隨著我國工農業的迅速發展，人們的生活水平的提高，對水質量的要求越來越高。但因水土流失、水源污染等因素的影響，地表水成分逐漸趨於複雜，有機成分增多，飲用水處理難度增大。以混凝、沉澱、過濾、消毒等為主要步驟的常規飲用水處理工藝，以去除濁度和細菌為主要目的，對近年來水體中逐漸增加的一些微量有機污染物，如除草劑、殺蟲劑、消毒副產物等，其去除作用極其有限。此外，由於水土流失嚴重，水中天然有機物濃度也很高，不但對膠體產生嚴重保護作用，導致混凝劑藥耗增加、水中鋁的剩餘量增高，而且產生大量的氯化消毒副產物，其中大部分對人體健康有較大的危害。同時，由於水體受到污染，導致水體富營養化，藻類過量繁殖，產生難聞的嗅味和有害的藻毒素。對日常飲用水帶來了極大的危害，嚴重影響著人群健康水平。
基本介紹
- 中文名：我國水污染概況
- 外文名：The water pollution state
- 水資源量：約為8000～9500億立方米
- 七大水系：長江黃河松花江遼河珠江海河淮河
污染狀況,影響,
污染狀況
我國可取用的水資源量約為8000～9500億立方米，占總量的1/3左右，而2004年中國水資源公報顯示，全國總用水量已經達到5548億立方米，如按水資源可取用8000億立方米計，水資源使用率已達70%，正在向極限迫近。而在某些地區，如黃河，其水資源取用率已達92%，突破了河流承載的極限。更為嚴峻的是，目前我國城市污水的處理率僅為45%左右，由於污、廢水處理率低，再加上面源污染日趨嚴重，致使我國各大水系和眾多湖泊以及地下水都受到不同程度的污染。
我國的地表水資源主要集中在七大水系：長江（年徑流量：9513億立方米）、黃河（年徑流量：661億立方米）、松花江（年徑流量：762億立方米）、遼河（年徑流量：148億立方米）、珠江（年徑流量：3338億立方米）、海河（年徑流量：228億立方米）和淮河（年徑流量：622億立方米）。2004年七大水系的412個水質監測斷面中，Ⅰ～Ⅲ類、Ⅳ～Ⅴ類和劣Ⅴ類水質的斷面比例分別為：41.8%、30.3%和27.9%，珠江、長江水質較好，遼河、淮河、黃河、松花江水質較差，海河水質差。主要污染指標為氨氮、五日生化需氧量、高錳酸鹽指數和石油類。
2004年監測的27個重點湖庫中，滿足Ⅱ類水質的湖庫2個，占7.5%；Ⅲ類水質的湖庫5個，占18.5%；Ⅳ類水質的湖庫4個，占14.8%；Ⅴ類水質湖庫6個，占22.2%；劣Ⅴ類水質湖庫10個，占37.0%。其中“三湖”（太湖、巢湖、滇池）水質均為劣Ⅴ類。主要污染指標是總氮和總磷。
表1重點湖庫水質類別統計
水系 | 個數 | Ⅰ類 | Ⅱ類 | Ⅲ類 | Ⅳ類 | Ⅴ類 | 劣Ⅴ類 | 主要污染指標 |
三湖 | 3 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 3 | 總氮、總磷 |
大型淡水湖 | 9 | 0 | 1 | 2 | 1 | 1 | 4 | 總磷、總氮 |
城市內湖 | 5 | 0 | 0 | 0 | 0 | 3 | 2 | 總磷、總氮 |
大型水庫 | 10 | 0 | 1 | 3 | 3 | 2 | 1 | 總氮、總磷 |
總計 | 27 | 0 | 2 | 5 | 4 | 6 | 10 | 總磷、總氮 |
比例（%） | 0 | 7.5 | 18.5 | 14.8 | 22.2 | 37 | 總磷、總氮 |
影響
微量有機污染物
