中山大學新華學院資源與城鄉規劃系周月英手機Q：413189766水資源利用與保護第4章供水資源水質評價

23省44城自來水檢出疑似致癌物華東華南最嚴重2016-10-1423:53:30（原標題：44城自來水檢出消毒副產物，或致消化道癌）由于具有高致癌性、高檢出率以及在我國可能被納入水質檢測標準，飲用水中的亞硝胺類消毒副產物得到了國內外研究人員的空前關注。“我們從全國23個省、44個大中小城市和城鎮、共155個點位采集了164個水樣，包括水源水、出廠水和用戶龍頭水。研究中測試了當前已知的全部9種亞硝胺類消毒副產物，其中NDMA（亞硝基二甲胺）的濃度最高。”清華大學環境學院國家環境模擬與污染控制重點實驗室陳超副研究員12日告訴科技日報記者，其課題組今年的一項重點研究工作就是關于全國飲用水系統中亞硝胺類消毒副產物的普查。該結果已于日前在市政和環境領域頂尖期刊《水研究》上發表，“飲用水中的亞硝胺問題有緊迫性，需要盡快研究和進行工程改造！”陳超呼吁。飲用水亞硝胺檢出率不容忽視在過去三年中，陳超及其團隊分別測試了44個城市供水系統中的亞硝胺類消毒副產物及其前體物。在已檢測的全部水樣中，出廠水和龍頭水中的NDMA平均濃度分別為11ng/L和13ng/L。他表示，與美國環保局在2012年公開的一項大規模普查數據相比，亞硝胺在中國出廠水和龍頭水中的檢出率是美國的3.6倍，而西歐國家的飲用水亞硝胺濃度比美國還低。在課題組檢測的長江三角洲地區的近10個供水系統中，出廠水和龍頭水中的NDMA平均濃度分別為27ng/L和28.5ng/L，水源水中的NDMA生成潛能為204ng/L。陳超表示，在已經鑒別出的700多種消毒副產物中，亞硝胺是健康風險最大的消毒副產物類別之一，特別是NDMA。中國尚無飲用水亞硝胺水質標準陳超說，目前已經有部分發達國家和地區建立了飲用水中NDMA的標準。“世界衛生組織在2008年提出了100ng/L的推薦值，加拿大，澳大利亞都有了國家標準，分別是40ng/L、100ng/L；加拿大安大略省、美國麻省和加州的標準更嚴，分別是9ng/L、10ng/L、10ng/L。”“我們的飲用水中亞硝胺檢出情況比這些地方都嚴重。”陳超說，但是我國飲用水水質標準中還沒有這一個項目。陳超表示，亞硝胺監測是有一定困難，要測試水中ng/L量級的微量亞硝胺，需要使用氣相色譜或者液相色譜再加上串聯質譜，監測設備兩三百萬一臺，每個水樣的測試成本也較高。不過他也表示國內已有十幾家自來水公司有該設備，還需要進一步開發檢測方法。人口密、污染重的區域風險更高記者從報告看到，亞硝胺風險高的水樣主要來自兩個區域——華東區和華南區。檢出龍頭水中最高值達到19ng/L。在人口密集的其他區域，如華北和華中，雖然水源水中NDMA生成潛能濃度不高，但龍頭水平均濃度達到12ng/L和18ng/L。“原因也許與水處理工藝有關，但一旦水源受到污染，傳統工藝的自來水廠對亞硝胺的控制效果有限。”陳超說道。值得關注的是，長江三角洲地區既是中國經濟最發達、人口最密集的區域，也是亞硝胺濃度最高的區域，NDMA濃度分別為27ng/L和29ng/L。“該區域的出廠水和龍頭水中NDMA的濃度，是44個城市中唯一超過世界衛生組織100ng/L標準的。”陳超說，很可能是其水源受到來自工業和生活污水的NDMA前體物污染。亞硝胺是致癌物嗎？亞硝胺類化合物被國際癌癥研究中心判定為2A類致癌物，即動物致癌證據明確，但人類致癌證據不充分。另有很多流行病學研究表明，亞硝胺類化合物與消化系統癌癥有較明顯的相關性。