國農業灌溉大多采用漫灌的形式，農業用水僅有效利用30%～40%。工業廢水和生活污水不加處理任意排放，使許多水體受到污染，更加劇了水資源的短缺局面。在我國，水資源還具有地區、時空分配上的不平均和變化率很大的特點，可以說是“三多三少”，即東多西少、南多北少、夏季多冬季少。由于這樣的特點，實際可利用的天然水量比水資源總量少得多。因此，合理開發水資源，節約使用水量和防治水污染，應當成為我國水環境保護工作長期的工作方針。
　　在我國的主要江、河、湖等水域，如長江、黃河、淮河、海河、遼河、松花江、第二松花江、黃浦江、沱江、巢湖、滇池和太湖等或已檢測出數百種有機物或被報道已經受到嚴重的有機物污染，在被檢測出的有機物中一些有毒污染物含量超過了地面水質標準，有些是致癌、致畸和致突變有機污染物。近年來，我國有關部門在水源保護方面作了許多工作，但是，由于各種條件的制約，全國水源污染仍呈發展趨勢，有90%以上的城市水域污染嚴重，近50%的重點城鎮水源水質不符合飲用水源的水質標準。
　　總之，水源污染在我國已經是普遍存在，有機物正在悄悄地污染著我們的周圍環境，以至對我們的生存環境構成了嚴重威脅，這方面現已成為一項急迫需要解決的問題。

二.飲用水中有機物的來源

　　飲用水中主要的污染物質是有機物，有機物的種類特別多，并且還在快速增加，目前世界上已知的有機物種類已經達到五百多萬種，而且每年新增加的有機化學品種有成千上萬種。有機物數目如此之多的原因，首先是有機物中的碳原子互相結合的能力很強，一個分子可以含有的碳原子數目幾乎是沒有限制的，其次是因為有機物的異構現象非常普遍，當然，最主要原因還是近代工業的迅猛發展，新產品、新品種不斷產生。
　　飲用水中有機物的來源一般可以分為三類：天然有機物，工業廢水和生活污水造成的有機污染物，以及水處理過程中產生的有機物。大量資料表明，水環境中的有機物有86%是由于人為的生產和生活活動所產生的，只有14%的有機物來源于自然環境。在人為來源中，城市工業、礦業以及其它工業引起的有機物占57%，沉淀物中有毒化合物釋放引起的有機物占16%，農業操作過程中有機物流失占12%，其它為14%。
　　天然有機物主要來源于動植物自然循環過程中的一些中間產物，是動植物在自然循環中經腐爛分解所產生的大分子有機物，包括腐殖質、丹寧、木質素、藻類及一些嗅味物質，其中腐殖質在地面水中的含量最高。腐殖質是一類含有酚羥基、羧基、酸羥基等多種官能團的大分子縮合物質，其本身對人體并沒有毒害作用，但它屬于難降解有機物，在加氯消毒過程中容易與氯反應生成多種鹵代物。另外，原水中腐殖質的存在是導致飲用水致突變活性增加的主要原因。
　　工業廢水量大、面廣、成分復雜，毒性大，不易凈化，處理難。不同工業、不同產品、不同工藝過程、不同原材料、不同管理方式排出的廢水水質、水量差異很大。大部分的污水未經過處理直接排入水域，造成水體污染。因此，工業廢水是我國水源污染的主要污染源。生活污水的排放是造成水體受到有機物污染的另一個重要原因，隨著生活污水排放量的不斷增加，排放水體中有機物的種類和數量不斷增加。
　　水處理過程中產生的有機物主要是指氯化消毒過程中所產生的有毒副產物，如：三氯甲烷等。另外，混凝劑的衛生安全性也成為考慮的重要問題，一般無機混凝劑本身是無毒的，只是商品中所含雜質會有毒性問題，但只要混凝劑中某一雜質的含量在水中所產生的濃度低于飲用水水質標準規定數值的幾十分之一的話，這個雜質在商品中的含量將是可以允許的。但是目前種類繁多的有機高分子絮凝劑已經被用于水處理過程中，它們的聚合物中所含有的少量單體有機物可能在使用過程中游離到水中，從而產生二次污染。
　　隨著各種有機物以不同方式進入人類的生活環境，導致水源的污染，破壞水環境的生態平衡，對國民經濟帶來多方面的影響，造成重大的損失，更由于飲用水水質的普遍下降，致使造成對人體健康的危害。因此，治理污染水源，特別是去除飲用水中有害有機物便成為亟待解決的重大問題。

