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饮用水中常见的超标物危害及处理方法


      水是生命之源,水质的好坏与人们的身体健康密切相关。因水质不好而引起的地方疾病时有发生,因水质污染引起新发病种的情况越来越多。随着经济社会的发展,水资源短缺和水污染日益严重的状况已成为制约经济社会可持续发展和影响人民身体建康的重要因素。饮用水中主要超标物质有总硬度、硝酸盐氮、氟化物、锰、细菌总数和总大肠菌群数等,了解其危害并采取有效的处理措施,可以保障供水水质安全,减少疾病的发生。

一、硝酸盐氮
1、危害性
      饮用水中硝酸盐氮浓度的提高,会对人体健康造成严重的危害。硝酸盐氮本身对人体没有毒害,但在人体内经硝酸还原菌作用后被还原为亚硝酸盐氮,毒性扩大为硝酸盐毒性的11倍。这是因为亚硝酸盐可将血红蛋白中的二价铁转化为三价铁,在这种情况下生成的红血球变性,血红蛋白不再有携带氧的能力,同时亚硝酸盐还可以与血红蛋白产生不可逆反应,形成硝基血红蛋白,这种物质同样不具备携带氧的能力,使人体出现窒息现象。当饮用水中硝酸盐含量达到90-140mg/L时, 就能导致婴儿高铁血红蛋白症,俗称蓝婴症,当血液中高铁血红素的含量达到70%时,即导致窒息而死。

      人体长期摄取硝酸盐或亚硝酸盐,会造成智力下降,儿童长期饮用硝酸盐或亚硝酸盐含量高的水,听觉和视觉的条件反射都会比较迟钝。一些研究也发现饮用水中含有高浓度的硝酸盐与糖尿病、高血压、甲状腺功能亢进之间也有联系。即使在碘含量很高的地区,如饮用水中硝酸盐、亚硝酸盐的含量高,同样也会导致地方性甲状腺肿,并且会干扰机体对维生素A的利用,导致维生素A 缺乏症,血质下降,抑制中心迷走神经,使心动过速。

2、处理方法
      目前已开发的硝酸盐去除技术包括物理方法、 化学方法和生物方法。物理方法主要有电渗析、反渗透、蒸馏法、离子交换法等,去除饮用水中的硝酸盐普遍所需费用过高,且去除不具有选择性,去除不彻底。物理方法除去硝酸盐只是发生了硝酸盐污染物的转移或浓缩,不改变污染物的总量。化学反硝化法脱除饮用水中硝酸盐所进行的研究仅局限于采用活动金属、氢气以及甲酸、甲醇等数种还原剂。采用化学方法,催化剂的活性和选择性很难控制,有可能由于氢化作用不完全形成亚硝酸盐,或由于氢化作用过强而形成NH3等副作用,且费用高。
       从彻底消除水中硝酸盐污染和降低脱硝成本这两个方面看,生物硝化方法是目前已投入实用的最经济有效的方法。

二、氟化物
1、危害性
     氟是人体微量元素。可以通过水、食物等多种途径进入人体,成年人每天约摄入0.3~0.5mg,婴儿每天需氟化物0.5mg,儿童则需1mg,以保证牙齿钙化期所必需的氟化物离子。人体中的氟35%来自食物,65%来自饮水,适宜的饮水含氟量0.6~1.0mg/L。饮水含氟量低于0.5mg/L时易产生龋齿,高于1.0mg/L时却又容易发生氟斑牙。
     氟是一种原浆毒物。在一定条件下,氟不仅对牙齿、骨质的发育有影响,引起骨骼变形、发脆,而且损害肾脏肌能,引起关节疼痛,出现氟骨症,对整个机体都有影响,严重的还可能早期丧失劳动力,运动机能障碍、瘫痪,甚至死亡。据国外报道:氟摄人量达 l0mg/kg左右可发生急性中毒;每日摄人量15~25mg,持续11~12年后可导致氟骨症;每日摄人20mg,持续20年以上时可致残废。饮水中含氟量达3-6mg/L时,长期饮用出现氟骨症;超过l0mg/L时,引起骨骼损伤,产生瘫痪。

