供水水质检测2:水质指标检测方法(村镇供水行业专业技术人员技能培训丛书)
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3.生活饮用水水质指标

(1)生活饮用水水质指标概况。

水质常规指标包括微生物指标、毒理指标、感官性状和一般化学指标、放射性指标(共38项);消毒剂常规指标(共4项);非常规指标包括微生物指标、毒理指标、感官性状和一般化学指标(共64项)详见《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)。

(2)村镇供水必测水质指标包括:色度、浑浊度、臭和味、肉眼可见物、pH值、铁、锰、氯化物、硫酸盐、溶解性总固体、总硬度、耗氧量、氨氮;砷、氟化物、硝酸盐、铅、汞、镉、铬;菌落总数、总大肠菌群、耐热大肠菌群;游离余氯、二氧化氯、臭氧等。

(3)常规指标的理解。

1)色度。水的色度是对天然水或处理后的各种水进行颜色定量测定时的指标。

来源:天然水经常显示出浅黄、浅褐或黄绿等不同的颜色。这些颜色分为真色与表色。真色是溶于水的腐殖质、有机或无机物质所造成。当水体受到工业废水的污染时也会呈现不同的颜色。表色是没有除去水中悬浮物时产生的颜色。

监测意义:是评价感官质量的重要指标。一般来讲,水中带色物质本身没有明显的健康危害,色度在卫生上意义不是很大。主要是考虑不应引起感官上的不快。

2)浑浊度。浑浊度表示水中含有悬浮及胶体状态的杂质,引起水的浑浊程度,并以浊度作为单位。

来源:天然水的浑浊度是由于水中含有泥沙、黏土、细微的有机物和无机物、可溶性带色有机物以及浮游生物和其他微生物等细微的悬浮物所造成。

超标危害:当浑浊度为10度时,会感到水质混浊。造成某些化学物质和细菌、病毒的附着。

监测意义:它是反映天然水和饮用水的物理性状的一项指标,用以表示水的清澈或浑浊程度,是衡量水质的重要指标之一。

浑浊度降低有利于水的消毒,对确保给水安全是必要的。出厂水的浑浊度低,有利于加氯消毒后的水减少臭和味;有助于防止细菌和其他微生物的重新繁殖。在整个配水系统中保持低的浑浊度,利于适量余氯的存在。

3)臭和味。被污染的水体往往具有不正常的气味,用鼻闻到的称为臭,口尝到的称为味。

来源:水生植物或微生物的繁殖和衰亡;有机物的腐败分解;溶解气体H2S等;溶解的矿物盐或混入的泥土;工业废水中的各种杂质;饮用水消毒过程的余氯等。

监测意义:臭和味会给人一种厌恶的感觉。可以推测水中是否含杂质和有害成分。

4)肉眼可见物。肉眼可见物主要指水中存在的、能以肉眼观察到的颗粒或其他悬浮物质。

来源:土壤冲刷、生活及工业垃圾污染、水生生物、油膜及其他不溶于水的悬浮物。含铁高的地下水暴露于空气中,水中的Fe2+易氧化形成沉淀。水处理不当也会造成水中絮凝物的残留。有机物污染严重的水体中藻类的大量繁殖,可造成水中大量有色悬浮物的产生。

超标危害:肉眼可见物超标会给人一种厌恶的感觉。

监测意义:水中含有肉眼可见物表明水中可能存在有害物质或生物的过多繁殖。

5)pH值。pH值是氢离子浓度倒数的对数。

监测意义:pH值是最重要水化学检测指标之一,澄清和消毒工艺过程应控制pH值,才能使之达到最佳化。配水系统也必须控制pH值,使其对管网的腐蚀性降至最低程度。

超标危害:主要是考虑到对管道的影响,pH值过高或过低会腐蚀管道,而pH值对人体健康的影响没有太大的直接关系。

世界卫生组织还没有基于健康的准则pH值。血液pH值即7.35~7.45。在人类进化中,从饮用天然水到自来水,在这个范围内,人体内都具有强的pH值缓冲及调剂能力。

6)铁。铁是人体的必需元素。铁是地壳层中第二丰富的金属,铁以多种形式存在于天然水。它以胶粒或可见的颗粒悬浮液体中,也可能与其他矿物或有机物以络合物存在。地面水中的铁通常以Fe3+的形式出现,而较易溶解的Fe2+可能在脱氧的情况下出现。

