饮用水的处理及卫生防护
（一）水源选择及卫生防护
1．水源选择的原则
（1）水量充足：水源的水量必须能满足城镇人口发展以后需要的供水量。
（2）水质良好：水源水的感官性状和一般化学指标经净化处理后，应符合饮用水水质标准的要求。水源水的毒理学和放射性指标，必须直接符合饮用水水质标准的要求。只经氯消毒而供饮用者，原水总大肠菌群不应超过1 000个／L。同时进行沉淀、过滤和氯消毒者，则应不超过10 000个／L。
（3）便于防护：宜优先考虑地下水。选用地面水时，应将取水点设在城镇和工业企业的上游。
（4）经济技术上合理，方便群众取用。
2．水源水的卫生防护 生活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”，分散给水是指居民分散地直接从水源取水。
（1）集中给水的卫生防护：采用地面水水源作饮用水应设置卫生防护带，要求在取水点周围半径不小于100m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1 000m至下游1 000m水域内，不得排入工业废水和生活污水，其沿岸不准堆放废渣、垃圾、有害物品等，进水口应高于河床约1m，低于水面约1．5m。采用地下水作水源，要求井壁严密不漏水，井址周围有一定距离的卫生防护带。
（2）分散式给水的卫生防护：用井水作水源时，应注意井址的选择，应尽可能设在污染源上游，地势高而不易积水，周围无渗水的污染源（如厕所、粪坑、畜圈）。井的结构应符合卫生学要求，井底要用砂石铺垫。井周围1～2m的半径范围内，用不透水材料建造，高出地面20cm，并向四周倾斜，同时周围设有水沟以利排水。井口最好设盖，尽可能做成密封井。
地面水取水点周围20～30m的范围内不得有污染源，江河水应采用分段或分时用水，多塘地区可分塘使用，水库、湖水可分区使用，以保护饮用水清浩。有条件地区可以建设岸边自然渗井或砂滤井，并进行过滤取水。
（二）水的净化
自然界中的多数水源，一般情况下水质不能达到生活饮用水水质标准的要求，常需采取净化处理。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。如果水中有异味或有过量的铁、铜、氟等，则需采取特殊处理方法。
1．混凝沉淀 天然水体中常悬浮一些很细微的黏土颗粒和有机物微粒等，小颗粒物带有负电荷，相互排斥，不易自然沉淀。混凝沉淀就是通过往水中投加一些混凝剂，使水中的各种悬浮物迅速凝聚成絮状物并沉淀到水低。
（1）原理：①电荷中和作用：在水中加入某种混凝剂，使它在水中水解形成带正电荷的胶粒，能与水中带负电荷的胶粒相互吸引，使彼此的电荷中和而凝聚成绒体或矾花。绒体和矾花具有强大的吸附能力，随着吸附悬浮物以及部分细菌和溶解性物质，增加了自身的体积和重量，随之快速下沉。下沉过程中还可以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后形成线型结构的高聚物，对胶体微粒有强烈的吸附作用。随着吸附颗粒的增多，高聚物弯曲变形，形成网状，从而起到架桥作用。该结构的表面积很大，吸附能力很强，能吸附粘土、有机物、细菌和溶解性物质，最终因重力而下沉。
（2）常用的混凝沉淀剂：主要分为无机盐和高分子混凝剂两大类。无机盐包括铝盐（硫酸铝钾、硫酸铝）和铁盐（硫酸铁、硫酸亚铁、三氯化铁）。高分子混凝剂中常用的有聚合氯化铝和聚丙烯酰胺。为改善混凝条件，有时需加一定量的助凝剂，以改善絮凝体结构，促进混凝沉淀作用。
（3）影响混凝沉淀效果的因素：①混凝剂的种类和用量：水质不同应使用不同种类和用量的混凝剂，以达到混凝沉淀的目的。②原水中悬浮粒子的性质、粒度的含量：水混浊度高，混凝剂用量多，混凝效果好；混浊度低，悬浮物细微，则不易凝集。③水的pH值：混凝剂在水中水解后，需要在一定pH值范围内才能产生较好的混凝效果，最适pH值为5．7～7．8。④温度：低温时，反应速度缓慢，絮状物形成缓慢且松散细小。
2．过滤 过滤是指水通过一层滤料（通常用砂），使水中微细杂质在复杂的物理化学作用下转移到滤层中的净水过程。
