農村地區飲用水消毒技術研究

摘要：水資源作為人類生存和發展的重要資源，具有不可忽視性。伴隨時代的進步，人們思想得到解放，特別是農村地區，越來越多的人開始研究飲用水消毒技術的使用，該項工作順利實施，不僅可以確保農村用水的安全性，還能為水資源管理提供重要保障。為保障西南石漠化地區農村飲用水安全，助力精準扶貧，實現鄉村振興。本文以廣西壯族自治區河池市東蘭縣三弄瑤族鄉農村飲用水為研究對象，說明農村地區飲用水消毒的必要性，進一步介紹農村地區飲用水消毒技術，從而提升農村地區飲用水消毒技術水平。

關鍵詞：農村；飲用水；消毒；技術

基金項目：2020年度廣西高校中青年教師科研基礎能力提升項目《助力精準扶貧—石漠化地區集雨飲用水水質凈化技術研究》

項目編號：2020KY34023

在農村地區，飲用水的安全，直接影響人們的身體健康。我國作為農業大國，必須確保農村地區飲用水質量。這一目標的實現，離不開水處理技術。在處理過程中，最常見且關鍵的就是水消毒技術。消毒技術的科學應用，在一定程度上可以保障水質的安全性。但是，農村地區飲用水消毒技術，在推廣和使用過程中，仍舊面臨著一些挑戰。研究農村地區飲用水消毒技術，將其作為當前的重點工作。

一、農村地區飲用水概述

農村地區飲用水主要是指供農村人口日常生活使用的水，包括餐飲、飼養牲畜以及洗漱等各個方面。2021年，我國水利相關部門負責人指出，結合現行標準，我國貧困地區人口的飲水安全問題，已經得到妥善解決，而農村地區面臨的苦咸水及飲水型氟超標也實現了科學解決。在農村地區，在通常情況下，飲用水來自湖泊、河流、水庫、水井等，在石漠化資源性缺水地區，雨水成為最重要的水源，為了確保飲用水安全，就要做好凈化處理。

農村地區飲用水具有一定的特殊性。這種特殊性主要表現在水源地方面。地下水和地表水，是農民用水和取水的重要途徑，關于農村飲用水水源地，其特殊性表現在以下三個方面。

供水方式。結合供水方式，農村飲用水水源地供水主要有兩種：一種是集中式供水；另一種是分散式供水。常見的是分散式供水，特別是山較多的地區，由于農民居住較為分散，都是需要尋找合適的水源當作水源地，此種供水具有分散性、規模小以及數量多等特點。而集中式供水是農村集體開發的水源地，常見的是水井。

水源地類型。從水源地類型來講，集中式供水往往是通過自建水井抽取淺層地下水。而分散式供水，往往是將坑塘和山泉等水源，當作取水地。

水源地選址。大部分選址都是農民自發組織，沒有經過專業規劃，存在一定的隨意性，這就使得其缺少監管。缺乏水源地水質水量監測，農村供水相對比較分散，并且供水量有時候會受季節或氣候影響，存在不穩定性。大多數都是通過山泉直接進行取水，以鋪設暗管形式，當作飲用水直接進行飲用，中間并沒有檢測水質，或者使用一些過濾裝置，長此以往，會影響身體健康。盡管我國推行自來水進農村，但是，并沒有全面普及。所以，對于農村地區的飲用水，還存在很多問題，需要重點關注。

二、農村地區飲用水消毒的必要性

農村地區飲用水包括分散供水和集中供水兩種形式。為了確保飲用水安全，就要重視飲用水消毒工作。農村地區飲用水消毒必要性主要體現在三個方面。

第一，分散式供水。基本上屬于水窖存水，存留時間過長，水溫低于地表溫度，并且窖內水溫變化往往在4℃上下，這種穩定的水溫可以為水質的穩定提供重要保障。然而，在過濾和水源收集過程中，會存在很多微生物，水中總大腸菌群及菌落總數往往超標，這時就要對水窖中的水進行消毒。

第二，采用集中供水的方式，經常會受季節影響。一般來說，水量分成豐水期和枯水期。在水源處，枯水期水質較清澈，指標處于合格狀態下。而在豐水期，水中經常會含有泥沙，使得水體較為渾濁，水中微生物指標如總大腸菌群、菌落總數存在超標現象。這就要通過消毒和過濾，這樣才能確保飲用水滿足衛生標準。