超标危害:当水中含铁量小于0.3mg/L时,难以察觉其味道,达1mg/L时便有明显的金属味,超过0.3mg/L,会使衣服、器皿、设备等着色。在含铁量大于0.5mg/L时,水的色度可能会大于30度。铁能促进管网中铁细菌的生长,在管网内壁形成黏性膜。

7)锰。锰是地壳中较为丰富的元素之一,常和铁结合在一起。由于锰较难氧化,地面水和地下水中锰的质量浓度可以达到每升几毫克。锰一般和铁是相生相伴的。

超标危害:高浓度锰有毒性,锰主要危害中枢神经系统,可以出现颓废、肌张力增加、震颤和智力减退等中毒症状。但还未达到此水平时根据味道就需对水进行处理了。当锰的质量浓度超过0.1mg/L,会使饮用水发出令人不快的味道,并使器皿和洗涤的衣服着色。如果溶液中Mn2+的化合物被氧化,会形成沉淀,造成结垢。

8)氯化物。几乎所有水中都存在氯化物。氯化物常与钠结合,较少与钾、钙、镁结合,氯化物是水中最稳定的组分之一。

来源:它的来源包括天然矿物沉积物、海水入侵、农业或灌溉排水、城市采用氯化物盐类融化冰雪后的径流、生活污水、工业废水等。

监测意义:大多数河流和湖泊水的氯化物浓度低于50mg/ L,任何明显的升高预示水质的污染。

超标危害:饮用水中过高氯化物增加铸铁、钢及其他金属管道的腐蚀速度,味觉敏感的人在氯化物低至150mg/L时就可觉察;当氯化物大于250mg/L时可产生明显的咸味。

9)硫酸盐。

来源:天然水中硫酸盐浓度差别甚大,从几个毫克每升到数千毫克每升。水中硫酸盐主要来自石膏和其他含硫酸盐沉积物的溶解,海水入侵、亚硫酸盐和硫代硫酸盐等在充分曝气的地面水中氧化,以及制革、纸张制造中使用硫酸盐或硫酸的工业废水。

超标危害:在大量摄入硫酸盐后出现的最主要的生理反应是腹泻、脱水和胃肠道紊乱。人们常把硫酸镁含量超过600mg/L的水用作导泻剂。当水中硫酸钙和硫酸镁的质量浓度分别达到1000mg/L和850mg/L时,有50%的被调查对象认为水的味道令人讨厌、不能接受。硫酸盐同样也会对输水系统造成腐蚀。

10)溶解性总固体。溶解性总固体(TDS)是溶解在水里的无机盐和有机物的总称。其主要成分有钙、镁、钠、钾离子和碳酸根离子、碳酸氢根离子、氯离子、硫酸根离子和硝酸根离子。

超标危害:饮用水中过多的溶解固体可能导致味道差和腐蚀或沉积覆盖配水系统。当浓度超过1000mg/L时,水的口感更差。水中高浓度的溶解性总固体可造成水味不良和给水设备结垢;低浓度的溶解性总固体的水适合于许多工业生产,但对管道可能有腐蚀性。

监测意义:总的来说,饮用水中TDS含量小于1000mg/L时比较容易让人接受。因为过高的TDS浓度,会造成口味不佳和水管、热水器、热水壶及家用器具的使用寿命减短,因而引发居民的反感。同样饮用水中TDS浓度过低,也会因为过分平淡无味而不受人们欢迎,同时也会对输水管道造成腐蚀。

11)总硬度。硬度主要是指水中钙、镁离子的含量。硬度分为碳酸盐硬度及非碳酸盐硬度。碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度的总和称总硬度。

来源:水中的钙、镁离子主要来源于土壤和岩石中的钙镁盐类的溶解。当二氧化碳含量较多时,能促进钙、镁的溶解。各地水源水中的硬度相差很大,最低的可在每升数毫克,最高的可达每升几千毫克。