（1）原理：①隔滤作用：水通过滤料时，水中悬浮杂质颗粒大于砂层的孔隙者被阻留，且随滤层孔隙逐渐变小，较小颗粒也被截留。②接触混凝作用和吸附作用：当水流通过滤料层时，水中微细颗粒与滤料碰撞而被吸附，滤料吸附絮凝体后，吸附作用进一步增强。
过滤净水的效率取决于进入滤池的水质、滤料层厚度及颗粒大小、滤速、滤池构造和操作管理等因素。在过滤过程中，滤料孔隙可被悬浮物阻塞，使滤层阻力越来越大。此时应停止使用，冲洗滤料之后才可继续发挥净水效果。
（2）过滤装置：集中式给水的过滤装置，有形式多样的砂滤池。在分散式给水中，可建立岸边或塘边砂滤井。在家庭或无集中给水单位，可自制砂滤桶，均可使水澄清。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。同时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
水源水经过混凝沉淀和过滤后，尚不能保证去除全部病原微生物，为了使水质符合饮用水标准规定的各项细菌学指标，确保饮用水的安全，仍需要对经上述处理的水进行消毒，这是消灭和防止肠道传染病流行的一个重要环节。饮水的消毒方法很多，可分为物理法（如紫外线法）和化学法。化学法中有氯化消毒法、臭氧和碘消毒法等。氯化消毒简便、经济、有效，是使用最广泛的一种消毒方法。
1．氯化消毒 氯在常温常压下是一种黄绿色气体，有特殊的臭味，具有很强的氧化能力；氯在常温下加压至6～7个大气压时可液化装入钢瓶，便于储存和运输。除此之外，氯化消毒剂还有漂白粉、漂白粉精。含氯化合物中，氯的价数＞-1者，称为有效氯，具有杀菌作用。漂白粉中含有效氯约为30%，漂白粉精中约含60%～70%。这些化合物性质不稳，如露天存放或放置过久，有效氯含量会大大降低。
（1）原理：液态氯、漂白粉和漂白粉精加入水中均形成次氯酸。
Cl2＋H2→O HOCl＋H＋＋Cl-(https://www.daowen.com)
2Ca（OCl）Cl＋2H2→O 2HOCl＋Ca（OH）2＋CaCl2
Ca（OCl）2＋2H2→O 2HOCl＋Ca（OH）2
次氯酸分子体积小，不荷电，易穿过微生物细胞壁；同时它又是一种强氧化剂，能损害细胞膜，使蛋白质、RNA和DNA等物质释出，并影响多种酶系统（主要是磷酸葡萄糖脱氢酶的巯基被氧化破坏），从而使细菌死亡。氯对病毒的作用，在于对核酸的致死性破坏。
（2）影响氯化消毒效果的因素：①加氯量与接触时间：为保证消毒效果，加氯量除满足需氯量外，还应剩余一定量的余氯，以保持持续消毒作用，要求接触30min后，水中尚有0．3～0．5mg／L余氯。②水的pH值：次氯酸是弱电解质，在水中可电离，其反应式为HOCl→H＋＋OCl-。其解离程度取决于水温和水的pH值，当pH值＜6．0时，HOCl接近100%；pH＝7．5时，HOCl和 OCl-大致相等，当pH＞9．0时，OCl-接近100%。HOCl的杀菌作用超过OCl-的80倍以上，因此，水的pH值不宜太高。③水温：水温高，杀菌效果好。水温每提高10℃，病菌杀灭率约提高2～3倍。④水的混浊度：水中悬浮颗粒可吸附、包裹微生物，使消毒剂不易与微生物直接接触，而影响消毒效果。因此，消毒前应降低水的混浊度。⑤水中微生物的种类和数量：不同的微生物对氯的耐受性不同，除腺病毒外，肠道病毒对氯的耐受性较肠道病原菌强。
（3）常用氯化消毒方法：①常量氯化消毒：当水中的需氯量较低，且基本无氨，用少量氯即可达到消毒目的的一种消毒方法。此法简便，所需接触时间短、效果可靠，但要求原水污染较轻，且基本无酚类物质，否则会产生氯酚臭。②过量氯化法：当水源受到有机物和细菌污染较严重时，在野外行军工作时，新井饮用前或修井后，洪水过后或肠传染病流行期，需在短时间内达到消毒效果时，可加过量氯于水中，加氯量可比常量法高10倍。使余氯达1～5mg／L。由于氯味太大，消毒后用硫代硫酸钠或活性碳等脱氯。硫代硫酸钠用量按lmg余氯投入2．5mg计算，10～15min后可取用。③氯胺消毒法：指在水中先加入氨（液氨、硫酸胺或氯化胺），则加氯后生成一氯胺和二氯胺等。二氯胺的杀菌能力高于一氯胺，三氯胺则无杀菌效果。本法的优点是三卤甲烷类致突变物质的形成明显低于常量氯化法，氯胺在水中较游离氯稳定，在管网中可维持较长时间，可防止氯酚臭的形成等。但本法需较长接触时间，操作复杂且费用较高。