亞硝胺是自來水消毒副產物自來水廠消毒通常會使用含氯消毒劑，在氯的作用下水中的少量污染物會變成消毒副產物，其中部分有機氯氮化可以變為亞硝胺類物質。分界線氯是廉價且相對安全的消毒手段，多年來始終找不到它的替代品，因此亞硝胺等微量消毒副產物無可避免，世界各國無一例外。目前大多數學者的觀點是：包括亞硝胺在內的自來水消毒副產物并不會對健康產生明顯影響，但是如果不消毒，帶來的危害可能更大。自來水廠消毒工藝中的混凝沉淀。水中的亞硝胺危險嗎？本次清華大學的調查數據顯示：中國自來水中NDMA的平均濃度大約是11ng/L；華東、華南地區，家庭自來水中的NDMA平均濃度大約在18ng/L；長三角地區的家庭自來水中的NDMA的平均濃度為28ng/L。1ng=10-3ug=10-6mg=10-9g世界各地區對于自來水中亞硝胺的限制美國加州的指導值10ng/L；澳大利亞的指導值100ng/L；WHO的指導值100ng/L。根據以上標準衡量，本次清華大學的調查中僅有極個別樣本超過澳大利亞或世界衛生組織的標準，而超過加拿大標準的只占7%左右。如果按照WHO的標準，這次檢驗中絕大多數水是安全的。拋開劑量談毒性都是耍流氓。安全，不代表不需要改進這次檢出NDMA的樣本中，中國的平均濃度（中位數）大約是22ng/L，而美國是4ng/L。此外，無論檢出亞硝胺類化合物的種類還是檢出率，中國的情況都比美國嚴重。如果和歐洲、日本相比，我們的差距更大。而且，清華的研究人員在長三角某縣城的水龍頭水中檢出了全國NDMA的最高濃度，是44各城市中唯一超過世界衛生組織100ng/L標準的。究其根本，是源頭污染的問題這次研究發現，自來水廠如果以河流作為取水水源，NDMA檢出濃度明顯大于取自水庫或湖泊水源的。這是因為湖泊和水庫水的水系相對封閉，不易受上游污染物的影響。長三角地區處于長江干流的末端，上游的污染物不斷累積并匯聚于此，加上本地經濟發達、人口密集污染排放多，最終導致了這一地區自來水中亞硝胺類物質偏多。要盡可能減少亞硝胺這種可疑的致癌物，但如果盲目追求“高標準”，最終傷害的還是全體納稅人的利益。水并非亞硝胺的唯一來源即使一輩子喝長三角的水，因亞硝胺得消化道癌癥的概率為十萬分之幾。1.腌臘食品8500ng/kg2.煙草3000ng/根3.汽車尾氣4.露天燒烤5.加工飲料關注健康，需要更廣闊的視野1.亞硝胺等消毒副產物是自來水中普遍存在的；2.氯消毒廉價且相對安全，暫時無可替代；3.本次測的數據多數符合澳大利亞和加拿大標準，絕大多數符合國際標準；4.中國水體污染狀況不容樂觀，但亞硝胺主要來自食物、吸煙等途徑；5.制定水的亞硝胺限量不可盲目攀比，需要綜合考慮很多因素，在合理可行的前提下盡可能低；6.吸附、離子交換、反滲透不能有效去除亞硝胺。Part4.1水體污染水環境質量水資源保護技術Part3.2Part3.34.1水體污染4.1.1水體水體（Waterbody）：被水覆蓋區域的自然綜合體，包括地表水和地下水，是江河、湖泊、海洋、地下水、冰川等的總稱，是由水、水中的懸浮物、溶解物、膠體物、底泥和水生生物等構成的一個完整的生態系統。動態平衡體系4.1水體污染任何系統都具有抵抗外界干擾的能力，但該能力的大小隨系統的不同而不同，并且具有一個生態閾值（EcologicalThreshold）。當外界的干擾力小于該閾值時，系統可以通過自身的功能調節，使系統受干擾后慢慢恢復平衡；當干擾力大于該閾值時，系統的自我調節能力隨之喪失，導致系統的結構、功能受阻，由穩定變為紊亂，整個系統受到嚴重傷害及至崩潰，即生態平衡失調。4.1水體污染水體污染（waterpollution）：

