水处理中使用的化学物质以及来自与饮用水接触的材料的化学物质都会造成末端饮用 水受到污染。
在水处理过程中,有些物质是人为添加进入水体的(直接添加物),有些物质可能不受控 制地残留在出水中(如盐类、高分子絮凝剂残留物或单体)。类似氯胺或自由氯的残留属于 有意添加,这些残留对水质保障有一定好处。其他物质,如消毒副产物,是在消毒剂与水中 通常存在的一些物质相互起化学反应过程中产生的(见表8.14)。氯化消毒副产物和其他消 毒副产物也可能会在游泳池用水中出现,此时吸入和皮肤吸收途径对人体接触消毒副产物 更加重要(who,2006)。
其他化学物质,如来自管道或铜质龙头的铅或铜,以及从涂层溶出的化学物,可能是在 处理或输配水过程中因水与其表面接触而进入水中(间接添加物)。 饮用水处理中使用的一些化学物质(如铝)或可能与水接触的一些化学材料(如苯乙烯) 也许会从其他主要来源进入水中,这些已在本章其他章节具体讨论。
不管是直接、间接或无意添加物,其中的很多都是为了生产安全的饮用水。监测和管理 的最好办法是控制相关材料和化学品。为了控制这些化学物质的残留问题以及减少消毒副 产物的形成,最优化处理工艺以及保持运行条件最优化至关重要。对因材料质量差而引起 的污染,用技术规范控制产品质量及原料质量要比为出水质量制订限值更好,而对因添加物 使用不当引起的污染则要使用准则来控制。类似的,管道质量的标准可避免溶出物质对水 的污染。要控制因现场使用涂料而引起的污染,除需要控制使用涂料的成分外,还要有相应 的有关这些涂料使用的行业法规。
在全世界范围内,有许多国家的和第三方的水处理添加剂和涉水材料评估和认定体系。 然而,仍有很多国家没有或不实施这样的体系。各国政府和有关组织应考虑建立或采纳添加 剂管理体系和制订接触饮用水材料的产品质量标准及使用准则。最理想的是各国间有统一标 准或相互承认对方的标准,这样可以减少经济成本并使这类标准有效应用(也见1.2.9节)。
表8.15列举了尚未制订准则值的化学物质,并在表中说明了理由,其资料概览见第12章。
1)氯化消毒副产物监测的指示化学物质 尽管准则已经对很多加氯消毒可能产生的消毒副产物做出了规定,但饮用水供水资料表明,犜犎犕狊和犎犃犃狊可作为大部分加氯消毒副产物的合适指示物。控制氯化消 毒副产物的最佳方法是去除其有机前体物,其中大部分前体物主要来自自然界。测定 犜犎犕狊,如合适的话也可测犎犃犃狊(如,在低ph情况下加氯),可以用于优化处理效率以 及据此设定其他表征处理效果的运行指标的限值。同时在这种情况下,监测其他氯化 消毒副产物的频率可适当降低。虽然总有机卤代化学物质的量与犜犎犕狊或 犎犃犃狊的 相关性都不好,但这种方式确实是总氯化消毒副产物的一种测量方法以及运行操作的 又一可能指标。
在任何情况下,使消毒副产物(包括氯代消毒副产物)满足准则值或降低它们的浓度不 得以牺牲消毒效率为条件。
2)次氯酸盐溶液储存和发生引起的污染
次氯酸钠溶液会缓慢分解(温度较高时更快)产生氯酸盐和亚氯酸盐离子。如果溶液放 置的时间越长,其中可用自由氯的含量会减少,这意味着若要实现规定的余氯值需加大投加 量,因此也会增加处理后水中氯酸盐和亚氯酸盐的含量。固体次氯酸钙的分解要缓慢得多, 因此继发污染也不显著。但如果配制了次氯酸钙溶液并在用前贮存,则也会发生分解并产 生氯酸盐和亚氯酸盐。 商用次氯酸钠可通过用电解氯化钠制造,而氯化钠一般还有少量的溴化钠。这会使生 产的次氯酸钠溶液及其处理过的水也带有溴酸盐。商用次氯酸钠的质量和可接受性在一定 程度上与溴酸盐残留浓度直接相关,而工业级产品不得在饮用水中使用。在现场电化学发 生次氯酸盐的系统中,氯化钠中的溴化钠也会氧化生成溴酸盐。
3)使用臭氧和二氧化氯引起的污染 臭氧会氧化水中的溴化物使溴酸盐的含量升高。一般来说,水中溴化物的含量越高,氧 化形成的溴酸盐浓度也越高。
二氧化氯溶液可能含氯酸盐,这是产生二氧化氯所需反应与同时发生的其他反应竞争 的结果。使用二氧化氯的一个不可避免的分解产物是亚氯酸盐,且通常,投加量的60%~ 70%会在处理的水中转化为亚氯酸盐。