超标危害:一般认为,水中的硬度在维持机体的钙镁平衡上具有良好作用。但硬度过高对机体也有不利的影响:人在习惯饮用软水之后,改用硬度过高的水,开始时可能出现胃肠功能紊乱,影响消化吸收。但一般在短时间内即能适应。硬水在烹调上,钙、镁与蛋白质结合,使肉类和豆类不易煮烂,影响消化吸收率。硬度过高,不仅消耗肥皂,产生水垢,腐蚀容器设备,也能影响水的味道,甚至影响胃肠功能。

12)耗氧量。耗氧量是指水样在规定的氧化剂和氧化条件下的可氧化物质的总量,并以消耗的氧化剂表示。耗氧量是一个规定条件下的可氧化有机物和还原性无机物的相对总量,必须在统一的方法之下才有比较的意义。

超标危害:饮水中耗氧量与肝癌和胃癌死亡率之间有非常显著的相关关系。

监测意义:在实际工作中,耗氧量是反映饮用水有机污染总体水平的一项易于操作、比较实用的指标。可大体反映水样中有机污染物的总量,但不能说明是何种有机物,或者多大比例已经被氧化。

13)氨氮(mg/L)。氨氮(NH3-N)以离子态铵img和非离子态氨(NH3)两种形式存在于水中。两者组成比取决于水的pH值和水温。非离子态氨所占的比例随着水温和pH值的升高而急剧增加。

超标危害:氨氮在一定条件下,和氯作用会生成氯氨,从而消耗氯影响消毒效果;在一定条件下,氨会被转化成对人体毒性较大的亚硝酸盐。

监测意义:水中氨氮是影响感官水质指标因素之一。氨氮的浓度与有机物的含量、溶解氧的大小有着相关性,标志着水污染的程度。虽然饮用水中的氨氮没有直接的健康影响,但氨氮指标可指示排泄污染,在供水系统中氨氮的存在会降低消毒效果。造成过滤除锰失败,引起嗅和味的问题。

14)氟化物。

来源:氟化物在自然界广泛存在,氟可以通过水、食物、空气等多种途径进入人体。

超标危害:适量的氟被认为是对人体有益元素,有利于预防龋齿发生,调查资料表明,摄入量过多对人体有害,可致急、慢性中毒(慢性中毒的主要表现为氟斑牙和氟骨症)。

15)镉。

来源:在自然界中常以化合物状态存在,一般含量很低,正常环境状态下,不会影响人体健康。镉在电镀、颜料、塑料稳定剂、Ni-Cd电池工业、电视显像管制造的应用上已日益增加。随着采矿、冶炼精炼和电镀工业的不断发展,大量的含镉废水排入河流而造成镉的污染。

超标危害:镉是人体非必需元素,镉被人体吸收后,在体内形成镉硫蛋白,选择性地蓄积肝、肾中。从而影响肝、肾器官中酶系统的正常功能,使骨骼的生长代谢受阻碍,从而造成骨骼疏松、萎缩、变形等,如日本的痛痛病。

16)铬。

来源:按照在地壳中的含量,铬属于分布较广的元素之一。自然界中主要以铬铁矿(FeCr2O4)形式存在。由氧化铬用铝还原,或由铬氨矾或铬酸经电解制得。海水中铬的平均浓度为0.05μg/L,饮用水中更低。铬的污染源有含铬矿石的加工、金属表面处理、皮革鞣制、印染等排放的污水。

超标危害:铬是人体必需的微量元素,在肌体的糖代谢和脂代谢中发挥特殊作用。铬的毒性与其价态有关,金属铬对人体几乎无害,六价铬才有毒。六价铬比三价铬毒性高100倍,易被人体吸收且在体内蓄积,三价铬和六价铬可以相互转化。六价铬对人主要是慢性毒害,它可以通过消化道、呼吸道、皮肤和黏膜侵入人体,在体内主要积聚在肝、肾和内分泌腺中。通过呼吸道进入的易积存在肺部。

17)铅。

来源:铅在地壳中的含量为0.16%,很少以游离状态存在于自然界,含铅的废气、废水、废渣等可以污染水源。

超标危害:铅中毒对机体的影响是多器官、多系统、全身性的,临床表现复杂,且缺乏特异性,比较明确的是:引起血红蛋白合成障碍;损害神经系统;损害肾脏;损害生殖器官;影响子代。

