污水再生回用的水质安全指标体系

污水再生回用的水质安全指标体系魏东斌,胡洪营(清华大学环境科学与工程系,北京100084)摘要:从再生水不同的用途和使用方式出发,详细分析了再生水中的化学污染物和病原微生物危害人体健康和生态系统的可能途径,以及由此引发的后果,在此基础上提出了包括综合生物毒性指标、生物学综合指标、特异性指标等再生水水质安全指标体系,并对关键性指标进行了可行性分析。关键词:城市污水;再生回用;水质安全;指标体系中图分类号:X505文献标识码:B文章编号:1000-4602(2004)01-0036-04基金项目:“十五”国家科技攻关课题(2001BA610A-05B2)1再生水回用分类及影响分析再生水的回用类型主要有:城镇杂用、地下水回补、景观娱乐、工业冷却等几个方面。笔者针对再生水不同的用途和使用方式,分析了再生水中病原微生物和化学污染物影响人体健康和生态系统的可能途径及其可能引起的污染,结果分别见表1、2。表1再生水回用对人体健康和生态系统的影响途径分析类别应用范围界定再生水使用方式可能的影响途径城镇杂用水园林绿化(公园、绿地、墓地、隔离带、绿化带)运动场(操场、高尔夫球场)高压喷灌低压滴灌低压微灌呼吸道(气溶胶、蒸发)、消化道(接触)、毒害灌溉植物、污染土壤、污染地表水及地下水冲洗厕所、车辆清洗高压冲洗呼吸道(挥发)、消化道(接触)街道清扫(降尘、降温)高压喷洒呼吸道(气溶胶、蒸发)消防高压喷洒呼吸道、消化道、皮肤接触建筑施工(降尘、混凝)低压喷洒呼吸道、皮肤接触回补地下水水源补给防止海水入侵、地面沉降堤坝、地表渗滤系统、土壤含水层处理系统、直接注入系统污染地下水工业用水单程冷却循环冷却锅炉用水冷却塔(污染物可能浓缩)冷却池(污染物可能浓缩)密封、高温、高压体系呼吸道(蒸发)呼吸道(蒸发)、生物生长呼吸道、影响锅炉性能景观娱乐用水娱乐性水体、水景娱乐水体(钓鱼、游泳、划船等)水景(喷泉、瀑布、水塘)呼吸道(蒸发)、消化道、皮肤接触、水体富营养化、毒害水生生物、污染地下水湖泊、观赏性水体补注呼吸道(蒸发)、水体富营养化、毒害水生生物、污染地下水2水质安全指标体系的确定考虑到再生水的不同用途和污染物可能的影响途径,在制订再生水水质安全标准时应注意:①保护公众健康是制定水质安全指标的首要目标。②对水质有特殊要求的工业或其他用水,应根据具体要求制定水质标准。③灌溉可能引起很多相关问题,如污染土壤、地下水、地表水以及对暴露人群的健康效应。④使用再生水的区域以及周围地区的动植物、·63·中国给水排水2004Vol.20CHINAWATER&WASTEWATERNo.1受纳水体等都是保护对象。⑤对于要求较高的再生水,如冲洗厕所、绿地灌溉、娱乐用水等,在感观方面应和饮用水有相似的要求。⑥标准必须符合当前的政策、技术、经济状况。表2再生水回用可能引起的污染类别可能引起的污染城镇杂用水①管理不善会引起地表水和地下水污染;②水质特别是盐分将对土壤产生影响;③病原微生物(细菌、病毒、寄生虫)对公众健康造成威胁;④管道交叉连接回补地下水①水中的有机化学品及其毒性影响;②总溶解性固体、硝酸盐和病原体工业用水①水中的组分会引起结垢、侵蚀、剥落、生物生长等现象;②公众健康,特别是冷却水中病原微生物通过气溶胶传输景观娱乐用水①细菌、病毒影响健康;②受纳水体由于氮、磷引起的富营养化;③对水生生物的毒性制订水质标准时不仅要考虑水中病原微生物和化学污染物带来的安全风险,还要考虑公众或工作人员的暴露水平。再生水回用可能引起的安全问题主要有:对地表水、地下水的污染,对水生生物的毒害和导致水体富营养化,对土壤的污染和对土壤结构、微生物群落结构的影响,就灌溉而言还可能出现对农作物的毒害。若再生水回用于锅炉补给水和工业冷却水时,还可能出现对设备的腐蚀、结垢以及管道中滋生生物等问题。由于再生水中化学污染物和病原微生物的组成非常复杂,一一鉴别并制定相应的标准并不现实。为了能保障再生水的生物学安全和生态安全,笔者在文献调研的基础上,根据再生水的不同用途和使用方式,分析了回用时污染物影响人体健康和生态安全的可能途径及后果,结合当前的研究理念和成果,提出了一些能全面反映水质安全的关键性指标及体系分别如图1、2所示。图1再生水水质安全指标的确定图2再生水回用水质安全指标体系·73·2004Vol.20中国给水排水No.13水质安全指标的意义及可行性分析311生物学综合指标生物学综合指标主要是用来评价和控制再生水中的病原微生物,预防流行性传染病的大范围爆发。研究发现,正常人、畜的粪便中没有病原微生物,而在感染者的粪便中大量存在,若从病原微生物的分类出发,分别从细菌、病毒、寄生虫中筛选出有代表性的指标生物则对于评价水质的生物学安全性具有重要意义。大肠菌群作为水质指示细菌已有很长历史,这是因为它们主要存在于