四、改良饮用水质的卫生对策

饮用水水质如未能达到标准要求时，应找出原因并采取相应的卫生对策，以改善水质，使之达到水质标准要求。一般可采取改进或另选水源及加强其卫生防护，以及采取必要的净化或消毒处理等措施。

（一）水源选择及卫生防护

1.水源选择基本卫生要求

1. 水量充足：水源水量应能满足城镇或居民点的总用水量，并考虑到近期和远期的发展。

2. 水质良好：水源水质的感官性状、化学指标经净化处理后，应能达到生活饮用水水质标准。毒理学指标也应符合生活饮用水水质标准。大肠菌群具体要求是：不经净化处理只经过消毒后即供生活饮用的水源水，每升水不超过 1000 个；经净化处理和消毒后，供作饮用的水源水，每升水不超过 10000 个。

3. 便于水源的卫生防护：要保证饮用水水源能经常符合水质卫生标准， 除了要完善自来水厂的净化设备外，更应该选择卫生状况较好，取水点防护

条件优越的水源。有条件的地区宜优先考虑选用地下水作为饮用水水源。采用地面水作水源时，应结合城镇发展总体规划，取水点应设在城镇和工矿企业的上游。

1. 技术经济上合理，方便群众取用。2.水源水的卫生防护

饮用水的给水方式有两种，即集中式给水和分散式给水。集中式给水通常称为自来水，是指由水源集中取水，对水进行净化和消毒后，通过输水管和配水管网送到给水站和用户。集中式给水是城镇居民的主要取水方式。分散式给水是指居民直接从水源分散取水，是广大农村居民的主要取水方式。 (1)集中式给水的卫生防护：采用地面水水源作饮用水应设置卫生防护

带。具体要求在取水点周围半径不小于 100m 设有明显标志的水域内，不得从事一切可能污染水源的活动，河流取水点上游 1000m 至下游 1000m 水域内， 不得排入工业废水和生活污水，其沿岸不准堆放污染水源的废渣、垃圾、有毒物品等；进水口应高于河床约 1m，低于水面约 1.5m。采用地下水作饮用水源时，要注意井壁的结构应当严密不漏水，井周围应有一定距离的卫生防护带，在这个区域内不得有污染源存在。

(2)分散式给水的卫生防护

1. 井水卫生防护：用井水作水源时，应注意井址的选择和井的结构。并应设在污染源的上游，地势较高不易积水处，周围不得有可造成井水污染的污染源（如厕所、粪坑、污水凼、畜圈等）。井的结构要合理：井壁上部距地面 2～3m 范围内应以不透水材料构筑，井周以粘土或水泥填实，以防附近污水渗入井内；井底用砂、石铺装；井口应用不透水材料作成高出地面 0.2m 左右的井台，井台向四周倾斜，周围并设专门的排水沟，以防井台上污水倒流入井；台上井口应置高出井台面 0.1～0.2m 的井栏；井口设盖，配备公用吊桶并保持桶底清洁（图 2-4）。当前我国南北方农村均曾推广密封水井， 用压水机抽水；或筑管井以手压式或脚踏式抽水机取水，既方便取水，又可防止污染，是一种较好的井水防护方法。

2. 地面水卫生防护：取水点周围 25～30m 范围内不得有污染源；江河水应采用分段或分时用水；多塘水地区可分塘用水；水库、湖水可分区用水。应禁止在用水区洗涤、养殖或

图 2-4 水井的合理结构

作其他可能污染水源的活动，以保证饮用水清洁。有条件地区可建设岸边自然渗井或沙滤井进行过滤取水。

（二）水的净化

各种天然水源水，一般情况下水质不能满足生活用水水质标准的要求， 为此需要经过净化和消毒等卫生措施处理后才能饮用。水的净化包括沉淀和过滤处理，目的是除去水中的悬浮物质、胶体物质和部分病原体，改善水的感官性状。如果水中有异味或含有过量的铁、铜、氟等，则尚需采取特殊处理。

