乌镇水污染问题探讨
[关键词]有机水污染生物稳定性净水工艺
随着社会经济的快速发展和城市化进程的加快，水危机已经成为继石油危机之后人类面临的第二大危机。目前，在我国，随着工业特别是有机化工、石油化工、医药、农药、杀虫剂和除草剂的快速发展，有机物的产量和种类日益增多，各种生产废水和生活污水不达标直接进入水体，水源水的水质污染问题日益严重。然而，在现有条件下，水厂广泛采用的传统制水工艺已难以满足日益提高的水质标准的要求，饮用水的安全问题已引起广泛关注。
就饮用水中有机物的去除和控制而言，生物稳定性和净水工艺对其有所衡量和影响。以饮用水中的有机物为研究对象，从生物稳定性和净水工艺两个角度探讨了有机物的测定指标、去除机理和规律。
一、有机物的来源、危害和生物稳定性
从源头来说，水源水中有机物的来源可以分为两类。一类是天然有机物，是自然环境的代谢产物，包括腐殖质、微生物分泌物、溶解的植物组织和动物排泄物等。另一类是合成有机物，包括农药和工业废料。
结果表明，饮用水中的有机物具有多种有害影响:(1)部分有机物为剧毒持久性有机污染物或内分泌干扰物，具有致癌性、生殖毒性、性等，对人体健康构成直接威胁；(2)某些有机物是消毒副产物的前体，在氯化消毒过程中可形成有毒的卤代有机物，危害人体健康；(3)饮用水中可生物降解的有机物会对给水管网和管网水质造成危害。第三种危害成为近年来关注的焦点。
世界卫生组织在1996期间调查了欧洲277例水生疾病。结果表明，管网系统微生物再生长引起的水产病害占43%。占全国供水量42.44%的全国36个城市的调查结果显示，出厂水中细菌总数仅为6.6个/L，但在管网水中已经上升到29.2个/L。
在常规的净水工艺中，一般采用氯气进行消毒，维持管网中一定的残余大气含量，以控制细菌的生长，但已有研究表明，氯气消毒后，部分细菌或大肠杆菌可在管网中修复并重新生长；而当出厂水中的营养物质浓度足够高时，即使加大投氯量，也很难抑制细菌的生长。对给水管网中生物膜生长、细菌再生和大肠杆菌暴发的大量研究表明，出厂水中生物可降解有机物(BOM)的存在是给水管网中异养细菌再次生长的主要原因，并提出了饮用水生物稳定性的概念。
二、生物稳定性的概念和指标以及给水管网中细菌的生长机理
(A)概念和指标
饮用水的生物稳定性是指饮用水中可生物降解的有机物支持异养细菌生长的潜力，即当有机物成为异养细菌生长的限制因子时，饮用水中的有机营养基质是支持细菌生长的最大可能性。目前，可同化有机碳(AOC)和可生物降解溶解有机碳(BDOC)一般作为饮用水生物稳定性的主要评价指标。越来越多的研究和实验证明，AOC和BDOC作为衡量饮用水中可生物降解有机物含量的指标，与饮用水管网中细菌的生长密切相关。只有将出厂水中AOC和BDOC的含量控制在一定限度内，才能有效防止管网中细菌的再生长。
(二)生物稳定性和供水管网中细菌的生长机理
研究表明，饮用水生物稳定性高，说明水中细菌生长所需的有机营养物质含量低，细菌不易在其中生长；相反，饮用水的生物稳定性低，说明水中细菌生长所需的有机营养物质含量高，细菌容易在其中生长。自来水及其管网中细菌的生长(再生长)按来源可分为三类:一是出厂水含菌较多进入管网，造成自来水中细菌增多；其次，管网中细菌的生长繁殖导致自来水中细菌的增多；最后是管网中外来细菌的进入。但第二点是在出厂水消毒正常、管网状况良好的情况下，自来水及其管网中细菌滋生的主要途径。
一般认为有机基质的含量是影响其生长的主要因素，因此降低水中可生物降解有机物的含量对控制异养菌的生长将起到决定性的作用。
第三，现有净水工艺中有机物的去除机理
如上所述，由于饮用水中的有机物对管网的破坏、水污染以及最终对人体健康都有很多危害，所以为了降低饮用水中有机物的含量，减少其危害，人们必须在如何控制和去除有机物上下功夫。其中，净水工艺是控制和去除有机物的重要环节。这里列举了一些广泛使用的净水工艺，并简要讨论了它们相应的去除机理。
(一)常规及其强化过程
自来水厂现有的常规净水工艺一般由混凝、沉淀(澄清)、过滤、加氯组成，形成于上世纪初，已有百年历史，目前仍在广泛使用。但常规工艺处理后的水难以保证生物稳定性，有机物去除效果较差。
(2)生物(预)处理
饮用水生物处理是指通过微生物群落的代谢活动，有效去除水中的有机污染物、氨氮、硝酸盐和亚硝酸盐。生物氧化去除有机物的机理包括:(1)微生物对小分子有机物的直接降解；(2)微生物胞外酶对大分子有机物的分解；(3)生物吸附絮凝。目前，生物氧化(预处理)技术能有效去除溶解性有机物，提高出厂水的生物稳定性，减少后续消毒剂的用量，因此已成为给水处理的工艺方法。
(3)活性炭吸附
活性炭是一种多孔疏水吸附剂，具有发达的细孔结构和巨大的比表面积。有机物的极性和分子大小是影响活性炭去除有机物的主要因素。溶解性低、亲水性差、极性弱、分子小的有机物容易被活性炭吸附。活性炭吸附主要用于饮用水的深度处理。发现活性炭对中小分子量有机物有很强的吸附能力，因此对AOC和BDOC有很好的去除效果。
综上所述，生物稳定性和净水技术是关系到饮用水安全的两个重要方面。为适应经济发展加快和城市化进程加快的趋势，应在技术研究方面下大力气，通过先进净水技术的研究和应用，提高饮用水的生物稳定性，实现有机营养基质含量低、不会导致供水管网中异养菌再次生长的生物稳定饮用水的开发和处理。