淺談生活飲用水消毒技術的應用

孟 輝，李冰暉

（甘肅省慶陽市疾控中心，甘肅慶陽 745000）

清潔的水資源是人們生存的重要保障，在工業化進程飛速發展的今天，生活飲用水也受到了一定程度的污染，尤其我國諸多地區已出現水資源短缺情況，因此必須全面加強生活飲用水的保護和消毒工作。目前生活飲用水消毒主要包括有害微生物去除以及水源預處理，在此過程中如果消毒處理不當依然會危害人們的身體健康，所以需要相關部門切實做好水資源管理工作，以下對相關內容進行分析。

1 飲用水安全現狀

不論是農業發展還是工業發展都需要大量用水，而城市化進程飛速發展的今天，水資源越發緊缺，加之一些未經處理的污染水源排放到自然水體中，導致了地下水污染。如果飲用未經處理的污水，人們的健康將受到嚴重危害。整體看來，當前我國自然水資源受到了不同程度的污染，其中華北、東北等地區水資源存在氟含量較高的問題，而新疆、內蒙等地區存在砷污染。究其原因，是農業和工業經濟的發展導致了水體中有害物質以及致病微生物超標。此外，在生活飲用水消毒處理期間，一些有害物質也會和消毒劑發生物理或者化學反應，生成有害副產物。一些地區的公共供水廠由于建設時間較長，所采取的處理工藝較為落后，也會埋下諸多安全隱患[1]。

2 生活飲用水處理中主要消毒技術

目前，生活飲用水主要的消毒技術包括化學處理法和物理處理法。其中物理處理技術的原理是破壞生活飲用水中細菌菌體蛋白，進而達到消毒目的。而化學處理技術主要是將氣態或者液態的化學藥劑融入水體當中，通過氧化反應破壞菌體。

2.1 化學處理技術

2.1.1 氯化消毒技術

從當前我國生活飲用水消毒處理情況來看，氯化消毒技術的應用較為普遍，在消毒期間主要使用氯化鈣、液氯等氯化藥劑，通過加入一定量的氯化消毒劑可以與水體發生化學反應并形成次氯酸，這一過程中微生物細胞會受到次氯酸根離子以及氫離子的破壞，以此消除水體中的有害微生物。消毒期間易出現以四氯乙烯為主的消毒副產物，這些物質也會對人體造成不同程度危害，比如腹瀉、菌痢和腸胃炎，因此需要加強對氯化消毒技術的研究與創新[2]。

2.1.2 二氧化氯消毒技術

二氧化氯消毒技術可以消除水體中的致病微生物，同時可以氧化水體有機物，避免藥劑和有機物發生化學反應，有效降低水體中的生化需氧量。二氧化氯消毒處理優勢在于不會產生有機副產物，不過隨著二氧化氯消毒技術研究的深入，發現進行飲用水消毒處理期間產生了非有機副產物，同樣會影響人體健康。具體說來，在生活飲用水處理期間，二氧化氯出現化學反應的過程中大多數會殘留在水體，以2 價氯酸形式體現。此外，消毒副產物亞氯酸鹽能使紅細胞氧化變性成為無色的正鐵血紅蛋白,引起溶血性貧血,人們長期飲用二氧化氯消毒技術處理后的水源，患溶血性貧血概率會增大。

2.1.3 臭氧消毒技術

在生活飲用水消毒處理技術利用過程中，臭氧消毒同樣可以達到良好的消毒效果，這是由于臭氧可以破壞水體中的微生物結構，由此產生氧化分解現象，可以高效滅殺芽孢。需要說明的是，由于臭氧結構不穩定，易和水體中的新生態氧以及自由基的生成與釋放發生反應，其中自由基以及新生態氧能夠穿透細胞壁，同時分解細胞壁葡萄糖氧化酶。整體來講，臭氧消毒技術具有安全和消毒效果良好的特點，不過在實際利用中對生產設備要求高，并且成本投入較大，因此該技術普及存在一定難度。此外，在具體利用期間消毒效果無法長久保持，還存在著臭氧生產效率較低的問題[3]。

2.2 物理消毒技術

2.2.1 紫外線消毒技術

紫外線消毒技術主要原理在于受紫外線照射影響使飲用水中的微生物細胞受到破壞，由此影響微生物核酸功能，起到抑制飲用水微生物繁殖的效果，最終實現消毒目標。紫外線消毒技術具體表現如下：①使用的紫外線消毒技術不同產生消毒效果也存在差異，比如低壓紫外線的消毒效果不及脈沖紫外線；②利用紫外線照射消毒期間，飲用水當中的有機物和無機物會對照射效果產生直接影響，即飲用水水體渾濁度較高，使得紫外線消毒效果持續下降；③在紫外線照射期間，水中的鐵離子會對紫外線實際消毒效果產生直接影響，銀離子也能夠發揮自身協同作用，提升消毒效果。目前，我國生活飲用水處理期間紫外線消毒技術無需添加化學藥劑，因此在整個消毒期間不會產生消毒副產物，該技術的環保性能得到充分體現，但是該技術利用過程中持續消毒效果較差。

