富營養(yǎng)化對供水安全的影響

1、富營養(yǎng)化對供水平安的影響湖泊水庫作為我國重要的給水水源，水體富營養(yǎng)化對供水安全帶來的影響主要表現(xiàn)在水廠運(yùn)行、飲用水水質(zhì)、管網(wǎng)、與管網(wǎng)水質(zhì)三方面。一、對水廠的不利影響由于水中微小藻類不易在混凝沉淀構(gòu)成中去除， 含有大量藻類的 沉淀水進(jìn)入濾池時(shí)，常常使得濾池較早堵塞， 使濾池運(yùn)行周期縮 短，反沖水量增加，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致水廠停產(chǎn)。另一方面，水中大量藻類、有機(jī)物和氨氮的存在，使得混凝劑和消毒劑用量大大增加。這是因?yàn)椋禾烊挥袡C(jī)物所含羥基和酚基， 使得有機(jī)物所具有的負(fù)電荷是黏土礦物顆粒陽離子交換容量的 幾十倍，因而使混凝劑消耗量增加。同時(shí)，有機(jī)物和氨氮與氯反 應(yīng)，投加量大大增加，不僅使制水本錢提高，更增加

2、了水中消毒 副產(chǎn)物的含量，降低了飲水平安。富營養(yǎng)化水體在缺氧時(shí)產(chǎn)生大量的硫化氫、甲烷和氨等，更增加了水處理的技術(shù)難度。二、對水質(zhì)的不利影響在富營養(yǎng)化的湖泊水體中，藻類大量繁殖，引起不同的腥味異臭。藻類產(chǎn)生的臭味用常規(guī)處理 工藝很難去除，使城市供水出 現(xiàn)不愉快氣味，大大影響了供水質(zhì)量。某些藻類在一定的 環(huán)境下會產(chǎn)生對健康有害的毒素。例如，藍(lán)藻 門的不定腔球藻、銅綠微囊藻、水華魚腥藻等分泌肝毒素、神經(jīng)毒素等有毒物質(zhì)。動(dòng)物飲用含有藻毒素的水可能死亡。目前淡水水華毒素已經(jīng)引起了供水行業(yè)的高度重視。藻毒素：是由水華水體中有毒藻類產(chǎn)生的一類多肽類毒素，其中微囊藻毒素 LR和YR型異構(gòu)體(Microcyst

3、in . MC-LR . MC-YR)是其主要毒性成分，藻毒素急性毒性實(shí)驗(yàn)說明，藻毒素可以引起充血 腫脹,病理學(xué)觀察顯示肝臟嚴(yán)重淤血、出血和片狀壞死，說明肝臟是藻毒素的 靶器官。藻毒素具有促進(jìn)肝細(xì)胞增生的功能，藻毒素單獨(dú)作用不能激活GSTPi基因的表達(dá)，但能促進(jìn)已啟動(dòng)的GSTPi基因表達(dá)增加，對肝癌的發(fā)生 具有促進(jìn)作用。雖然生長期的藻細(xì)胞也能主動(dòng)釋放毒素 40%，但大局部 的毒素是在細(xì)胞衰老和死亡時(shí)釋放60 80%。國標(biāo)0.001mg/L藻類大量繁殖，在新陳代謝、細(xì)胞分解過程會分泌有機(jī)物，其殘骸在 腐爛、降解過程中也產(chǎn)生有機(jī)物，這些有機(jī)物很多屬于Ames試驗(yàn)氯化致突前體物。有報(bào)道指出藻類有機(jī)物