2、处理方法
常用的饮水除氟方法有活性氧化铝法、骨炭吸附法、混凝沉淀法、电渗析、反渗透法、离子交换法等。目前较大的表面积,对氟有很强的亲和力,利用活性氧化铝对氟的吸附作用,可达到除氟的目的。另外经常采用的一种方法是骨炭吸附法,骨炭除氟剂是利用动物骨头经灼烧而成,其颗粒约为0.8-1.6mm,经X光衍射仪分析其结构成分为羟基磷酸钙。骨炭除氟技术适合农村条件,工艺简单,设备价廉,操作简单,是农村及小型水厂的最佳除氟技术。

三、锰
1、危害性
锰中毒的早期 表现为疲倦乏力、头晕头痛、记忆力减退、肌肉酸痛、情绪不稳定、抑郁或激动。随着病情发展会逐渐出现下肢沉重感、走路晃动、语言不清或“口吃”,表情呆滞等症状。晚期重症又可出现面具样面容,肌肉僵直,肌张力增高,尤其是出现明显的集体震颤、书写困难、字越写越小(又称“小字症”),有的出现发烧和呼吸困 难。   
2、处理方法
去除水中铁锰主要有自然氧化法、生物法、自然氧化法包括曝气、氧化反应、沉淀、过滤等一系列复杂的流程。细菌和真菌通过甲基化作用、鳌合作用、络合作用、吸收作用、氧化和还原作用,可以促进或直接改变金属的价态。滤料表面附着有大量的微生物,这些微生物具有氧化锰的能力,称之为锰氧化细菌,而且锰的去除量与滤池中锰氧化细菌的数量成正比。于是,在滤池中接种锰氧化细菌,经过培养,滤料成熟后,对锰有极好的去除效果。

四、细菌总数、总大肠菌群
1、危害性
细菌总数可作为评价水质清洁程度和净化、消毒效果的指标。细菌总数增多说明水被污染,但不能说明污染来源,必须结合总大肠菌群来判断水质污染的来源和安全程度。
当饮用水受到粪便等污染,就有可能带有沙门氏菌、志贺氏菌、弧菌、肠道病毒等,且它们均可以水为媒介引起肠道传染病。总大肠菌群含量可表明水体被污染的程度,并且间接地表明肠道病菌存在的可能,以及对人体健康具有潜在危险性。
2、处理方法
氯化消毒法是使用含氯的化学消毒剂,如漂白粉、氯胺丁、净水龙等,能有效杀死水中的致病微生物,其中以漂白粉在农村使用最广泛。利用紫外线饮用水处理杀菌。 紫外线饮用水处理器工作原理是利用波长为225nm-275nm的紫外线对微生物的杀灭作用使水得以净化。水流经水处理器时经紫外线照射,水中的细菌即被杀死。煮沸消毒法是最安全有效的消毒方法。生水经过煮沸后,几乎所有的细菌和病毒都能被杀死。

五、总硬度
1、危害性
习惯上把总硬度定义为水中钙、镁浓度的总和。硬水对人们的身体健康有较大影响。如果长期饮用硬水,会导致肾结石发病率升高。高硬度水中钙镁离子与硫酸根结合,会使水产生苦涩味。人对水的硬度有一定的适应性,饮用不同硬度的水(特别高硬度的水)可引起胃肠功能的暂时性紊乱,但在短期内即能适应。据国内报道,饮用总硬度为 707~935mg/L的水,第二天人们出现不同程度腹胀、腹泻和腹痛等肠道症状,持续一周开始好转,20天后恢复正常。
2、处理方法
硬水软化方法主要有离子交换法、药剂软化法和膜分离法。药剂软化是通过投加化学药剂以提高PH值,使Ca2+和Mg2+分别以CaCO3和Mg(OH)2的 形式在水中沉析出来。常用的药剂软化法为石灰法、石灰-碱化法与石灰-石膏法,用石灰碱化法去除水中总硬度的同时,也可以去除不凡溶解性总固体的其他部分,从而达到降低水的总硬度和溶解性总固体的目的。离子交换法是利用离子交换剂,把水中的离子与离子交换剂中可扩散的离子进行交换作用,使水得到化的方 法。膜分离法(反渗法)是以压力为驱动力,提高水的压力来克服渗透压,使水穿过功能性的半透膜而除盐净化。


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