水體受到自然因素（物質或能量）的影響，或由于人類的生活和生產活動向水體排放各類污染物質，其含量超過了水體的自凈能力，使水的感觀性狀（色、嗅、味、濁度）、物理化學性能（溫度、酸堿度、電導率、氧化還原電位、放射性）、化學成分（無機、有機）、生物組成（種類、數量、形態、品質）及底質情況等產生惡化，污染指標超過水環境質量標準，從而降低了水體的使用價值和使用功能的現象。地表水地下水4.1水體污染天然污染物：自然因素所造成，是自然過程中所產生的有機物（腐殖質）和無機物。人為污染物：由于人類生活、生產活動排放入水體的有機物、無機物、微生物等。4.1.2水體污染物4.1水體污染有機污染物：以碳水化合物、蛋白質、氨基酸以及脂肪等形式存在的天然有機物質及某些其他可生物降解的人工合成有機物質為組成的污染物。特點：不穩定，隨時隨地向穩定無機物轉化，氧化分解，厭氧分解評價水體有機污染的指標：

生化需氧量（BOD）、化學

需氧量（COD）、溶解氧

（DO）、總有機碳（TOC）等。4.1水體污染營養鹽類污染物：主要包括氨氮（NH4-N）、亞硝酸鹽氮（NO2-N）、硝酸鹽氮（NO3-N）、總氮（TN）和總磷（TP），作為水體富營養化控制的重要指標。富營養化：地表水體中（由其湖泊、水庫等封閉水域）營養鹽濃度過高，會引起水體中藻類等低等植物的過量繁殖，造成水華、赤潮的發生，引起水環境惡化。危害：發生水體的惡臭，影響水的觀感；

作為原水使用時，引起濾池堵塞、產生異臭味；

造成水體中魚類窒息死亡；

造成水體中有機物含量增高，溶解氧濃度降低，未分解有機物在水體底部積蓄，發生厭氧分解。4.1水體污染巴西奧運會“碧池”事件——藻類繁殖，濃度超標4.1水體污染4.1水體污染4.1.3水體污染的來源水體污染的來源分為自然污染和人為污染兩類。產生頻率高、數量大、種類多、危害深4.1水體污染工業廢水：是各種工業企業在生產過程中排出的廢水。特點：量大、面廣、種類繁多、成分復雜、毒性強、污染物含量變化大、不易凈化，對各類水體最具有威脅性。主要污染物：化學需氧量、石油類、六價鉻、氰化物、鎘、鉛、砷、揮發酚等。4.1水體污染2014年4月11日，蘭州市威立雅水務集團公司被曝出廠水及自流溝水樣中苯含量嚴重超標。該公司檢測顯示，4月10日17時出廠水苯含量高達118微克/升，22時自流溝(自來水一分廠與二分廠之間中間段)苯含量為170微克/升，11日凌晨2時檢測值為200微克/升，均遠超出國家限值的10微克/升。4.1水體污染金家河入滇池段受污染生活污水未處理就排放生活污水：人們日常生活中廚房、洗滌室、浴室等排出的污水和廁所排出的含糞便污水等。主要來源：人口集中的城鎮和農村。主要污染物：無機鹽、有機物、病原菌、植物營養物（N、P）和懸浮物等。4.1水體污染農業污水：農業生產活動中殘留在農田土壤中的化肥、農藥、殺蟲劑等隨農田灌溉排水或降雨時產生的地表徑流進入水體集約化畜禽養殖業迅速發展，規模化養殖場數量不斷增加。4.1水體污染水體污染源：排入水體的污染負荷的發生源。包括點源和非點源。點源：即特定污染負荷發生源，是指集中產生、并有可能集中排入水體的污染源。（工業廢水和城鎮生活污水）非點源：即非特定污染負荷發生源，是指非集中產生、不可能集中排入水體的污染源，是一種來源于大范圍或大面積的分散污染源。4.1.4水體污染源4.1水體污染污染負荷：污染物產生的單位量。生活污水的污染負荷：通常按每人每天的污染物發生量來計算。4.1水體污染工業廢水的污染負荷：一般可表示為單位產量（或單位產值）的污染物發生量。一般按實際排水量和排水水質來進行計算