4、可與氯反響生成三氯甲烷，這些都是使得飲 用水的致突變性提高。三、對管網(wǎng)和管網(wǎng)水質(zhì)的不利影響穿透濾池進(jìn)入管網(wǎng)的藻類以及殘留在水中的生物及可同化有機(jī) 物AOC可促進(jìn)細(xì)菌在管網(wǎng)的生長，甚至可能生成較大有機(jī)體，嚴(yán)重 時(shí)可堵塞水表、水龍頭等。此外，水中腐殖酸、富里酸和水中的無機(jī)顆粒結(jié)合形成的細(xì)微顆 粒，在管道流速較小的地方沉淀下來成為管垢，在較厚的地方因厭氧而 發(fā)生腐殖質(zhì)的腐化和垢下腐蝕，影響管網(wǎng)水質(zhì)并增加動(dòng)力消耗。同時(shí)溶 入水中的鐵和重金屬離子也進(jìn)一步惡化了管網(wǎng)水質(zhì)。藻類的控制與去除在相對封閉的水域，如湖泊、水庫、儲水池等，由于受到污 染而發(fā)生富營養(yǎng)化，水中藻類等浮游植物會增殖劇烈，因此，消 除藻類對

5、城市供水水質(zhì)的影響，關(guān)鍵要限制水體的營養(yǎng)鹽含量。生物控制是綠色的控藻技術(shù)。中國科學(xué)院水生所通過在東胡 放養(yǎng)鰱、鳙魚，使其14年未再爆發(fā)水華。此外，還可利用藻類 病原菌、藻類病毒以致藻類繁殖。去除低泥是徹底的去除內(nèi)源性營養(yǎng)鹽的方法，但也具有風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)榈湍嘀械奈廴疚飼匦逻M(jìn)入水體，宜采取有效的防范措施。解層技術(shù)是常用的物理方法， 即人為地使水體水層混合， 消 除熱分層及由此引起的利于藻類繁殖的條件。英國在一些面積大于1Km2和水深大于10m的水庫中應(yīng)用暴氣或推流系統(tǒng)來防止水 庫熱的分層，但對水深小于 10m的水庫，那么因水淺而難于使用 暴氣系統(tǒng)。投加硫酸銅是應(yīng)用最多的化學(xué)方法，但是硫酸銅的投加量較

6、大，須保證濃度1.0mg/L以上才能有效控制藻類生長，會使水中 銅鹽濃度上升。鋁鹽、鐵鹽、鈣鹽都是有效的營養(yǎng)物鈍化劑，它 們可以沉淀水體中的氮和磷，在美國許多湖泊水庫的應(yīng)用中，成功地去除了藻類和其他水生植物。改變水體的pH值，向水中投加石灰提高pH值，有助于以致藻類的生長。美國有一種產(chǎn)品稱為Aquamats，具有很強(qiáng)的攝取氮磷等營 養(yǎng)物質(zhì)的能力，將此產(chǎn)品置于水體中，它們搶先攝取氮磷等營養(yǎng) 物質(zhì)，光合作用之后可產(chǎn)生魚類和其他水生生物的食物，藻類得不到足夠的營養(yǎng)物，其生長受到限制，其作用相當(dāng)于一人工 濕地。當(dāng)水中藻類隨取水進(jìn)入水廠，那么需在水廠采取殺藻除藻措 施。預(yù)氧化殺藻是常用的一項(xiàng)除藻技術(shù)。常

7、用的預(yù)氧化劑有氯、 二氧化氯、臭氧、過氧化氫以及高錳酸鉀及復(fù)合劑。氯預(yù)氧化殺 藻效果也好，但會產(chǎn)生大量氯化消毒副產(chǎn)物，其中大多數(shù)對人體有害，所以，現(xiàn)在愈來愈多地被其他預(yù)氧化劑代替。臭氧預(yù)氧化殺藻效果也好， 但有人認(rèn)為。臭氧化可能將大有 機(jī)物分解成分之較小的中間產(chǎn)物，這些中間產(chǎn)物，可能存在毒性物質(zhì)或突變物質(zhì)，或者有些中間產(chǎn)物與氯作用后致突變反而增 強(qiáng)。當(dāng)水中的溴離子時(shí)，臭氧易于與溴離子反響生成溴酸根BrOs，致癌作用很強(qiáng)。美國對 BrO3的限制為0.01mg/L c 另外，臭氧生產(chǎn)設(shè)備較復(fù)雜、投資較大，電耗也高，當(dāng)水質(zhì)變化 時(shí)，調(diào)節(jié)投加量比擬困難。臭氧在水中溶解度低，尾氣處理不當(dāng) 會形成空氣污染