這類污染物大部分是人工合成的，主要來源於有機化工、石油化工、醫藥、農藥化肥、殺蟲劑及除草劑等工業過程。隨著新型工業的不斷發展，進入到環境中的這類污染物無論從種類還是從負荷上都在增加，飲用水中檢出的這類物質越來越多。雖然微量有機污染物的濃度很低（一般在ng/L～µg/L範圍），僅占水中有機物總量的很少一部分（一般<10%，以總有機碳或高錳酸鹽指數等綜合指標計），但種類繁多，並且極難在自然環境中通過生物代謝、光降解、化學分解等方法進行降解。可以在水體、土壤和底泥等環境介質中存留數年甚至數十年或更長時間，並可在全球範圍內長距離遷移。大部分微量有機污染物具有低水溶性、高脂溶性的特點，容易在脂肪組織中發生生物蓄積，並沿著食物鏈濃縮放大，對人類的影響會持續幾代。具有致癌、致畸與致突變作用，破壞或抑制神經系統和免疫系統，破壞或干擾內分泌系統，影響人類生殖功能，干擾荷爾蒙，造成生長障礙和遺傳缺陷。對人類生存繁衍和生態可持續發展構成重大威脅。
目前我國絕大部分水廠仍採用傳統的處理工藝，不能有效地去除以溶解狀態存在的微量有機污染物，致使一些具致突變能力從而能致癌、致畸的微量有機污染物殘留在飲用水中。
大分子天然有機物（NOM）
NOM主要包括腐殖質、親水酸類、蛋白質、類脂、碳水化合物、羧酸、胺基酸等物質，其分子量一般為200～10000，分子直徑在0.5～400nm之間，多數NOM分子直徑≤5nm。腐殖質（腐殖酸、富里酸）是主要部分，約占天然水體中溶解性有機碳（DOC）總量的40～60﹪，分子量一般在500～2000之間。腐殖質本身對人體無害，但由於其表面含有多種官能團，能夠與水中金屬離子絡合，影響水處理效果。有機物可吸附在膠體顆粒表面，形成有機保護膜，不但使膠體表面電荷密度增加，而且阻礙了膠體顆粒間的結合。水中有機物對膠體的保護作用導致混凝劑投量大幅度提高。NOM中非腐殖質部分，以前被認為對出水水質沒有影響，但是研究表明，消毒副產物的前體物有將近一半（DOC計）來自NOM中的非腐殖質部分，並且這部分有機物是NOM中主要的可生物降解部分，具有較強的親水性和較低的芳香度。在水處理過程中NOM還可能降低混凝工藝的處理效果，殘留的NOM進入管網後可能引起細菌滋長，從而腐蝕管壁，降低飲用水的生物穩定性。因此，在微污染水淨化過程中，NOM的去除對於提高飲用水水質、保障用水安全具有重要意義。
氯化消毒副產物（DBP）
氯化消毒是我國沿用多年且仍在給水處理中普通採用的消毒技術。但近二十年來，人們逐漸發現，在氯化消毒的同時，可與水中某些有機和無機成分反應，生成一系列鹵代有機副產物，其中大部分對人體健康構成潛在的威脅。特別是傳統的預氯化工藝，高濃度的氯與原水中較高濃度的有機污染物直接反應，生成的氯化副產物的濃度會更高，因而氯化消毒副產物是影響飲用水水質的一個重要因素。
揮發性三鹵甲烷(THMs)和難揮發性鹵乙酸(HAAs)被認為是兩大類主要氯化消毒副產物，兩者的前驅物質主要是腐殖酸、富里酸、藻類和一些具有活性碳原子的小分子有機物。當水中有溴化物存在時，溴離子(Br-)被次氯酸(HOCl)氧化成次溴酸(HOBr)，後者比次氯酸更容易與前驅物質作用，從而生成對人體危害更大的溴代三鹵甲烷和溴代鹵乙酸。現行的關於水中THMs的水質標準，一般是限制其在水中的總濃度，或限制水中三氯甲烷濃度。美國和英國的飲用水標準規定，自來水中THMs總濃度的最高允許值為100µg/L。我國現行生活飲用水標準中以氯仿濃度作為限制指標，將其在自來水中的最高允許濃度定為60µg/L。