三.解決飲用水污染的基本途徑和方法

　　我國針對飲用水污染所采取的對策主要是治理污染源，一方面是提高生活污水和工業廢水的處理率，嚴格控制新的污染源產生，另一方面是推行節水技術，如改革生產工藝，盡量不用水或少用水；發展閉路循環的水處理系統，提高工業用水的重復使用率及城市污水資源化等，減少廢水的排放總量。但是即使如此也并沒有使水環境污染狀況顯著改善。因為，隨著國民經濟的發展，城市排水量也在增加，從而導致在污水處理率不斷增大的同時，未處理的污水量并未減少，反而有一定程度的增加。另外，雖然城市這種點污染源由于污水比較集中還相對易于處理，但是對大量的鄉鎮企業和農田施藥施肥等形成的面污染源，因量大面廣，污染的控制和治理就更加困難。在這種情況下，我國水環境質量繼續惡化的趨勢在今后的一段時間里很可能是不可避免的。因此，為了保證良好的飲用水水質，一方面需要通過合理的政策和先進的技術控制污水的排放量及提高污水處理率，另一方面需要采用一系列有效措施對已經受污染的飲用水源水進行處理。
　　飲用水除污染的方法是人類針對水體污染的不斷變化而逐漸發展和完善的。七十年代以來，飲用水除污染技術發展較快，各種針對受污染飲用水源的凈化技術在許多國家得到推廣和應用，目前主要有采用吸附、氧化和生物以及膜分離等方法的處理工藝。
　　吸附法是目前去除水中有機物的最基本手段，它具有去除率較高、設備相對簡單、操作比較簡便等特點，在國內外已經研究與應用的吸附劑主要有活性炭、吸附樹脂和硅藻土等，應用技術也從單獨使用發展到與其它技術聯用以及吸附劑的改性等領域。
　　氧化法是通過氧化劑來氧化破壞水中的有機物質，目前采用的氧化劑主要有Cl₂、O₃、KMnO₄、H₂O₂和ClO₂等，這些都屬于化學氧化法，這種方法既可以單獨使用，也可以根據水質等條件和要求采用與其它處理方法聯合使用，這樣往往能夠取得更好的處理效果。近些年來又出現了光激發氧化和光催化氧化的光化學氧化法，它的特點是具有極強的氧化能力，對有機物的去除效率高，在去除水中微量有機物等有致癌作用的優先污染物方面比其它現有除污染技術有其獨特的優點。
　　生物預處理是指在常規處理工藝之前增設生物處理工藝，借助于微生物群體的新陳代謝活動對水中的有機物以及氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮進行初步去除，這樣既改善了水的混凝和沉淀性能，也減輕了常規處理工藝的負荷，延長過濾等物化處理工藝的使用周期和使用容量，降低水處理費用，另外，通過可生物降解物質的去除，不僅減少了水中致突變物質的前驅物質，也減少了細菌在配水管網中重新滋長的可能性。目前已經研究成功的生物處理技術主要有生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化池和生物活性炭濾池等。
　　膜分離技術是借助壓力為推動力，使水通過膜組件而水中的雜質等需去除的物質則被膜組件截留。這項技術的研究始于80年代中期，以歐美和澳大利亞為主，80年代末開始實用化。膜分離技術包括有反滲透、納濾、超濾和微孔過濾。膜分離技術的特點是能夠提供穩定可靠的水質，并且可以使水廠用地大大減少，運行操作自動化。因此，膜分離技術被稱為"二十一世紀的水處理技術"，在凈水處理中具有廣闊的應用前景。
　　以上這些深度處理技術都有各自的特點和使用范圍，由于水中有機物的種類和含量與日俱增，單純的一種方法往往達不到預期的目的，今后的發展方向應該是如何優化組合各種單一技術，使之相互滲透、取長補短，最終產生高效和富于經濟性的、適合我國國情的一體化聯用技術，這方面已有不少成功的范例。例如，從七十年代初開始，進行了臭氧與活性炭聯用的大規模研究和應用，并先后在南京煉油廠、北京田村山水廠、九江石化總廠、大慶石化總廠、昆明第六水廠等相繼建成了一批應用該工藝的深度凈化水廠；近年來，又研究成功了高錳酸鉀復合藥劑與活性炭聯用處理工藝等。但是，在深度處理技術領域中尚有大量的問題有待進一步深入研究與開發。
　　在加強飲用水除污染技術研究與應用的同時，還需加快制訂新的飲用水水質標準。目前我國制訂的水質標準與發達國家相比，監測項目少、標準低，尤其是缺少對水中有機污染物的具體規定。另外，我國飲用水的標準制訂頒布的周期往往要經過10年作用的時間，這是不利于保障飲水安全和改進供水工藝的。

四.結束語

　　在飲用水源不斷遭受有機物污染、而社會對飲用水水質又不斷有更高要求的今天，積極地探索新技術、新工藝，尤其是在現有常規處理工藝基礎上進行技術改造，逐漸增加深度處理工藝，是符合我國國情的解決飲用水中有機污染物的最根本途徑。但限于各地經濟、技術等方面存在很大不同，采用深度處理工藝應是一個漸進的過程，在條件尚不成熟的地方，可以考慮采取強化現有常規處理工藝和加強運行管理等辦法來在一定程度上緩解飲用水源有機物污染對飲用水水質的影響。