我国污水排放余氯限值规定及监测、控制方法研究进展

含氯消毒剂在我国污水处理过程中普遍使用,其在灭活病原微生物的同时会增加出水余氯浓度,对生态环境造成影响. 新冠肺炎疫情防控期间,含氯消毒剂的使用量大幅增加,余氯问题更加凸显. 为对我国水污染物排放标准中余氯限值的制定和修订提出可参考的建议,比较了国内外现有各类水污染物排放标准中的余氯限值,并总结分析余氯监测及控制方法的研究进展. 结果表明:①我国多项水污染物排放标准包含出水中余氯限值规定,如《医疗机构水污染物排放标准》规定采用氯化消毒的医院污水直接排放总余氯浓度应低于0.5 mg/L,北京、上海等地的地方污水综合排放标准规定直接排放的污水总余氯浓度应低于0.5 mg/L,但我国城镇污水处理厂消毒尾水中的余氯至今仍缺乏标准管控. ②我国余氯测定标准中规定的余氯监测方法为N,N-二乙基-1,4-苯二胺(DPD)滴定法和分光光度法,近年来余氯的仪器分析法和传感器法也得到迅速发展. ③余氯控制方法包括以二氧化硫和亚硫酸盐为脱氯剂的化学脱氯法、活性炭脱氯法和还原性金属材料脱氯法等. 因此,建议我国在未来城镇污水处理厂排放标准中考虑纳入余氯限值规定,并关注余氯监测及控制方法的发展与规范制定.      

塑料管材输配水过程中有机物释放规律研究

研究了目前给水管网中常用的3种塑料管材,未增塑聚氯乙烯(uPVC),聚乙烯(PE)和无规共聚聚丙烯(PPR)管在输配水过程中有机物的释放规律.通过静态管段实验模拟给水管网中不同输配水状态,选取总有机碳(TOC)为综合评价指标,考察了不同塑料管材中有机物随时间的迁移释放特性,并分析了管材有机物释放对管网水中余氯消耗的影响.随着管材输配水次数的增加,uPVC管释放至水中的TOC浓度和TOC释放速率分别在0.03mg/L和0.04μg/(d?cm2)以下,而PE管和PPR管在输配水过程中TOC的释放浓度和释放速率在初期最大[PE: 0.19mg/L,0.25μg/(d?cm2);PPR:0.07mg/L,0.09μg/(d?cm2)],且后期递减并趋于平稳[PE:0.03~0.08mg/L,0.05~0.10μg/(d?cm2);PPR:0.01~0.03mg/L, 0.01~0.04μg/(d?cm2)].随着水力停留时间的增加,不同管材释放的有机物浓度持续升高.不同管材有机物的释放能力排序为:PE>PPR>uPVC.各管材的有机物释放特性直接影响管网水的余氯消耗特性,且管材的有机物释放量越多,管网水的余氯消耗越快.PE管的使用易引起水体有机污染问题.本研究明确了3种常用塑料管材的有机物释放规律,将进一步为与塑料管材安全性能评价相关的国家标准的修订提供理论依据.     

分光光度法测定余氯的线性范围探讨

用分光光度法测定水样中的余氯，按照国际GB11898－89中的要求，整个浓度范围内（余氯0－5.00mg/L)所制得的标准曲线的相关系数在0.99-0.999之间。经对其标准曲线的线性范围进行探讨发现，当余氯的浓度范围为0－1.00mg/L时，标准曲线的线性较好，相关系数＞0．999；当余氯的浓度＞1.00mg/L，所绘制的标准曲线呈负偏离现象，相关系数＜0．999。     

城市安全供水综合指数研究-以太原为例

采集太原市不同区住户的自来水和12种瓶装水,分析了水中无机离子和挥发性有机物( VOCs)成分.结果表明,无机离子和VOCs的总浓度范围分别为1.08~354.18 mg/L和0.43~13.98 μg/L;自来水中的无机离子与VOCs 含量最高,约是瓶装水中浓度的三倍.加热与过滤处理措施均可改善自来水水质,对水中无机离子和VOCs的去除效果均可达19%~100%,其中过滤可能会引发VOCs的二次污染 .根据饮用水标准,使用饮用水水质指数( DWQI)模型对水质评价结果显示,太原市饮用水水质总体较好.     

