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    美國飲用水標準和最有效技術
    范延臻 時雙喜 王寶貞

    提要: 介紹了美國飲用水標準的發展和最新的飲用水標準,以及去除各種污染物的最有效技術(BAT)。

    關鍵詞: 飲用水 標準 最有效技術 美國

      工業的迅猛發展在給人類生活創造了極大便利的同時,也對人類賴以生存的環境產生了嚴重影響。大量的含有各種各樣有毒有害物質的工業廢水、生活污水未經處理或只經簡單處理便排入天然水體,直接或間接地造成了飲用水水源的污染。傳統的給水處理工藝"混凝沉淀-砂濾-加氯消毒"不能有效地去除水中各種各樣的污染物特別是有機微污染物,這就需要更先進的水處理工藝對水進行深度凈化。對于不同的污染物,其相應的處理技術也有所差異。本文主要介紹了美國環保署(USEPA)最新的飲用水標準及去除各種污染物的最有效技術(BAT)。

      人類歷史上第一個關于水質優劣的標準是由羅馬人Vitrurius于公元前一世紀提出來的,但真正意義上的飲用水標準直到20世紀初(1914年)才在美國首次出現[1]。該標準在1925,1942,1946和1962年的四次修訂中,由最初的兩項指標分別增加到11,18,19,28項,但差別并不大,主要集中在與人體健康相關的化學物質(主要是無機物)和生物因子,以及一些感官指標如色、嗅、味等[2]。但從1974年國會通過《完全飲用水法(SDWA)》以來,特別是在《1986年安全飲用水法修訂案》美國飲用水標準中要求的項目幾乎成倍的增長。美國于1975年頒布了《國家暫行飲用水基本規則(NIPDWRs)》[3],此規則仍將微生物質量作為優先控制指標,但引人注意地增加了6種有機物指標。1979年11月29日又對《國家暫行飲用水基本規則(NIPDWRs)》進行了修改,將三鹵甲烷列入了規則中,規定飲用水中總三鹵甲烷(TTHMs)含量不能超過100 μg/L[4]。1987年又對8種揮發性有機物(VOCs)[5],1991年[6~7]和1992年[8]分別對合成有機物(SOCs)、無機化合物(IOCs)等進行規定,新增指標分別為27和22項。至此,飲用水中污染物控制指標達84種[9]。1998年12月16日又對消毒劑和消毒副產物(D/DBPs)做出了規定[10],消毒副產物主要指三鹵甲烷類(THMs,包括氯仿,一溴二氯甲烷,二溴一氯甲烷,氯仿)和鹵乙酸類(HAA5,包括一、二、三氯乙酸,一、二溴乙酸)。當前,美國《國家飲用水基本規則(NPDWRs)》對92種污染物做出了硬性規定,其中包括濁度,8種微生物學指標,4種放射性核素,19種無機物,60種有機物[11]。

      最有效技術(Best Available Technology)包含技術上的有效性和經濟上的有效性兩方面的含義,亦可譯為最可行技術。不同污染物的BAT技術也不盡相同(見表1)。表1中§MCL為最大污染物濃度,§§TT為特定處理技術要求,§§§NA為不適用,無。 **AA為活性鋁,AR為曝氣,AX為陰離子交換,CC為腐蝕控制,CF為混凝過濾,CL為氯化,D為消毒,DC為消毒系統控制,DEF為硅藻土過濾,DF為直接過濾,EC為強化混凝,ED為電解,GAC為粒狀活性炭,IX為離子交換,LS為石灰軟化,LSLR為鉛線取代,OX為氧化,PAP為聚合物添加實踐,PE為公共教育,PTA為填充塔吹脫,RO為反滲透,SWT為原水處理。 *CF,LS為對小水廠不是BAT技術,除非該處理設施原己存在。 §§§§為每月的陽性樣品數不能超過5%,對于每月樣品數少于40個的水廠,每月的陽性樣品數不得超過1個。