鹵代酚也是一種難揮發性氯化消毒副產物，在氯化消毒後水中主要檢測出下列幾種氯酚：2-氯酚、3-氯酚、2,4-二氯酚、2,6-二氯酚和2,4,6-三氯酚。由氯酚引起的問題主要是嗅味,對水的感官性能影響較大。但某些氯酚如2,3,4-三氯酚和2,4,6-三氯酚的Ames致突變活性較高，由於在氯化消毒過程中後者的生成量較高，其對飲用水水質的影響不容忽視。
此外，人們還陸續從自來水中檢測出多種其它氯化消毒副產物，諸如MX[3-氯-4-(二氯甲基)-5-羥基-2(5H)-呋喃酮]和其同分異構體E-MX[E-2-氯-3-(二氯甲基)-4-氧-丁二烯酸]及其甲酯形式Me-MX[3-氯-4-(二氯甲基)-5-甲氧基-2(5H)-呋喃酮]，以及鹵乙腈、鹵代酮、鹵乙醛、鹵代硝基甲烷等。Ames試驗結果表明，MX、E-MX和Me-MX是很強的致突變物質，某些鹵乙腈（如二氯乙腈、溴氯乙腈）呈陽性，其中二氯乙腈引發皮膚癌，三氯乙腈和溴氯乙腈引發肺癌。一些鹵代酮（如1,1,1-三氯丙酮、1,1,3-四氯丙酮、五氯丙酮、六氯丙酮等）在Ames試驗中均呈陽性結果，所有氯乙醛均呈陽性結果，其中一氯乙醛和三氯乙醛使肝的酶活性下降。鹵代硝基甲烷是一種間接的致突變物質。世界衛生組織於1994年給出的自來水中二氯乙腈、二溴乙腈和三氯乙腈的參考濃度分別定為90µg/L，100µg/L和1µg/L。
我國飲用水源不但污染嚴重，而且由於受水土流失等因素的影響，地表的腐殖物質隨著地面徑流進入水體，致使地表水中的有機物濃度普遍比已開發國家高，濾後水中有機物濃度相對較高，這勢必會增加氯化消毒過程中的耗氯量，影響消毒效果，同時由於耗氯量的增加導致較高的鹵代有機物生成，影響飲用水水質。
藻類及其代謝產物
水中藻類對給水處理效果的影響主要表現在以下幾方面：藻類一般帶負電，具有較高的穩定性，難於混凝；藻類比重小，沉澱效果差；此外，藻類會粘附在濾料表面，縮短濾池的過濾周期，造成濾池頻繁反衝洗；藻類在代謝過程中產生多種嗅味，使水難於飲用；某些藻類尺寸很小，可穿透濾池進入到給水管網中，影響管網內水質；藻類也是典型的氯化消毒副產物前驅物質，在後續消毒過程中與氯作用生成三氯甲烷等多種有害副產物、增加水的致突變活性。
一些藻類（如藍藻）在代謝過程中產生藻毒素，嚴重威脅人畜健康。某些藻毒素可引起慢性病（如肝炎），嚴重者甚至可以導致死亡。
雖然預氯化可有效地強化現行給水處理工藝的除藻效果，但由於在預氯化過程中，氯與原水中較高濃度的有機物作用會生成一系列對人體危害較大的鹵代有機副產物，因而該工藝逐漸被各國所限制。
嗅味物質
水中嗅味物質主要是由水中化學污染物和藻類代謝產物引起的。嗅味是人們評價飲用水質量的最早參數之一，屬於感官性能指標。嗅味是人們對飲用水的安全性最為直接的參數，帶有嗅味的飲用水使飲用者對水質產生不信任感和不安全感。
很多化學污染物都具有不同程度的嗅味，如氯酚、氧芴、氯苯、硝基化合物等，它們直接使水質產生嗅味；藻類的代謝產物引起的嗅味強度很大，嗅味種類也很多，其中地酶素(geosmin)、2-甲基異-2-茨醇(MIB)、3-異丙基-3-甲氧基吡嗪(IPMP)、3-異丁基-3-甲氧基吡嗪(IBMP)和2,3,6-三氯苯甲醚(TCA)是典型的強嗅味物質。此外，水處理的某些過程還可能使嗅味強度增加，如預氯化工藝不但不能使嗅味下降，且產生魚腥味和刺激性嗅味。