病期较长的患者并有贫血,面容呈灰色(铅容),伴心悸、气促、乏力等,牙齿与指甲因铅质沉着而染黑色,有的牙龈出现黑色“铅线”。

18)汞。

来源:汞在自然界中分布量很少,但普遍存在,一般动物植物中都含有微量的汞。汞的用途广泛,人类活动造成水体汞污染,主要来自氯碱、塑料、电池、电子、化工的废水还有农药、化肥等使用。水中汞的本底浓度,内陆地下水为0.1μg/L,海水为0.03~2μg/L,泉水可达80μg/L以上,湖水、河水一般不超过0.1μg/L。

超标危害:金属汞和无机汞损伤肝脏和肾脏,但一般不形成累积中毒。有机汞甲基汞等毒性高,能伤害大脑,在体内停留时间长,即使剂量很少也可累积致毒,如日本的水俣病。

19)砷。

来源:砷在地壳中广泛存在,大多以硫化砷或金属的砷酸盐和砷化物的形式存在。饮用水中砷主要来自冶炼废水、矿物溶出。

超标危害:砷是饮水中一种重要的污染物,被国际癌症研究机构(IARC)确认为使人致癌的物质之一。

20)硝酸盐。

来源:硝酸盐和亚硝酸盐是自然存在的离子,是氮循环的组成部分。除来自地层外,还主要来源于生活污水和工业废水;农业施肥后的径流和渗透;土壤中有机物的生物降解等。在缺氧条件下,可能形成亚硝酸盐。氯胺消毒时,如果没有生成足量的氯胺,可能在输配水系统内生成亚硝酸盐。

超标危害:本身无毒。一般认为,在水中和亚硝酸盐、氨氮的发生变化,可以推测水中发生污水污染的情况。氧化后形成亚硝酸盐,可导致高铁血红蛋白症。婴幼儿、儿童和孕妇是高铁血红蛋白症的易感者。在胃肠道的酸性环境中转化为亚硝胺,使动物致癌、致畸、致突变作用。

21)菌落总数。菌落总数(CFU)是指1ml水样在营养琼脂培养基中,于37℃培养48h后所生长的腐生性细菌菌落总数。

标准限值:100CFU/ml(500CFU/ml)。

监测意义:水中菌落总数可以作为评价水质清洁程度和考核净化效果的指标。长期实践表明,只要细菌总数(腐生性细菌总数)每毫升不超过100个,大肠菌群每100ml水中不检出,饮水者感染肠道传染病的可能性就极小。

22)总大肠菌群。总大肠菌群系一群在37℃培养48h能发酵乳糖、产酸产气的革兰氏阴性无芽孢杆菌。

来源:总大肠菌群主要来自人和温血动物粪便,还可能来自植物和土壤。

标准限值:每100ml水样中不得检出。

监测意义:总大肠菌群是评价饮用水卫生质量的重要微生物指标之一。总大肠菌群可以指示肠道传染病传播的可能性,但它不是专一的菌属。在GB 5749—2006中规定,任意100ml水样中不得检出总大肠菌群,如果在水样中检出大肠菌群,则应再检验大肠埃希氏菌或耐热大肠菌群以证明水体是否已经受到粪便污染;如果水样中没有检出总大肠菌群,就不必再检验大肠埃希氏菌或耐热大肠菌群。

23)耐热大肠菌群。耐热大肠菌群来源于人和温血动物粪便,是水质粪便污染的重要指示菌。

检出耐热大肠菌群表明饮水已被粪便污染,有可能存在肠道致病菌和寄生虫等病原体的危险。

24)大肠埃希氏菌。大肠埃希氏菌统称为大肠杆菌,是人和许多动物肠道中最主要且数量最多的一种细菌,主要寄生在大肠内。它侵入人体一些部位时,可引起感染,如腹膜炎、胆囊炎、膀胱炎及腹泻等。人在感染大肠杆菌后的症状为胃痛、呕吐、腹泻和发热。感染可能是致命性的,尤其是对孩子及老人。

25)消毒剂指标。与消毒有关的指标:根据饮用水消毒剂所用情况确定相应的指标,如游离余氯、二氧化氯、臭氧等。