      對于64項有機物指標,粒狀活性炭(GAC)似乎是一種普適的技術,有51項將GAC指定為BAT技術,但對于人們普遍關心的消毒副產物(THMs,HAA5)通過強化混凝去除其生成先質往往更為可行,而對于易揮發的二氯甲烷等有機物,填充塔吹脫則更為經濟[12]。對于一些污染物,USEPA認為確定最大污染物濃度在技術上或經濟上不可行,就指定一種特定的處理技術(TT,Treatment Technology),共有19種污染物被指定了處理技術[11]。

    1 USEPA飲用水標準及污染物去除的最有效技術(199903)[11]

    污染物

    MCL§(mg/L)

    BAT**



    丙烯酰胺

    TT§§

    PAP

    異狄氏劑

    0.002

    GAC

    草不綠

    0.002

    GAC

    表氯醇

    TT

    PAP

    涕滅威

    0.003

    GAC

    乙苯

    0.7

    GAC,PTA

    涕滅威砜

    0.002

    GAC

    二溴乙烯

    0.00005

    GAC,PTA

    涕滅威亞砜

    0.004

    GAC

    草甘磷

    0.7

    OX

    阿特拉津

    0.003

    GAC

    總鹵乙酸

    0.060

    EC

    0.005

    GAC,PTA

    七氯

    0.0004

    GAC

    α)苯并芘

    0.0002

    GAC

    環氧七氯

    0.0002

    GAC

    溴二氯甲烷

    NA§§§

    EC

    六六六

    0.001

    GAC

    溴仿

    NA

    EC

    六氯環戊二烯

    0.05

    GAC,PTA

    蟲螨威

    0.04

    GAC

    林丹

    0.0002

    GAC

    四氯化碳

    0.005

    GAC,PTA

    甲氧氯

    0.04

    GAC

    氯丹

    0.002

    GAC

    氯苯 0.1

    GAC,

    PTA

    氯仿

    NA

    EC

    氨基乙二酰

    0.2

    GAC

    2,4-D

    0.07

    GAC

    五氯酚

    0.001

    GAC

    茅草枯

    0.2

    GAC

    毒莠啶

    0.5

    GAC

    (2-乙基己基)己二酸酯

    0.4

    GAC,PTA

    多氯聯苯

    0.0005

    GAC

    (2-乙基己基)鄰苯二甲酸酯

    0.006

    GAC

    西瑪津

    0.004

    GAC

    二溴氯甲烷

    NA

    EC

    苯乙烯

    0.1

    GAC,PTA

    二溴氯丙烷

    0.0002

    GAC,PTA

    2,3,7,8-TCDD(二噁英)

    5×108

    GAC

    二氯乙酸

    NA

    EC

    四氯乙烯

    0.005

    GAC,PTA

    對二氯苯

    0.075

    GAC,PTA

    甲苯

    1

    GAC,PTA

    鄰二氯苯

    0.6

    GAC,PTA

    毒殺芬(八氯莰烯)

    0.005

    GAC

    1,2-二氯乙烷

    0.005

    GAC,PTA

    2,4,5-TP(涕丙酸)

    0.05

    GAC

    1,1-二氯乙烯

    0.007

    GAC,PTA

    三氯乙酸

    NA

    EC

    -1,2-二氯乙烯

    0.07

    GAC,PTA

    1,2,4-三氯苯

    0.07

    GAC,PTA

    -1,2-二氯乙烯

    0.1

    GAC,PTA

    1,1,1-三氯乙烷

    0.2

    GAC,PTA

    二氯甲烷

    0.005

    PTA

    1,1,2-三氯乙烷

    0.005

    GAC,PTA

    1,2-二氯丙烷

    0.005

    GAC,PTA

    三氯乙烯

    0.005

    GAC,PTA

    地樂酚

    0.007

    GAC,PTA

    總三鹵甲烷

    0.080

    EC

    敵草快

    0.02

    GAC

    氯乙烯

    0.002

    PTA

    草藻滅

    0.1

    GAC

    總二甲苯

    10

    GAC,PTA



    0.006

    CF,RO

    0.002

    CF*,LS*GAC,RO

    0.05

    NA

    TT

    CC,LSLR,PE,SWT

    石棉(纖維/L>10 μm)