2.2.2 超聲波消毒技術

在物理消毒技術利用中，超聲波技術也是常用方式之一。超聲波消毒技術借助空化效應，使得水體中氣泡溫度和壓力瞬間變化，并且超聲波發出的聲波可導致水體氣泡爆裂，憑借噴射能力穿刺生物細胞膜，抑制微生物，其中影響滅菌的參數包括溫度、時間與超聲波[4]。

3 全新的消毒技術應用方式

目前生活飲用水消毒處理主要利用臭氧、液氧、二氧化氯以及紫外線等消毒技術。隨著近年來我國生物技術的不斷進步，全新的消毒技術得到了利用。

3.1 順次消毒技術

順次消毒技術可有效彌補臭氧消毒技術以及紫外線消毒技術的不足，通過二次投放消毒劑持續處理管網中的有害物質。一般情況下，消毒劑以臭氧和紫外線作為首選，在二次消毒期間主要投放氯或者氯胺。在利用順次消毒技術的過程中，不同消毒劑配合使用可以起到更好的消毒效果，主要是由于不同消毒劑對微生物的影響存在差異，根據不同原理滅活微生物，能夠發揮協同作用。比如首次消毒期間，臭氧可以破壞微生物細胞壁，進而為二次消毒劑滲透破損細胞壁打下基礎。在使用單一消毒劑的過程中，對微生物細胞壁的破壞更小，多種消毒劑配合使用效果更好。

3.2 機械混合消毒劑消毒技術

機械混合消毒劑消毒技術是將兩種消毒劑通過一定比例進行配制，進而消滅水體中致病微生物的方法，兩種消毒劑在使用過程中可以發揮協同作用，不僅可以起到順次消毒的效果，兩種消毒劑發生反應還可以產生額外的消毒效果。在生活飲用水消毒過程中，順次消毒技術以及機械混和消毒劑消毒技術都可以發揮協同作用，盡管協同原理存在一定差異，不過都為水的消毒提供了有效選擇。相較于傳統的消毒方法，以上兩種措施優勢明顯，可以減少消毒劑的使用，并且能夠控制水中微生物與消毒劑的接觸時間，由此節約了水體消毒費用。此外，近年來以上兩種技術的安全性和工作效率大大提升，能對多種類型微生物進行滅活[5]。

4 飲用水消毒技術發展趨勢

在今后的消毒技術利用過程中，重點關注對副產物前體物的清除，要求切實做好預處理工作，明確消毒劑和水體中物質的反應機理，完善評價體系，并且要加強環保型消毒劑的開發，具體如下。

4.1 消除副產物前體物

氯化消毒副產物就是氯消毒期間和水體中腐殖酸藻類微生物代謝物等天然有機物生成的有害物質，其中主要有害物質為三鹵甲烷以及鹵乙酸，這些物質會誘發腎癌、肝癌、大腸腫瘤疾病，還會增加女性生殖死胎概率。有研究發現，生成的鹵代副產物和水中游離子氯含量存在密切關系，在生活飲用水消毒期間加入活性炭吸附、膜過濾系統可在一定程度上減少鹵代副產物的含量。與此同時，可以借助吸附工藝或者消毒前預處理等方式消除副產物體前物。

4.2 消毒預處理

在消毒前期，通過預處理可以減少微生物以及毒副產物的含量。藻類密度小，主要在水中懸浮，借助混凝工藝難以去除，因此需要加入氧化劑，改變藻類表面的電性，提升凝聚效果。有研究發現，將液氧作為預氧化劑對藻類含量較高的水體處理時會破壞藻類結構，使得水體中的有機物含量增加。而將高錳酸鉀作為預氧化劑可以減少消毒副產物，以此提升水質。

5 結語

綜上所述，飲用水安全關系著人們健康和社會發展，由于我國諸多地區生活飲用水受到不同程度污染，所以新時期需要切實加強消毒技術的利用。考慮到我國不同地區的水質條件存在差異，需要根據實際情況選擇消毒工藝。目前我國氯消毒技術十分成熟，可以對多數細菌滅活，今后還需要加強消毒技術的深入研究，重點放在消除氯消毒副產物前體物方面，加強聯合消毒技術的利用，通過分析不同消毒手段的反應機理，完善消毒評價體系，以此開發出更加節能環保的消毒劑，進而促進社會的健康發展。