第三，科學技術的進步和發展，一些新產品應運而生。比較嚴重的就是農藥，農民在除草或者除害蟲過程中，一些化學元素會逐漸滲透至飲用水中，若是不消毒，就會對人們的生命安全產生威脅。同時，農村森林亂砍亂伐逐漸嚴重的情況下，山體滑坡嚴重，若是沒有對水源地進行科學保護，一些山泉水就會出現渾濁現象，導致細菌增多，此時就要采取消毒或者過濾的方式，確保水質安全。由此可見，農村地區飲用水消毒非常有必要。

三、農村地區飲用水消毒技術

針對我國農村，自來水廠主要水來源于地表水，基本上都受到工業廢水與生活污水的污染，自來水廠利用過濾或者沉降措施，往往不能完全將有害微生物以及病菌處理干凈，若是直接飲用這類水，很可能會傳播各類疾病，不利于人體健康。我國農村生活污水以及礦區廢水等，都會對農村水質安全產生影響，為了進一步確保農村飲用水的可靠性及安全性，讓人們喝上安全的自來水，就要采用消毒技術，將農村地區飲用水中的微生物或者病菌加以處理。

（一）物理消毒技術

在農村地區飲用水消毒中，采用物理消毒技術，可以將水中致病菌的滅火生物蛋白質以及遺傳物質加以改變，最終達到良好的消毒效果。

1.二氧化鈦光催化消毒法

它主要是利用二氧化鈦光催化反應，形成較強的氧化性羥基自由基，從而將水中大分子有機物進行氧化分解。從本質上來說，二氧化鈦屬于一種光催化劑，沒有任何毒害，也不會對水體造成污染。除此之外，它還是不溶于水的一種固體物質，不管是在運輸還是存儲方面，都非常方便。采用二氧化鈦光催化技術，對農村飲用水進行處理，已經成為研究的重點。

2.紫外線消毒法

在農村飲用水消毒中，利用紫外線消毒技術，具有消毒徹底、運作簡單和維護費用低等優點。它主要是使用波長為200～275納米范圍內的紫外光照射微生物。在紫外光中，存在一定的光子能量，可以讓生物蛋白質變性失活，對生物核酸快速破壞，進而阻礙微生物的繁殖以及發育，將水中致病菌加以消滅。采用紫外線消毒法，既不會出現無機副產物，又不會產生有機副產物，可以安全快速地將微生物消除。然而，在利用紫外線消毒過程中，消毒效果在不同程度上會受一些因素的影響，包括水中離子強度、紫外光照強度以及水的濁度。所以，在開展消毒作業時，對水澄清度有著一定要求。針對這一問題，可以利用水預處理來解決。同時，針對管網中水的二次污染，紫外線消毒并無法將這一問題解決，它在農村飲用水消毒方面得到廣泛的應用。

（二）化學消毒技術

在農村飲用水中投加化學藥劑，可以生成強氧化還原等物質，將水體中微生物細胞酶等遺傳物質破壞，達到最終的消毒效果。電化學消毒原理如圖1所示。

1.電化學消毒

電化學消毒技術，被廣泛應用在降解環境有機污染物中。伴隨科學技術的進步，各種新型材料應運而生，為農村地區飲用水消毒奠定了堅實基礎。這種消毒技術，之所以具備良好的滅菌能力，主要依賴于電極表面產生的間接或者直接氧化反應的協同效應。關于電化學消毒，基本原理如圖2所示，主要是在電解期間，會形成強殺菌活性氧，包括H2O2，也會出現活性氯，包括ClO3等活性化學物質，這些物質在電場的誘導下，會從孔隙自由進入至微生物內部，造成細胞損傷，從而達到滅菌的最終目的。

2.氯化消毒

在農村地區飲用水消毒中，當前使用最廣泛的就是含氯制劑。它是一種價格低廉且有效的飲用水消毒劑。一般情況下，水源中的水，在經過氯化消毒之后，可以將病菌去除，但是，也會出現一些消毒副產物，最常見的就是“鹵乙酸”“鹵代醛”以及“三鹵甲烷”，關鍵是不能揮發的“鹵乙酸”和可以揮發的“三鹵甲烷”，它們都是致死、致殘以及致癌類物質，對人的身體健康會造成嚴重威脅，想要確保管網應有的消毒能力，對管網末梢就有一定要求，就是存在相應的余氯量。但是，若是余氯量太多，則會使得飲用水存在很大氣味，降低感官指標。在實踐中，盡管氯化消毒存在上述不良問題，但是，尤其成本低和消毒效果好，至今還被應用在飲用水消毒中。