8、。二氧化氯CIC2預(yù)氧化殺藻效果也很好，且不會產(chǎn)生氯化 消毒副產(chǎn)物，不過 CIO2消毒或作為氧化劑存在以下問題值得重視：C1O2本身和副產(chǎn)物ClOh -對人體血細(xì)胞有損害。毒理學(xué)研究 說明，二氧化氯是一種有毒化合物，對肝功能、血液、中樞神經(jīng) 有一定影響；二氧化氯的副產(chǎn)物主要是CIQr和CIQ-,這些副產(chǎn)物對人體產(chǎn)生一定的危害， 可能會抑制人體甲狀腺素的分泌，引起胎兒小腦重量下降，神經(jīng)行為作用緩慢和細(xì)胞數(shù)下降等，所以采用二氧化氯消毒應(yīng)嚴(yán)格控制管網(wǎng)水中CIO2-不得超過0.2mg/L。在我國生活飲用水水質(zhì)新標(biāo)準(zhǔn)中，不得超過0.8mg。L。此外，由于制取CIO2的NaCIQ的價(jià)格很高，約為 CL2的

9、10 倍，這也限制了 CIQ2消毒在我國的廣泛使用。由于CIQ2氧化時(shí)向CIQ2-和 CIQs-的轉(zhuǎn)化率為70%所以CIQ2 投加量不宜超過1mg/L,這個(gè)投加量對含藻量高的水是不夠的， 所以限制了二氧化氯用作預(yù)氧化劑的使用。在歐美有一些國家嚴(yán)格控制投加量。高錳酸鉀預(yù)氧化殺藻，由于其氧化能力較弱，殺藻效果不如 前幾種預(yù)氧化劑。但是，上述幾種氧化劑殺藻時(shí)會導(dǎo)致藻細(xì)胞的 破壞，使水中臭味物質(zhì)以及藻毒素含量增大，造成二次污染。高 錳酸鉀殺藻時(shí)藻細(xì)胞內(nèi)溶物根本不外泄。此外，高錳酸鉀預(yù)氧化迄今尚未發(fā)現(xiàn)對人體有害的氧化副產(chǎn)物，所以是比綠、臭氧和二氧化氯更平安的殺藻劑。高錳酸鹽復(fù)合劑PPC由于主、輔劑的相互

10、協(xié)同效應(yīng)，使其殺藻效果顯著提高?；炷浅鞘兴畯S凈水工藝不可缺少的主要單元，也是除藻的主要方法，由于藻類細(xì)胞一般都帶負(fù)電， 在水中投加混凝劑以中和藻類外表的負(fù)電，使之脫穩(wěn)而沉淀。對于低濁度的含藻水，由 于水中泥沙顆粒較少，混凝生成的絮體密度較低，故沉速較慢。 為了加快固液別離，可以采用污泥回流的方法，以強(qiáng)化絮凝反響， 生成更粗大更密實(shí)的絮體；還可以向水中投加有機(jī)高分子助凝 劑，提高絮凝沉淀效果；還可以向水中投加細(xì)紗，以加大絮體密 度，提高絮體沉淀速度，等等。采用氣浮的方法，使微細(xì)氣泡黏附在絮體外表， 借助氣泡上 浮的作用，使絮體快速上浮而別離除去，所以氣浮是一種高效處 理含藻水的技術(shù)。但是，氣浮產(chǎn)生的浮渣的處理比擬難，是有待 解決的問題。微濾機(jī)是一種物理除藻方法。用極細(xì)孔徑的網(wǎng)篩過濾含藻水，可將水中局部藻類去除截留。微濾機(jī)除藻在我國很少使用。膜濾除藻也是一種物理除藻方法。使水通過微濾膜超濾膜， 可將水中藻類幾乎全部除去，但要防止藻對濾膜的污染。高錳酸鉀及其復(fù)合劑PPC