2．臭氧消毒 O3是一种强氧化剂，它在水中的溶解度约较O2大13倍。O3极不稳定，需在临用时制备并立即通入水中而起到杀菌作用。净化处理后的水，O3用于消毒的投加量一般不大于1mg／L，接触15min后，O3的剩余量为0．4mg／L时，可达到消毒效果。O3消毒的优点是杀菌作用强，用量少，接触时间短，不产生三卤甲烷类物质；缺点是因在水中不稳定，消毒后无持续杀菌作用，而且投资大。
3．紫外线消毒 波长200～295nm的紫外线具有杀菌作用，其中以波长254nm的紫外线杀菌作用最强。用紫外线高压汞灯照射经沉淀和过滤后的水，以达到消毒效果。消毒设备有两种，即浸入式和水面式，前者消毒杀菌效率高；消毒时水深最好不超过12cm。紫外线消毒的优点是杀菌效率高，需接触时间短，处理后的水无色无味；缺点是无持续杀菌作用，成本也较高，故除单位供水外，未获广泛应用。
（四）水质的特殊处理
1．除臭 根据产生臭味的原因进行不同处理。因藻类繁殖而产生的臭味，可用ClO2或硫酸铜控制藻类生长；挥发性物质如H2S产生的臭味，可用曝气法去除；有机物污染产生的臭味，可用臭氧或氯加以处理；原因不明或上述方法无效时，可用活性炭吸附处理。
2．除氟 常用的除氟方法有：①吸附过滤法：用活性氧化铝颗粒作滤料进行过滤，使氟离子与活性氧化铝中的SO-4进行交换。当活性氧化铝失效，除氟能力降低时，可通入2%硫酸铝溶液进行再生。②混凝沉淀法：常用硫酸铝或碱式氯化铝作混凝剂，絮凝体吸附氟后经沉淀或过滤除去。此法简单，但混凝剂用量大，且效果不如前法。③电渗析法：本法操作简单，不仅对除氟有效，还可改善水质，故近年来应用增加，但成本较贵。
3．除铁和除锰 地下水中的二价铁、锰可用接触氧化法，即将空气通入水中，使其转化成三价铁，形成絮凝体，经沉淀过滤去除。以硫酸亚铁存在时，可用石灰碱化法去除。
4．苦咸水的淡化 在特殊场合只能用苦咸水或海水作水源时，需经除盐淡化，才能适于饮用。淡化的主要方法有：蒸馏法、离子交换法、反渗透法、电渗析法和冷冻法。
（五）农村改水
1．水源选择 农村改水选择水源，应考虑水量、水质、水源防护和技术经济合理的原则。卫生防疫单位应积极参与，协助有关部门对水质提出要求，并实行饮用水质的卫生监督，在条件许可时，优先选择地下水。
2．给水系统的选择 实践证明，分散式给水很难达到饮用水质标淮的要求，应力争发展集中式给水系统。
3．农村常用给水系统流程
（1）地下水源：①山泉水（或溪水）管道供水：山泉→高位水池→管网→用户。②地下水水塔或压力罐管道供水：消毒后的水源井→水泵→水塔或压力罐→管网→用户。如该流程中无水塔或压力罐，只能直接流入用户，并定时供水。
（2）地面水源：①水源水浊度经常＜100度，水质较稳定，且无藻类繁殖：沉淀消毒后的水源→水泵→接触滤池→清水池→水泵→水塔→管网→用户。②水源水浊度经常＜500度的场合：沉淀消毒后的水源→水泵→综合净水器→水泵→水塔→管网→用户。综合净水器又称一元化净水器，它是将混凝沉淀、过滤等净化过程综合为一体的设备，具有便于管理和节省用地的优点。③水源水浊度＜1 000度的场合：沉淀消毒后的水源→水泵→反应池→沉淀池→滤池→清水池→水泵→管网→用户。
（崔留欣）
参 考 文 献
1 杨文敏．饮用水卫生．见：陈学敏主编．环境卫生学．第5版．北京：人民卫生出版社，2001：144—185
2 王子元．环境污染及其对健康的影响．见：孙贵范主编．预防医学．北京：人民卫生出版社，2001：26—31 3 徐兆发．生活环境与健康．见：仲来福主编．卫生学．北京：人民卫生出版社，2001：49—62
4 杨建勋．水体卫生．见：吴逸明主编．预防医学．郑州：河南医科大学出版社，2000：36—45
5 潘小川．水与健康．见：郭新彪主编．环境医学概论．北京：人民卫生出版社，2002：89—113