浅论饮用水中的氨氮污染问题

  
  
  氨氮污染是我国饮用地表水中普遍存在的。现代生活中各种因素导致地表水体中的氨氮浓度达到了一个较高的程度,比如城市人口越来越集中,城市污水尚未得到有效处理,工业生产过程中经常会有事故发生,以及在农业生产中大量使用化学肥料等等。在20世纪末期的环境状况公报中的统计数据显示,我们国家的地表水环境除了长江、珠江,七大水系都有严重的污染状况,并且水质的趋势存在逐年下降的情况,地表水体超标污染物中氨氮的出现频率很高。这对我国饮用水的安全问题构成了威胁,了解造成饮用水中的氨氮浓度过高的原因,以及研究如何解决饮用水中氨氮的方法尤为重。目前去除氨氮的最好方法是生物处理技术。
  关键词饮用水氨氮水质标准
  一、 饮用水中氨氮问题的现状及原因
  中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所副所长白雪涛研究员,对自来水中可能存在的污染物的危害进行了分析,他说这些化合物污染水体后不但会使水的感官性状恶化,产生异嗅和异味;还可引起人体慢性中毒,破坏骨髓造血功能,导致肝、肾损伤,损害神经系统、免疫系统,甚至致癌、致畸、致突变。 其中,氨氮含量超标对于饮用水的污染也在严重危害人们的健康。
  现代生活中各种因素导致地表水体中的氨氮浓度达到了一个较高的程度,比如城市人口越来越集中,城市污水尚未得到有效处理,工业生产过程中经常会有事故发生,以及在农业生产中大量使用化学肥料等等。在20世纪末期的环境状况公报中的统计数据显示,我们国家的地表水环境除了长江、珠江,七大水系都有严重的污染情况,并且存在水质逐年下降的趋势,氨氮在地表水体超标污染物中的出现频率很高。这对我国饮用水的安全问题构成了威胁,了解造成饮用水中的氨氮浓度过高的原因,以及研究如何解决饮用水中氨氮的方法尤为重。
  时至今日虽然未曾有过饮用水中由于氨氮而损害人的健康方面的报道,可是在地表水体中如果氨氮含量过高的话,依然对水生生物有毒害影响,其中存在于水中的非离子氨(NH3)是造成毒害的主原因。氨氮在水中有两种存在形式,分别是非离子氨(NH3)和铵根(NH+4),二者之间的比例是以铵根为主,由水的PH值以及温度影响。NH3转化为亚硝酸盐,硝酸盐,亚硝酸盐与蛋白质反应生成致癌的亚硝胺。饮用水中硝酸盐亚硝酸盐含量高的话,就可能会引发身体疾病,损害到人体的健康,也就是可能会诱发高铁血红蛋白症。由于氨存在硝化的过程,所以如果饮用水中的氨氮浓度过高的话,就会可能产生大量的亚硝酸盐,比如,现在我国多层建筑越来越多,大部分都是在屋顶安装有水箱,就很容易对人体的健康造成威胁,并且,这种屋顶的水箱很容易被二次污染,也很容易形成死水的现象,水在屋顶的水箱里长时间保存,等用户用的时候,水箱中的亚硝酸盐的含量已经增加了,从而对人体造成危害。除此之外,氨氮浓度过高的情况下也会和氯产生反应,就会大量增加消毒剂对水进行消毒,而且会产生使人厌恶的嗅和味。
  二、氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮的相互关联及其危害
  1氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮的来源
  (1)城市生活污水中的食品残渣和含氮有机物被微生物分解、农田排水、农作物生长过程中氮肥的使用都会产生氨氮,并且和污水一起排入城市的污水处理厂或者直接排入水体中。
  (2)亚硝酸盐和氨的相互转化
  氨在有氧条件下的水中可以被转化为亚硝酸盐,亚硝酸盐生成硝酸盐的同时在厌氧条件下被微生物作用转化为氨。
  (3)水泥厂、化肥厂、发电厂等化工类工厂以及汽车尾气都排放含有氨的烟雾、气体和粉尘,其中的氨溶于水之后转化为氨氮。
  2氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮的危害