配水管网中生物稳定性和消毒副产物的变化及相关性

研究了上海市2条不同水源水厂配水管网中可同化有机碳（AOC）、三卤甲烷（THMs）和卤乙酸（HAAs）的变化情况,并对饮用水生物稳定性和消毒副产物间的相关性进行了分析.结果表明,管网中AOC和HAAs含量受余氯和微生物活动双重作用的影响,在距水厂较近、余氯较高的管网中,可能因氯与有机物继续反应出现上升,在余氯较低的管网末梢则因为微生物降解作用使含量下降;THMs含量则只受余氯的影响,随管网延伸持续增长.HAAs与AOC含量间存在较好的线形关系,前体物间具有相似性,THMs与AOC含量间呈正相关性;作为饮用水安全性的2个重要方面,生物稳定性和消毒副产物间具有内在的关联性.     

化工企业废水污染源在线监控预警阈值确定方法研究

为解决我国污染源在线监控数据缺乏深层次利用、监测数据对污染源不能有效预警的状况,对企业日常污水排放的污染物进行监控预警,综合运用层次分析法和频次分析法,分别确立了在线监控预警的指标体系和污水排放不同警情的阈值范围,并以某化工厂12个月的在线监测数据为案例对方法进行了验证.分析结果表明,某化工厂污染源废水中ρ（氰化物）在0~0.50 mg/L之间,其中88.54%的监控数据分布范围为0~0.20 mg/L,均未超过GB 8978—1996《污水综合排放标准》Ⅱ级标准限值;ρ（COD_Cr）在3.51~499.17 mg/L之间,其中51.74%的数据分布在>300~400 mg/L之间,接近GB 8978—1996 Ⅲ级标准限值,出水ρ（COD_Cr）偏高;ρ（NH₄+-N）在0~45 mg/L之间,均未超过GB 8978—1996 Ⅱ级标准限值,其中91.13%的数据低于30 mg/L,出水ρ（NH₄+-N）较低.对确定的预警阈值方法验证结果表明:①依据权重值的大小最终筛选出氰化物、COD_Cr及NH₄+-N为预警指标.②某化工厂氰化物在排放正常、一般、不正常及极不正常状态对应的阈值范围分别可设为40%频次、30%频次、5%频次及超过5%频次所对应的浓度范围;COD_Cr和NH₄+-N各状态对应阈值浓度范围一致,均为50%频次、40%频次、5%频次及超过5%频次对应的数值.研究显示,基于在线监测数据并结合相关标准、化工企业排污风险特征和化工厂的生产特征及工艺等基本条件,提出利用频次分析法确定化工厂各采样时刻不同警情阈值的方法较为科学合理.      

超高压液相色谱/质谱联用法测定水中拟除虫菊酯类农药研究

建立了水中6种拟除虫菊酯类农药的超高压液相色谱/质谱联用分析方法.对液相色谱和质谱两方面条件进行优化,采用多反应监测（MRM）模式分析,各组分在0.005～0.1 mg/L范围内线性关系良好,相关系数（R）均大于0.998;6种拟除虫菊酯类农药的最低检出限为0.000 5 ～0.002 mg/L,其中,溴氰菊酯的方法检出限满足《地表水环境质量标准》限值要求;各组分的加标回收率在92.8％～103％;相对标准偏差（RSD）均小于5％（n=6）.该方法简单、快捷,可用于实际水样的直接测定.     

饮用水中病毒灭活效果的模拟研究

为了探索饮用水中病毒的灭活效果,我们采用次氯酸钙灭活饮用水中脊髓灰质炎Ⅰ型病毒(polio Ⅰ)的模拟实验研究.结果表明次氯酸钙对 polio Ⅰ病毒具有较强的灭活作用;当饮用水中余氯在0.45mg/L,接触时间为30min 时,次氯酸钙灭活病毒的效率为33.33%;而余氯在0.35mg/L,接触时间为60min,其灭活效率达到66.67%,本研究为饮用水、娱乐用水等水体的消毒处理提供了重要依据.     