1. 混凝沉淀 天然水中悬浮的杂质有时颗粒甚小，难以自然下沉，需加入适当的混凝剂才能将细微颗粒凝聚成大颗粒而沉降，叫做混凝沉淀

（coagulative precipitation）。

1. 原理：混凝沉降的原理主要有以下解释：

1. 电荷中和作用：混凝剂投加入水中后，水解形成带正电荷的胶粒，能和水中带负电荷的胶粒相互吸引，使彼此的电荷的中和而凝聚。凝聚的颗粒称绒体或矾花，具有强大的吸附能力，能吸附悬浮物质以及部分细菌和溶解性物质。绒体通过吸附作用，体积逐渐增大而易于下沉。下沉过程中还可进一步吸附上述物质。

2. 吸附架桥作用：混凝剂经水解和缩聚形成线型结构的高聚物，后者对胶体微粒有强烈的吸附作用。随着吸附微粒的增多，高聚物弯曲变形，或成网状，从而起到架桥作用，微粒间因距离缩短而相互粘结，逐渐形成粗大的絮凝体。絮凝体也能吸附部分细菌和溶解性物质，最终因重力而下沉。现以硫酸铝为例说明，硫酸铝〔Al2（SO4 ）3·18H2O〕水解形成水合铝离子〔Al

（H2O）6〕3+，再进一步水解成羟基络合物，最终生成难溶的水合氢氧化铝〔Al

（OH）3（H2O）3〕。

〔Al（H2O）6〕3++ H2O 〔Al（OH）（H2O）5〕2++H3O+

〔Al（OH）（H2O）2〕2++ H2O 〔Al（OH）2（H2O）4〕++ H3O+

〔Al（OH）2（H2O）4〕++H2O 〔Al（OH）3（H2O）3〕↓+H3O+

1. 影响混凝效果的因素：主要有：①原水中悬浮粒子的性质、粒度和含量；②原水中溶解性有机物和离子的成分和含量；③水温；④水的

   pH 值和碱度；⑤混凝剂的种类和用量等。由于因素复杂，故一般需通过混凝试验来确定混凝剂的用量及条件。

2. 常用混凝剂：主要有无机盐类及高分子混凝剂两大类。无机盐类混凝剂有硫酸铝、明矾和三氯化铁（FeCl3

   · 6H2O）等，后两者的作用原理与硫酸铝基本相同。高分子混凝剂中常用的有：①聚合氯化铝，其化学式有多种。我国目前使用的有聚合氯化铝〔Al2（OH）nCl6-n〕m，（式中 n=1～5，m≤10），和碱式氯化铝〔Aln（OH）mCl3n-m〕两种。一般而言，聚合氯化铝对各种水质适应性较强，最优 pH 值范围广，对低温水效果好。②聚丙烯酰

万。聚丙烯酰胺可单独处理高浊水，亦可用于助凝作用。

为改善混凝条件，有时需加一定量的助凝剂。例如，当水的碱度不足时， 可加石灰等碱剂；或当铝盐所产生的絮凝体小而松散时，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，以改善絮凝体结构， 促进混凝沉淀作用。

1. 过滤（filtration）过滤是另外一种很常用的净化措施。

1. 原理：过滤有两个方面的机制起作用：①机械阻留作用，即水中的悬浮颗粒直径大于滤料的孔隙者，均不能通过滤料而阻留于滤料表面或滤料中；②接触混凝及吸附作用，细小的絮状物及悬浮微粒，在通过滤料时与滤料碰撞接触而被吸附于滤料表层，经过一段时间，在滤料表面沉积形成滤膜， 使净水效果大大提高。但滤料滤水过久，水中悬浮物可使滤料的微孔阻塞， 使滤料阻力越来越大。此时必须停止使用，冲洗滤料之后才可继续发挥净水效果。