農村地區，常見的含氯消毒劑主要有三種：一是漂白粉。使用漂白粉消毒過程中有一定的要求，就是被消毒的水中不應存在容易形成惡臭的化學污染物，加之亞氯酸鈉在一定程度上可以保障水中的鈣離子等產生沉淀，最終使管線或者投藥設備出現結塊現象。此類消毒方式會導致產生的余氯消失較快，若是有效時間維持補償，就不適合應用在管道輸送飲用水中，作為消毒劑使用。二是漂白水。它的主要成分是次氯酸鈉，不僅成本較低，而且有著良好的殺菌效果，將其使用在飲用水消毒中，可以控制水中的鐵離子。在現實生活中，往往會采用次氯酸鈉發生器，操作起來比較簡單，且費用不高，在農村地區飲用水消毒中，扮演著重要角色。三是漂粉精。它的主要成分為次氯酸鈣，由于價格比較低廉，一直被廣泛使用。但是，也存在一定缺陷，就是溶解相對困難，在完成消毒工作后，經常會留一層白色沉淀物。

（三）聯合消毒技術

無論是哪種消毒技術，在不同程度上使用中會存在缺陷。要將單一消毒技術的最大價值發揮出來，在實際應用中，可以將兩種或者兩種以上的消毒技術聯合使用，從而彌補單一技術存在的不足。現階段，不管是國內還是國外，很多飲用水處理廠已經開始應用聯合消毒供給，消毒農村地區的飲用水。其中，主要有以下兩種方法。

1.氯和臭氧聯合消毒法

采用臭氧消毒技術，一般情況下，不會出現有機副產物，不但消毒速度快，而且能夠有效滅活“兩蟲”。然而，需要格外注意，對臭氧濃度以及接觸時間加以合理控制。這樣在某種條件下規避出現的溴酸鹽化合物，達到良好的消毒效果。結合實踐來看，若是有效氯含量一樣，與單一消毒技術相比，采用聯合消毒技術，可以進一步增強大腸桿菌的去除率，還能有效降低“三氯甲烷”生成量。

在出水微生物指標相同的情況下，組合消毒工藝在微生物去除方面，效果會更好，并且生成的消毒副產物也會減少。

2.氯和氯胺聯合消毒法

農村地區飲用水在消毒過程中，通過采用游離態氯能夠在較短時間內，達到消毒效果。氯消毒作用在確定時，最大程度地將水中天然有機物以及單質氯反應生成的消毒副產物數量加以降低。可以充分利用氯胺消毒的特點，將其持續性發揮到最大化，對管網中的水質穩定性加以有效維持。除此之外，不管是氯胺消毒，還是對氯的單獨使用，都要特別關注，把握好消毒劑的實際作用時間。有關學者在研究水中微生物穩定性過程中，指出消毒劑濃度越高，其穩定性就會越差，進而將微生物再次生長的潛能激發出來。

四、結語

綜上所述，為了提高農村地區飲用水安全性，將消毒技術的最大價值發揮出來，要樹立可持續發展理念，明確農村應用飲用水的基本內涵，掌握農村地區飲用水消毒的重要性，結合當前我國農村地區飲用水特點以及實際情況，采用科學有效的消毒術，確保農村飲用水更加安全可靠，滿足農村地區生產和生活的現實需求，以此提升人們的用水安全。

參考文獻：

[1]裴瑤，劉滔，江煒.基于層次分析法的農村飲用水消毒設備使用效果評價[J].人民黃河，2021，（S01）：60-63.

[2]高雪，楊唯藝，雷培樹.飲用水紫外線組合消毒技術發展現狀[J].中國給水排水，2021（18）：4-5.

[3]熊傳龍，張永，陳志健，等.農村地區飲用水消毒質量及消毒前后微生物變化分析[J].現代預防醫學，2021（11）：5-6.

[4]朱娜，馮萃敏，李瑩，等.茶多酚的抑菌特性及其作為飲用水消毒劑的研究進展[J].應用化工，2022（02）：51-52.

[5]萬根春，李昂，萬琪.電解食鹽法次氯酸鈉消毒技術的應用前景和運管模式探索[J].中國水運（下半月），2022（08）：105-106，112.

作者簡介：陸夏銘（1979），女，廣西壯族自治區百色市人，碩士，副教授、工程師，研究方向為環境影響評價及污水處理技術。