常用指標：SS、COD、總氮、總磷等。家畜排水的污染負荷：一般按家畜數推算家畜排水的總污染負荷。其他人為的污染負荷：一般按實際排水量和排水水質來進行計算。（屠宰場、醫院、大型洗染店等）自然污染負荷：一般按0.5~1.0kg/km2·d來計算比較合適。入河污染負荷。4.1水體污染污染物在水體中的運動，主要包括污染物在水體中的推流遷移運動、水體對污染物的分散作用及污染物的衰減和轉化。推流遷移：指污染物的空間位置在水體作用下產生的轉移。只能改變污染物的空間位置，不能降低污染物的濃度和總量。4.1.5污染物在水體中的遷移轉化規律4.1水體污染水體對污染物的分散作用：分子擴散、湍流擴散和彌散。分子擴散：由分子的隨機熱運動引起的質點分散現象，服從費克第一定律，存在于污染物的所有運動過程中；湍流擴散：在湍流流場中污染物質點的各種狀態的瞬時值相對于平均值的隨機脈動而產生的分散現象；彌散：由于水體的橫斷面上各點的實際流速分布不均勻所產生的剪切而導致的分散現象。污染物的衰減和轉化：污染物進入水體后，在外界因素的作用下會發生引起污染物結構、組成變化的作用，經過一系列變化后，污染物被分解成穩定存在的小分子。4.1水體污染水體自凈：污染物進入水體后，通過物理、化學和生物因素的共同作用，使污染物的濃度降低，曾受污染的水體部分地和完全地恢復原狀。如果排入水體的污染物超過水體的自凈能力，就會導致水體污染。自凈過程：物理凈化：通過稀釋、擴散、混合、沉淀、沖刷、再懸浮和揮發等物理作用，使污染物濃度降低，但污染物總量不變。化學凈化：通過酸堿中和、氧化、還原、分解、化合、吸附與凝聚等化學反應，使污染物的存在形態發生變化、濃度降低，但污染物總量不變。生物凈化：通過水體中的水生生物、微生物的生命活動，有機污染物氧化分解，逐漸變成無機物質，存在狀態發生變化或消失，有機物得到降解，污染物濃度和總量都降低。4.1水體污染4.2水環境質量4.2.1水環境承載力與水環境質量的關系水環境質量：衡量水環境在承載力范圍內能夠自我修復的質量標準。水環境承載力：按照水環境質量標準確定的一定范圍內水體所能承納的最大污染物負荷總量。4.2水環境質量水環境質量是評價水資源優劣及利用可行性的基本指標之一。水環境標準：是根據各類水域功能，為控制水污染，保護水資源，保證人體健康，維護生態平衡，促進經濟建設而制定的水環境質量評判標準，是政府部門制定的強制性或指導性標準。一般分為：水環境質量標準、水污染物排放標準、環境基礎標準、水質分析方法標準、環境保護儀器設備標準及環境樣品標準。水污染物排放標準：《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）：

本標準按照污水排放去向，分年限規定了69種水污染物最高允許排放濃度及部分行業最高允許排水量。4.2.2水環境質量標準4.2水環境質量中華人民共和國環境保護部：4.2水環境質量水質分析方法標準：4.2水環境質量水環境質量標準：

是水環境管理的基礎，是為了保護與利用江、河、湖、庫、海、地下水等水體，針對水體水質的標準所作的規定。地表水環境質量標準的基礎是以水域功能分類

水質標準的制定要考慮到其對供水、魚類和野生動物繁殖的影響以及娛樂、農業和工業等其他用途。我國水環境質量標準：

分為國家標準和地方標準。地方標準必須以國家標準為依據，并應等于或嚴于國家標準。主要包括：《地表水環境質量標準》、《地下水環境質量標準》以及與其相應的各類功能區用水水質標準、《生活飲用水衛生標準》、《污水綜合排放標準》等。4.2水環境質量地表水環境質量標準：《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）：

按照地表水環境功能分類和保護目標，規定了水環境質量應控制的項目及限值，適合于江河、湖泊、運河、渠道、水庫等具有使用功能的地表水水域。本標準項目共計109項，其中：地表水環境質量標準基本項目24項；集中式生活飲用水地表水源地補充項目5項；集中式生活飲用水地表水源地特定項目80項。4.2水環境質量依據地表水水域環境功能和保護目標，按功能高低依次劃分為五類：Ⅰ類主要適用于源頭水、國家自然保護區；Ⅱ類主要適用于集中式生活飲用水地表水源地一級保護區、珍稀水生生物棲息地、魚蝦類產卵場、仔稚幼魚的索餌場等；Ⅲ類主要適用于集中式生活飲用水地表水源地二級保護區、魚蝦類越冬場、洄游通道、水產養殖區等漁業水域及游泳區；Ⅳ類主要適用于一般工業用水區及人體非直接接觸的娛樂用水區；Ⅴ類主要適用于農業用水區及一般景觀要求水域。同一水域兼有多類功能類別的，依最高類別功能劃分。4.2水環境質量地下水環境質量標準：《地下水質量標準》（GB/T14848-93）：