2. 过滤装置：集中式给水系统中使用各种形式的砂滤池。分散式给水的

过滤装置，可因地制宜、就地取材，采用砂滤井、砂滤池和砂滤缸等。砂滤井多用作塘水及河水的过滤，建于河岸边或塘边，使河、塘水经过滤料层渗入井中备用。居民家庭用可自制砂滤缸（桶），缸（桶）内自下而上铺石子 10～ 15cm、细砂 40cm、棕皮和碎石 5cm（图 2-5）。初滤时往往净化效果不好， 待使用一段时期形成滤膜后效果渐佳。应注意砂滤层上经常保持有水，否则砂层内进入空气影响过滤效果。

（三）水的消毒

水经过净化处理之后，尚不能保证完全去除全部病原微生物。为了使水质符合饮用水各项细菌学指标的要求，确保防止介水传染病的发生和传播， 必须进行水的消毒（dis-

图 2-5 简 易 砂 滤 桶infection）。目前大多数国家都采用氯化消毒法（chlorination），其

他消毒法还有煮沸、紫外线、臭氧、碘、高锰酸钾等等。一种好的饮水消毒方法必须是对人无害、不恶化水质、消毒快效果好、适用范围广、不与水中成分起化学反应而降低消毒效果或形成有害物质，使用方便。

1. 氯化消毒

1. 原理：氯气或其他氯化消毒剂溶于水后，在常温下即很快水解成次氯酸（HOCl）

Cl2+H2O→HOCl+H++Cl-

2Ca（OCl）Cl+2H2O→2HOCl+Ca（OH）2+CaCl2 Ca（OCl）2+2H2O→2HOCl+Ca（OH）2

次氯酸分子小，不荷电，易于穿过微生物的细胞壁。同时，它又是一种强氧化剂，影响细菌的多种酶系统，例如使磷酸葡萄糖脱氢酶的巯基被氧化破坏，并损伤细胞膜，使蛋白质、RNA 和 DNA 等物质释出而导致细菌死亡。次氯酸对病毒的作用在于对核酸的致死性破坏。

由于水中常含有一定量的氨氮，当氯加入水中时，除产生次氯酸外，还可产生一氯胺（NH2Cl）和二氯胺（NH4Cl2）。氯胺为弱氧化剂，有杀菌作用， 但需要较高的浓度和较长的接触时间。

1. 消毒方法

1. 常量氯化消毒法：即按常规加氯量进行饮水消毒的方法。加氯量的多少根据水质具体情况而定。从理论上要求，适宜的加氯量应为需氯量与余氯之和。一般认为用氯化消毒时，余氯是评价和控制消毒效果的一项指标。适当的余氯表示水中已达到消毒所用氯的数量，并略有所余，尚有保持继续消毒的能力。水中的余氮含量是不稳定的，它随时间的进展而逐渐下降，其降低的速度与水质的优劣有密切关系，浑浊水，余氯消失快。实际加氯量多少， 可根据简单实验确定。

2. 持续氯消毒法：由于在井水或缸水内一次加氯消毒后，余氮仅可维持数小时，因此，消毒持续的时间较短。如反复进行消毒则又较繁琐。所以一些地区在实际工作中，采用了各种持续氯消毒法，例如可用竹筒、塑料袋、广口瓶或青霉素玻瓶等（图 2-6），上面打孔（直径 0. 2 ～0.4cm）5～8 个， 放漂白粉或漂白粉精 20～30 倍一次消毒用量于其中，将其以绳悬吊于水中，容器内的消毒剂借水的振荡由小孔中漏出，可持续消毒 10～20 天。持续

消毒器上孔的大小和数目多少可根据余氯测定结果确定。

图 2-6 几种常用简易持续消毒器

1. 过量氯消毒法：加入 10 倍于常量氯化消毒时所用的加氯量，即 10～

20mg/L。本法主要适用于新井开始使用，旧井修理或淘洗，居民区发生饮水传播的肠道传染病，井水大肠菌值或化学性状发生显著恶化，井被洪水淹没或落入异物以及战时紧急用水等情况下。在消毒污染井水时，一般在投入消毒剂后，等待 10～12 小时再用水。