    7MFL

    CC, C-F*,DEF, DF, IX, RO

    總鉻

    0.1

    CF*,IX, LS(CrIII)*,RO

    2

    LS*,IX,RO

    0.1

    IX,LS*,RO

    0.004

    AA,IX,LS*,RO

    硝酸鹽(以N計)

    10

    ED,IX,RO

    溴酸鹽

    0.010

     

    亞硝酸鹽

    1

    IX,RO

    0.005

    CF*,DC,IX,LS*,RO

    NO-x(以N計)

    10

    IX,RO

    亞氯酸鹽

    1.0

    DC

    0.05

    AA,CF(SeIV)*,ED,LS*,RO

    氟化物

    4

    AA,RO

    TT

    CC,SWT

    硫酸鹽

    500

    ED,IX,RO

    氰化物

    0.2

    CL,IX,RO

    0.002

    AA,IX



    β粒子和光子

    4mrem

    C-F,IX,RO

    226+228

    5pCi/L

     

    α射線

    15pCi/L

    C-F,RO

    266

    20pCi/L

    LS*,IX,RO

    300pCi/L

    C-F*,LS*

    228

    20pCi/L

    AR

    0.020

    AX,LS



    隱孢子蟲

    TT

    C-F

    Legionella屬

    TT

    C-F,SSF,DEF,DF,D  

    大腸桿菌

    TT

    D

    大腸菌總數

    §§§§

    D  

    糞便大腸菌

    TT

    D

    濁度

    TT

    C-F,SSF,DEF,DF,D  

    甲第蟲胞囊

    TT

    C-F,SSF,DEF,DF,D

    病毒

    TT

    C-F,SSF,DEF,DF,D  

    異養菌

    TT

    C-F,SSF,DEF,DF,D

    參考文獻

    1 許保玖,安鼎年著.給水處理理論與設計,北京:中國建筑工業出版社.1992
    2 AWWWA Inc.Water Qulity and Treatment,3rded.,New York,AWWA Inc.197 1
    3 National Interim Primary Drinking Water Regulations.Final Rule Fed Reg ,40:248:59556(Dec.24,1975)
    4 National Interim Primary Drinking Water Regulations. Trihalomethanes.Fi nal Rule Fed Reg,44:231:68624(Nov.29,1979)
    5 Volatile synthetic organic chemicals.Final Rule Fed Reg,52:130:23690( July 8, 1987)
    6 Aldicarb,Aldicarb Sulfoxide,Aldicarb sulfone,Pentachlorophenol,and Bari um.Final Rule Fed Reg,56:126:30266(July 1,1991)
    7 Lead and Copper.Final Rule Fed Reg,56:110:26460(June 7,1991)
    8 SOCs and IOCs.Final Rule Fed Reg,57:138:31776(July 17,1992) 
    9 Pontius F W.Future directions in water quality regulations.J AWWA,1997, 89(3):40~54
    10 "USEPA.Disinfectants and Disinfection Byproducts.Final Rule.Fed.Reg.,6 3:241:69478(Dec.16,1998)
    11 "Pontious F W. Complying with future water regulations.J AWWA,1999,91( 3):46~58
    12 "Clark R M,Lykins B W.DBP control in drinking water:cost and performan ce. J Environ Eng,1994, 120(4):758~782

      

     ○作者通訊處:150090哈爾濱工業大學858#
     ○E-mail: yzfan@0451.com
     ○收稿日期:2000-3-28

     


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