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疫情當前,飲用水和消毒的那些事兒(1)
來源: E20供水圈層 | 發布時間:2020-2-4 | 瀏覽次數:

導讀:這幾天,疫情形勢依然十分嚴峻,大家的心情依舊如過山車一般跌宕起伏。2月1日消息稱,在某些新型冠狀病毒感染的肺炎確診患者的糞便中檢測出2019-nCoV核酸(新型冠狀病毒)陽性,很有可能提示糞便中有活病毒存在。同日,生態環境部辦公廳發布《關于做好新型冠狀病毒感染的肺炎疫情醫療污水和城鎮污水監管工作的通知》,旨在加強糞便和污水消毒。在有公眾擔心病毒會不會進入水體的背景之下,本公號決定新開一個系列,講一講飲用水和消毒的故事。結尾有重點!

01

故事要從十九世紀說起。

當時,一些城市建立起了集中的供水系統,但因缺乏常規的處理和消毒,所以某些情況下,它們正是引起疾病爆發的原因:用泵和管道輸送水的過程中,一旦受到污染,就能在其服務的社區或城市擴散病原。

1848年前后,倫敦爆發霍亂,2年內大約有14600人死亡。

1850年,John Snow 首先將氯氣用于供水的消毒上。他首次嘗試用氯來消毒倫敦 Broad Street 泵房的供水,從而有效地防止了當時倫敦霍亂的蔓延。

1897年,英國肯特郡的梅德斯通傷寒爆發,患者出現持續性高熱、中毒面容、相對緩脈并伴有皮膚玫瑰疹等癥狀,危及生命。Sims Woodhead 在飲用水主要輸配管道中使用“漂白液”作為一種臨時性的消毒方法,結果出人意料的好,因傷寒死亡的人數急劇降低。

1908年,氯化消毒在英國倫敦成功實施后,這一技術傳到大西洋的另一岸。美國新澤西州的澤西島市也率先對自來水進行氯化消毒,該市的傷寒致死率迅速下降。

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圖1. 美國歷史上傷寒導致的死亡率

之后,國際上許多城市紛紛推廣使用了氯化技術。隨著越來越多的城市對水進行氯化,水傳播疾病得到了有效控制,由水傳播疾病導致的死亡率大幅降低,人們的生活質量得到顯著改善,公共衛生有了明顯提升。

1997年的《生活雜志》記錄了這一成功,文章稱:“對飲用水進行過濾,以及氯的使用可能是近千年以來公共衛生方面最重大的進步。”

氯消毒被廣泛應用于給水處理之中,盡管由于它會產生消毒副產物、無法有效滅活隱孢子蟲卵囊等因素而對它的質疑聲不絕于耳、此起彼伏,因此也不斷有新的消毒技術被發明,新的消毒工藝被投入使用。但目前來看,氯依然是消毒的一大主流,氯化飲用供水系統仍是全球范圍內預防水傳播疾病和保護公共衛生的基石。

02

飲用水消毒就是殺滅水中對人體健康有害的絕大部分病原微生物,包括細菌、病毒、原生動物等,以防止通過飲用水傳染疾病。前文提到的傷寒就是由傷寒沙門氏菌這種細菌引起的,如果沒有其他干涉的情況下,它能在水中存活2~3周。

飲用水消毒過程有幾大要素比較重要:微生物類型和濃度、消毒劑的有效濃度、有效接觸時間,此外環境中的pH(酸堿度)、溫度等也會影響消毒的效果。

眾所周知,常用于飲用水的化學消毒技術有氯、氯胺、二氧化氯、臭氧。它們的消毒機理和優缺點在各類專業書籍和論文中講得很詳細了,小編帶大家看看其主要的應用范圍,如表1所示。

表1. 國際常用飲用水化學消毒技術方法應用范圍[3]

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另外,普遍使用的物理消毒技術為紫外線消毒。其應用簡單,可有效滅活飲用水中的微生物,對隱孢子蟲具有高效殺滅作用,也不會產生有害的消毒副產物。但紫外線不具有持續的消毒作用,在管網內細菌容易重新繁殖,所以單純的紫外線消毒一般用于小水量處理后水立即被使用的情況(如社區和住戶的飲用水消毒、直飲水消毒)。而在大型水廠應用時必須跟氯結合,因此其目前的應用范圍仍受到一定的限制。所有的消毒技術都有其獨特的優點、局限性和成本,任何一種消毒技術都無法適用于所有情況。供水系統的管理者和決策者必須綜合考慮各方面的因素,設計出匹配每個系統特點、需求、資源和水源水質的消毒方案。

03

了解基本的背景知識后,我們來解決最近公眾的擔憂。

世界衛生組織(WHO)編寫的《飲用水水質準則(第四版)》中表明,流感病毒和嚴重急性呼吸綜合癥冠狀病毒(SARS-CoV)不屬于“通過飲用水傳播的病原體”,在“供水中存在的水平”為不可能,具體如下表所示:

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說明b:按常規劑量和接觸時間以及pH在7~8之間處理時,處于傳染期的病原體游離分布于水中。低指的是一般在小于1min內20℃ 時99%失活;中等指的是 1~30min;高指的是大于30min。

而近期十分囂張的新型冠狀病毒對一些消毒劑是很敏感的,具體的削減效果和反應機理有待科研工作者進一步研究論證。國家衛健委和疾控中心最新編寫的《新型冠狀病毒感染的肺炎公眾防護指南》給出了說明,新型冠狀病毒對紫外線和熱敏感,56℃ 30分鐘以及乙醚、75%乙醇、含氯消毒劑、過氧乙酸和氯仿等脂溶劑均可有效滅活病毒,氯己定不能有效滅活病毒。我國城市供水主要采取的就是氯消毒技術(見下表)。

表2. 中國部分大城市水廠的飲用水消毒技術的應用模式[3]

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雖然我國現行的《生活飲用水衛生標準(GB5749-2006)》沒有明確限定病毒的最高允許濃度,但《標準》中對濁度和消毒的要求也間接保證了飲用水處理工藝對病毒的去除和滅活。所以要相信我們水廠的飲用水處理工藝,通過有效的消毒劑濃度和有效的接觸時間(CT值),能夠實現去除和滅活病毒。

近期疫情這么嚴峻,需不需要增加水廠消毒劑的投放量?

簡言之,如果平時的投放量能夠保證末梢水余氯達到國家標準,就沒有必要增加了。因為按照世界衛生組織的說法,當水源性疾病爆發或者是供水系統受到糞便污染時,可能有必要提高供水系統中消毒劑的濃度,以提高余氯。當然,如果有其他原因,調整消毒劑投加量無可厚非,具體分析我們將在《新冠來襲,供水企業應急的錦囊妙計(下)》為大家呈現。

在處理飲用水供應系統遭受糞便污染的突發事件中,可能有必要對現有水源的處理措施進行調整或暫時啟用其他飲用水源。同時,可能有必要在原水中、后續處理和管網輸配中增加消毒劑的濃度。

當潛在的水源性疾病暴發時或檢測到某一飲用水供應系統受糞便污染時,快速響應的最低限度是將整個供水系統中的自由氯濃度提高到0.5mg/L以上。最重要的是應在咨詢當地的公共衛生管理部門后作出決定。

——《WHO,飲用水水質準則(第四版)》

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