1. 影响消毒效果的因素

1. 加氯量和接触时间：加氯量包括需氯量和余氯两部分。需氯量指用于杀灭细菌和氧化有机物所需消耗的氯量，另外，为了抑制水中残存细菌的繁殖，管网中尚需维持少量剩余氯。标准规定，接触 30 分钟后游离余氯（HOCl 及 Cl）不应低于 0.3mg/L。

2. 水的 pH 值：次氯酸是弱电解质， HOCl H++Ocl-， pH＜5.0 时，平衡向左移，主要以次氯酸的形式存在； pH＞7. 0 时，次氯酸解离成次氯酸根（OCl-）加多，次氯酸的浓度下降。次氯酸的杀菌作用超过次氯酸根 80～ 100 倍，故 pH 太高不利于消毒。

3. 水温：水温愈低，杀菌效果愈差。水温每提高 10℃，病菌杀灭率约提高 2～3 倍。在 0～5℃下，杀灭水中全部大肠菌所需的时间较在 20～25℃下所需的时间约多 3 倍。

4. 水的浑浊度：悬浮颗粒可吸附微生物，使之凝集成团，而团块内的微生物不易受到消毒剂的作用。因此，消毒前应通过净化处理，尽量降低水的浑浊度。

此外，氯的消毒效果还取决于微生物的种类和数量。例如，肠道病毒对氯的耐受性高于肠道细菌。

1. 其他消毒方法

1. 煮沸消毒：这是一种最古老而又最常用的消毒方法之一，其消毒效果可靠，对一般肠道传染病的病原体和寄生虫卵，经煮沸 3～5 分钟均可全部杀灭。因此，为预防肠道传染病的介水传播，应大力提倡喝开水。

2. 紫外线消毒：波长 200～295nm 的紫外线具有杀菌能力，其中以波长253nm 者杀菌能力最强。紫外线的杀菌效果除与波长有关外，尚取决于照射的时间及强度、被照射的水深及水的透明度等因素。用紫外线消毒的饮用水必须预先通过混凝沉淀及过滤处理，水层厚度不超过 30cm，照射时间不少于1 分钟。因此，紫外线消毒的优点是接触时间短、效率高、不影响水的臭和味；缺点是消毒后无持续杀菌作用；另外，每支灯管处理水量有限，耗资较大。

3. 臭氧消毒：臭氧是强氧化剂，在水中的溶解度比氧约大 13 倍。臭氧极不稳定，须临用前制备，并立即通入水中。用臭氧消毒过滤后的水，其用量一般不大于 1mg/L。当接触时间为 15 分钟、剩余臭氧为 0.4mg/L 时，可达到良好的消毒效果。臭氧消毒的优点在于其对细菌和病毒的杀灭效果均较高，且用量少、接触时间短，在 pH6～8.5 范围内均有效，不产生卤仿反应等。其缺点是投资大，投加量不易调节以及在水中不稳定、不易维持剩余臭氧等。

4. 碘消毒：用于小规模一时性的饮水消毒和战时军用水壶消毒。优点是效果可靠，使用方便，一般接触 10～15 分钟即可饮用。缺点是价格较贵，消

毒后水呈淡黄色。具体方法有① 2.5%碘酒：每担水（50kg）中加 20ml，即含碘 10mg/L， 10 分钟后即可饮用。据研究认为每人每天摄入 19.2mg 的碘， 连续 10 周后对人体健康未见危害。②有机碘化合物：有机碘消毒剂溶解快、杀菌效率高、对人无害。在部队中用做饮水消毒的有机碘消毒剂主要有三碘化硫酸六脲铝（Al〔CO（NH）2〕6SO4I3）与三碘化二硝酸六脲铝（Al〔CO（NH）

₂〕6（NO3）2I3）。也可与碘酸钠、氯化钠等压成有机碘片剂。有机碘片每片

重 100mg 含有效碘 10mg，每个行军水壶可加 1 片，振荡后 10～15 分钟即可饮用。