香溪河沉积物-水界面的营养盐交换特征

为研究香溪河库湾沉积物-水界面的营养盐交换特征,于2016年6月采集香溪河库湾上覆水和沉积物间隙水样品,分析不同形态氮、磷的空间分布特征并进行相关性分析,计算沉积物-水界面氮、磷的释放通量.结果表明:香溪河库湾上覆水和沉积物间隙水中ρ（TP）的变化范围分别为0.484~0.927和0.511~2.220 mg/L,ρ（TN）的变化范围分别为0.739~4.302和3.571~14.011 mg/L;上覆水和沉积物间隙水中氮、磷质量浓度在沿程和垂向上具有一定的变化规律,上游区域沉积物间隙水中氮、磷质量浓度大于下游区域,沉积物间隙水中氮、磷质量浓度明显大于上覆水;香溪河沉积物总体上表现为PO₄3--P和NH₄+-N的"源",中下游区域沉积物表现为NO₃--N的"源",而中上游区域表现为NO₃--N的"汇";PO₄3--P的释放通量范围为0.129~0.339 mg/（m2·d）,NH₄+-N的释放通量范围为0.213~1.415 mg/（m2·d）,NO₃--N的释放通量范围为-1.109~3.446 mg/（m2·d）.研究显示,上覆水的环境条件对于沉积物-水界面营养盐交换存在一定的影响,但影响程度各有不同.      

给水管网管壁铁细菌生长特性模拟及控制对策研究

利用AR反应器对管壁铁细菌的生长特性、影响因素以及悬浮铁细菌与管壁铁细菌的相关关系进行了研究.管壁铁细菌在反应器运行12 d后达到稳定生长,出水中铁细菌数量比进水增加1 lg,剪切力对于铁细菌达到稳定生长的时间有影响,但对稳定生长后挂片上的铁细菌数量没有明显的影响.稳定余氯0.3 mg/L可以有效控制悬浮和管壁铁细菌的生长,数量降低1 lg;对于管垢内的铁细菌即使余氯增加到1.0 mg/L仍无法杀灭;余氯浓度0.05 mg/L无法有效控制悬浮和管壁附着铁细菌的生长.对于稳定生长下的管壁铁细菌,增加余氯浓度至1.25 mg/L,可使管壁铁细菌数量降低2 lg~3 lg.稳定生长状态下,悬浮铁细菌与管壁铁细菌数量具有线性关系.并在试验基础上提出给水管网铁细菌生长控制对策:维持管网余氯0.3 mg/L;定期采用较高浓度消毒剂冲洗管道;采用新型防腐管材或加快旧管网改造,提高管网抗腐蚀性能等.     

氯消毒中有机防晒剂BP9的去除转化与风险评价

对典型有机防晒剂二苯甲酮-9（BP9）在氯消毒过程中的氧化反应进行研究,考察BP9初始浓度、余氯初始浓度、溶液pH值和氨氮浓度对反应的影响,探究BP9氯氧化降解机理,评估其生态风险.结果表明,在BP9初始浓度5mg/L、余氯初始浓度5mg/L的条件下,90s内BP9去除率达到91.3%,符合准一级反应动力学.降解速率常数随着BP9初始浓度及氨氮浓度增加而减小,随余氯初始浓度增大而增大,中性条件下有利于BP9氯氧化反应.基于HPLC-MS/MS和GC-MS解析出7种中间产物,提出可能降解路径.发光细菌毒性分析和ECOSAR预测均表明,BP9氯氧化反应生成了比母物质毒性更高的中间产物,对饮用水水质安全造成潜在风险.     

水源更换对给水管网水质的影响研究

为了研究水源更换对给水管网水质的影响,对北方A市水源更换过程中管网水质理化指标进行了监测分析.通过33 h的监测发现,由于水源水质不同造成管网水质化学不稳定,管网水水质部分指标发生了明显的下降,pH从7.54降到7.18,碱度从188　mg·L^-1降到117 　mg·L^-1,氯化物从310 　mg·L^-1降到132 　mg·L^-1（以Cl^-计）,电导率从0.176　S·m^-1降到0.087 　S·m^-1,钙离子和镁离子略有下降分别为15 　mg·L^-1和11 　mg·L^-1,这些都是由于滦河水质与黄河水质不同造成的;余氯在换水过程中发生了较复杂的变化,主要是由于水源更换造成耗氯量增加以及夜间用水量少造成管网水输配时间长引起的;pH、碱度、余氯的变化使得管网水中铁的含量增加,最高达到0.4 　mg·L^-1,超出饮用水标准规定的0.3 　mg·L^-1.通过分析水源更换过程中水质的变化,提出了控制管网水质稳定的方法主要有提高pH、增加碱度、投加缓蚀剂和严格保证出厂水及管网水水质指标特别是余氯等.     