依據我國地下水水質現狀、人體健康基準值及地下水質量保護目標，并參照了生活飲用水、工業、農業用水水質最高要求，將地下水質量劃分為五類：Ⅰ類主要反映地下水化學組分的天然低背景含量。適用于各種用途。Ⅱ類主要反映地下水化學組分的天然背景含量。適用于各種用途。Ⅲ類以人體健康基準值為依據。主要適用于集中式生活飲用水水源及工、農業用水。Ⅳ類以農業和工業用水要求為依據。除適用于農業和部分工業用水外，適當處理后可作生活飲用水。Ⅴ類不宜飲用，其他用水可根據使用目的選用。4.2水環境質量地下水環境質量標準：《地下水質量標準》（GB/T14848-93）：

依據我國地下水水質現狀、人體健康基準值及地下水質量保護目標，并參照了生活飲用水、工業、農業用水水質最高要求，將地下水質量劃分為五類：Ⅰ類主要反映地下水化學組分的天然低背景含量。適用于各種用途。Ⅱ類主要反映地下水化學組分的天然背景含量。適用于各種用途。Ⅲ類以人體健康基準值為依據。主要適用于集中式生活飲用水水源及工、農業用水。Ⅳ類以農業和工業用水要求為依據。除適用于農業和部分工業用水外，適當處理后可作生活飲用水。Ⅴ類不宜飲用，其他用水可根據使用目的選用。4.2水環境質量生活飲用水衛生標準：

飲用水水質不僅適宜于飲用目的，而且在感官性狀和公共衛生方面是為公眾可以接受的水。要求：不含有致病菌和微生物，不危害人體健康；無色、無嗅、清涼、爽口；溶解性物質低于規定的限值；不產生腐蝕和腐蝕引起的水污染。飲用水水質標準一般包括感官性狀指標、無機化學物指標、有機化學物指標、細菌學指標和放射性指標。4.2水環境質量污水綜合排放標準：

是對排放到水體中的各種污染物濃度的最高限額，是為了保護水體水質不進一步惡化、治理已被污染的水環境以及合理利用水資源制定的。《污水綜合排放標準》（GB9878-1996）：

根據污染物的毒性及其對人體、動植物和水環境的影響，分為兩類：Ⅰ類指能在環境或動植物體內蓄積、對人體健康產生長期不良影響的污染物，對其一律執行嚴格的標準，并規定在車間的排放口取樣控制。Ⅱ類長遠影響小于Ⅰ類污染物，按其排放水域的使用功能分區以及企業性質分為一級、二級和三級標準，并規定在工廠企業排放口取樣控制。4.2水環境質量各種水環境標準之間的關系：水體水質：地表水環境質量標準

地下水環境質量標準供水水質：飲用水水質標準排水水質：污水排放標準區域水環境系統的質量標準體系4.2水環境質量4.2.3水質評價水質評價：根據水體的用途，按照一定的評價參數和水環境質量標準，選取正確的評價方法，對水體質量做出有效評判，判明水體的水質狀況和被污染程度，確定其應用價值，為水體污染綜合防治和水資源合理開發、利用、保護與管理提供科學依據。水質評價主要目的：分析不同地區各個時期水質的變化趨勢、根據水資源的利用目的分析對工農業生產和生態系統的影響、分析對人體健康的影響、分析水體水質的適應性。常用評價方法：單項水質指標比照法、單項水質指標達標率和綜合污染指數法4.2水環境質量單項水質指標比照法：

選取單項指標，分項與水環境質量的各類標準值比照，進行達標率評價。以斷面（或區間）污染最重因子的類別作為所評價水體的水質綜合類別。4.2水環境質量單項水質指標污染指數法：

選取單項指標，以其實測值與相應的水質評價標準的比值作為單項水質指標污染指數。I≤1時水質滿足標準要求，I≥1時水質污染，不能滿足標準要求。指數越低水質越好，反之越差。4.2水環境質量4.2水環境質量綜合污染指數法：

以某一污染要素為基礎所建立的指數，表示各種污染物對水體綜合污染程度的一種水量指標。可表示為：綜合污染指數越低水質越好，反之越差。4.2水環境質量4.2水環境質量其他評價方法：概率統計法內梅羅（N.L.Nemerou）指數法聚類分析法（模糊聚類法、系統聚類法）模糊數學法水質評價：單項評價綜合評價單項環境因素評價綜合因素評價現狀評價趨勢評價數理統計分析評價污染預測和建立水質數學模型評價4.3水資源保護技術4.3.1水體污染治理生活污染源

點源控制工業污染源禽畜養殖場廢水……

外源控制農田施肥

非點源控制生活垃圾及固體廢棄物水體污染控制大氣污染物沉降……

內源控制4.3水資源保護技術點源控制：

點源是水環境治理的重點。生活污染源：排入江、河、湖、庫的生活污水來自城鎮建筑群：修建與