  (1)影响健康
  在条件满足的情况下,氨氮在水中会转化为亚硝酸盐,而亚硝酸盐会和蛋白质反应生成亚硝胺,亚硝胺是一种强致癌物质,如果长期饮用这种被污染的水会对健康十分有害。
  (2)影响生态环境
  水的PH值和水温直接影响氨氮毒性,ph值和水温越高,氨氮的毒性就越强,对鱼类有类似亚硝酸亚的危害。氨氮对水生物含有危害作用的主原因是游离氨,跟铵盐相比,游离氨的毒性能大上几十倍,并且碱性越强,毒性越大。氨氮中毒有慢性氨氮中毒和急性氨氮中毒之分。慢性中毒状态会出现生长减慢,组织损伤,摄食降低,降低氧在组织间的输送。水中氨氮含量影响最大的还是鱼类,能直接导致鱼类死亡。急性中毒状态会出现水生物亢奋,在水中丧失平衡、抽搐,甚至导致水生物的死亡。
  三、 降低饮用水中氨氮浓度的方法
  控制水源的污染是解决氨氮问题的根本方法,以当前的客观条件来看,在自来水厂中采用强化处理效果、增加处理工艺的方法来去除原水中的氨氮是很有必的。当下如果采用最经济,效果最好的方法还是生物法预处理。所谓生物法处理,说的是将生物处理工艺安排在常规处理工艺之前,利用微生物新陈代谢的现象初步来去除水中的氨氮,以及水中的有机物和硝酸盐氮亚硝酸盐氮的含量,如此方法可以改善水的沉淀性能以及混凝,同时对常规处理工艺的负荷也有减轻,对物化处理工艺的使用容量和周期有所增幅,节约处理经费,而且,经过可生物降解物质的处理后,水中导致突变物质的前驱物质和细菌在配水管网中反复滋长的可能性都相对减少。生物转盘、生物滤池、生物活性炭滤池和生物接触氧化池等是眼下已经研究成功的生物处理技术。还有一些相关供水单位使用折点加氯去除氨氮的方法,值得注意的是,在原水存在有机物污染的前提下,此方法产生的大量有机氯化物会使水的安全性降低,所以大部分情况下此工艺不被提倡。
  四、 结论
  我国地表的水污染情况在当下是比较严重的,饮用水源大部分被氨氮污染。水源中氨氮浓度较高说明水体将存在新的有机污染,饮用水中氨氮的存在会产生嗅味问题,还会影响到管网末梢的亚硝酸盐问题。当下在饮用水中氨氮浓度的问题上很多欧洲国家都有比较严格的界定。对饮用水水源中氨氮浓度的方面我们国家也有相关限值,可是当下自来水厂采用的饮用水标准GB 5749-85却没有明确限制水源中氨氮浓度的问题,我们应当逐渐控制饮用水中氨氮浓度的含量。解决饮水中氨氮浓度问题的根本方是法想办法控制水源的污染,可是当控制污染力度不足以解决问题的前提下,只能加强相关供水单位的除污能力,当下解决氨氮问题最经济、最有效的方法应该说是生物法处理技术了。
  值得特殊强调的问题是,地下水的水质动态是和地表水的水质相互联系相互影响的,因为地表水会通过各种途径渗入到地下,这时地表水就变成了地下水。虽然地下水被污染的过程是一个缓慢的过程,因为污染物在下渗过程中被各种阻碍物吸附、分解、截留、阻挡,地层越厚,对污染物的截留量就越大,但是,如果这样长年累月得往下渗透,总是会把地下水污染的。所以,如果地下水被污染了,就算是查明了污染源头,但是想使地下水恢复过来仍需较长的时间,这是因为已经下渗的污染物仍留在地层中,它们还继续往下渗透,并且地下水的流动速度相当缓慢,溶解氧的含量比较低,含微生物也很少,因此自净能力比较弱。因此想将地下水进行治理,需十几年的时间来努力,甚至几十年才会成功,受工业废水和生活污水污染的地下水,一般表现为钙盐、镁盐、氯化物、硝酸盐显著增加,其有毒污染物主有酚、氰、汞、铬、砷、石油及其他有机化合物。除此之外,在地表堆积着的工业废渣以及生活垃圾等的可溶性成分也会随雨水渗入地下,污染地下水。所以,解决地表水氨氮污染问题势在必行。
  参考文献
  1中国环境状况公报J.中国环境年鉴,1996,88-89.
  2中国环境状况公报J.中国环境年鉴,1997,58-59.
  3张成云,孙莉,朱鸿斌,等.沱江河水特大氨氮污染事故污染物监测结果分析.预防医学情报杂志,2004,20(4)361- 363.