电厂温排水对铜绿微囊藻生长影响的模拟研究

以水华藻种铜绿微囊藻为例,在实验室内模拟内陆电厂温排水中温升和游离余氯的联合作用,研究其对铜绿微囊藻生长与光合活性的影响.结果表明,在适宜铜绿微囊藻生长的温度范围内,一定程度的温升会促进其生长,且水域温度本底值较低时,温升更有利于铜绿微囊藻的生长.铜绿微囊藻对游离余氯非常敏感,在大于0.1mg/L情况下,光合活性会下降,抑制作用非常明显,联合作用下,温升对于0.1mg/L游离余氯作用下铜绿微囊藻光合活性的恢复具有一定的促进作用,对于0.2mg/L作用下则没有.电厂排水口铜绿微囊藻会受到很强烈的抑制作用,藻细胞受到严重破坏,当加氯方式为连续加氯时,0.1mg/L余氯作用下的水域,微囊藻生长也会受到抑制.     

Spatial variations of aluminum species in drinking water supplies in Xi’an studied applying geographic information system

This article aimed to investigate the variation of aluminum species and the effects of coagulant type and water quality on aluminum speciation in drinking water.Statistical analysis showed that the concentration of total aluminum(AlT) of drinking water in Xi'an ranged from 0.051 to 0.417 mg/L and the concentration of AlT in about 24.7% studied samples was higher than the currently recommended value(0.2 mg/L).The areas fed by surface water plants had a larger portion(39.4%) of samples over the recommended value.In drinking water treated by alum coagulant,the average concentration of monomeric aluminum(Ala) was higher than that in water treated by poly aluminum chlorine(PACl) and poly aluminum ferric chloride(PAFC).The average concentrations of polynuclear aluminum(Alb) and colloidal/suspended aluminum(Alc) in the drinking water treated by alum were lower than those in water treated by PACl and PAFC.There was a notable decrease in AlT along with the delivery pipeline away from the plants,with an average decline of about 36 μg/(L·km).Besides coagulant type,water quality also could afflect aluminum speciation.In drinking water without orthophosphate,the concentrations of Ala and AlT were positively correlated with pH;while,in drinking water with orthophosphate,the concentrations of Ala and AlT were negatively correlated with pH.The addition of orthophosphate salts in the drinking water treatment process would be an effective method for aluminum control in pH range 6.5-8.2.     

Removal effect on Mesocyclops leukarti and mutagenicity with chlorine dioxide

Introduction The eutrophication of surface water is a worldwide problem, which is increasing in significance (Ma and Liu, 2002). Mesocyclops leukarti, a kind of Cyclops, is a waterborne animal that excessively propagates in eutrophic reservoirs and fresh …     

二氧化氯消毒时三氯甲烷形成量的研究

研究了二氧化氯与氯消毒时三氯甲烷的形成量。结果表明,氯可与水中有机物反应形成三氯甲烷,其形成量随水中有机物含量,氯投加量,ＰＨ值的升高而升高,当ＣＯＤ为３ｍｇ／Ｌ,投氧量为７ｍｇ／Ｌ时,经４８ｈ反应后,三氯甲烷形成量将超过国家标准规定的６０μｇ／Ｌ,二氧化氯不与有机物反应形成三氯甲烷,１１．３３ｍｇ／Ｌ的二氧化氯与ＣＯＤ为２．６７ｍｇ／Ｌ水样经４８ｈ反应,三氯甲烷形成量低于检出限,二氧化氯与氯复佤     

安徽省饮用水中氟化物含量及健康风险分析

分析了安徽省不同地区231个随机样点饮用水中氟化物含量及其健康风险.结果表明,饮用水中氟化物含量为0.12~1.94mg/L,平均0.57mg/L,其中淮北平原区(0.85mg/L)>大别山地区(0.42mg/L)≈江淮丘陵区(0.41mg/L)>沿江平原区(0.34 mg/L)>皖南山区(0.24mg/L). 61.85%的饮用水中氟化物含量小于0.50mg/L,24.89%在0.50~1.0mg/L之间,12.05%在1.01~1.50mg/L之间,1.21%高于1.5mg/L.不同地区居民每人每天饮水摄氟总量为0.26~4.3mg (以2.2L饮水量计).江淮丘陵、皖西大别山、沿江平原和皖南山区饮水摄氟总量全部低于我国生活饮用水卫生标准推荐的最低限量,应采取饮茶或饮水加氟措施增加摄氟量,而在淮北平原区亳州市部分样点氟化物摄入量超过了我国生活饮用水卫生标准推荐的最高限量,宜采取降氟饮水方法减少人体摄氟量.