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第1篇

關(guān)鍵詞 飲用水；濁度；顆粒物；顆粒檢測技術(shù)

中圖分類號： R944 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

1 我國飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和對飲用水水質(zhì)要求的不斷提高，飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格，并逐步發(fā)展與完善。2006年頒布實施的 《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749—2006）水質(zhì)指標(biāo)由《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749-85）的35項增加至106項。

濁度是經(jīng)典而又傳統(tǒng)的水質(zhì)替代參數(shù)[1]，用濁度作為水中顆粒物質(zhì)的替代參數(shù)，能夠概括地表示出顆粒物質(zhì)的總體去除情況?！渡铒嬘盟l(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749—2006）對濁度的限值有了更嚴(yán)格的要求，要求濁度

2 水中的顆粒物

在水環(huán)境學(xué)科中，一般將水中尺寸大于1nm的雜質(zhì)稱為顆粒物，可分為無機顆粒物、有機顆粒物和生物顆粒物 [2] 。

2.1 水中顆粒物的污染及危害

顆粒物在水中含量很高，是水中主要污染物之一，具有很大的表面積，能吸附許多有毒有害有機污染物以及致病菌和病毒，對水中各種物質(zhì)的存在形態(tài)及其遷移和轉(zhuǎn)化都產(chǎn)生重要影響。顆粒物能增加水的濁度，有機顆粒使水產(chǎn)生色度和臭味，直接影響水體的感觀質(zhì)量和生物穩(wěn)定性。同時由于顆粒物質(zhì)是各種污染物的載體，往往聚集了相當(dāng)量的污染物，大大降低了飲用水的安全、衛(wèi)生程度。水中生物顆粒對人類的生命健康有重要影響，例如各種致病細(xì)菌及致病原生動物。顆粒物還會影響對微生物的滅活效果，微生物隱藏在顆粒物的孔隙中致使紫外線照射不到 [3]。顆粒物也會影響水處理工藝效果，有機顆粒對活性碳和鋁鹽具有很強的吸附性，從而影響水處理工藝中的混凝沉淀效果。天然有機顆粒在加氯消毒的過程中還可與消毒劑作用形成多種致癌消毒副產(chǎn)物，對人體健康存在很大危害。水中沒有被完全去除的有機顆粒進(jìn)入管網(wǎng)后，會被管壁上附著的微生物利用，從而腐蝕管壁，鐵和重金屬離子溶入水中還會造成二次污染。出水中的顆粒很容易吸附細(xì)菌，一旦顆粒物穿透濾床進(jìn)入管網(wǎng)，出水水質(zhì)將存在很大的微生物學(xué)風(fēng)險[4]。

水中顆粒物質(zhì)的去除對人類的生命健康有著極其重要的意義。大量研究表明，顆粒物質(zhì)去除率越高，水體的安全性越高，致病風(fēng)險越低。水質(zhì)處理的多數(shù)單元操作都是以去除顆粒物作為主要目標(biāo)[5]。經(jīng)過凈水設(shè)施后，安全、高品質(zhì)的出水不應(yīng)含有威脅人類健康的顆粒物，至少將其致病風(fēng)險控制在可接受的水平。因此，水中顆粒物質(zhì)的檢測已成為飲用水處理中的重要問題。

2.2檢測水中顆粒物的重要性

隨著水質(zhì)指標(biāo)新標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行以及新技術(shù)的不斷發(fā)展，很多城市供水企業(yè)將出廠水濁度控制在0.1NTU以下，以保證飲用水的微生物學(xué)安全性。同時隨著膜技術(shù)的逐漸成熟，出廠水濁度很有可能低于0.05NTU，對于這些超低濁度的水質(zhì)，濁度作為檢測水中顆粒的重要指標(biāo)越來越受到挑戰(zhàn)。因為在超低濁度（濁度

2.3 水中顆粒物檢測方法的研究

目前水處理中主要應(yīng)用光電式常規(guī)濁度儀，隨著先進(jìn)檢測技術(shù)的開發(fā)，新型的顆粒檢測技術(shù)如顆粒計數(shù)法、透光脈動顆粒檢測法、激光濁度儀等在水處理領(lǐng)域的科研和生產(chǎn)工藝中逐步得到一些應(yīng)用。激光濁度儀的光源是激光二極管，使更小的顆粒能產(chǎn)生更高的散射強度。即使在濁度非常低的情況下，也可以產(chǎn)生極強的信號，與常規(guī)濁度儀相比，靈敏度提高了兩個數(shù)量級。顆粒計數(shù)檢測技術(shù)可用來定量地檢測水中顆粒物的數(shù)量、粒徑及分布的情況，而提供有價值的數(shù)值。顆粒計數(shù)器在飲用水處理領(lǐng)域已有非常廣泛的應(yīng)用。透光脈動顆粒檢測技術(shù)是采用動態(tài)光阻塞技術(shù)，在這之前只有使用昂貴的顆粒計數(shù)器才能達(dá)到相同的水平。透光脈動顆粒檢測技術(shù)提供了一個更加簡單的測量過程，減少了費用而沒有犧牲靈敏度，可用來定性地檢測水中顆粒物的數(shù)量、粒徑及分布的情況，其反映顆粒綜合數(shù)量及粒徑的相對大小及變化程度，是一種很有使用價值的檢測和控制技術(shù)及方法。

3 現(xiàn)有顆粒檢測技術(shù)的特點及問題

濁度作為反映水質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)，能夠概括地表示出顆粒物質(zhì)的總體去除情況。但是濁度只是利用了水中顆粒物的光學(xué)效應(yīng)，是水中懸浮物質(zhì)與膠體光學(xué)性質(zhì)的綜合反映，表示的是雜質(zhì)在光線透過時所發(fā)生的阻礙程度，并不直接表示雜質(zhì)的含量。濁度能夠表示水的相對澄清程度，并不能直接反映水中顆粒物的物理參數(shù)。

在現(xiàn)階段水處理工藝中主要采用常規(guī)在線式濁度儀，隨著研究的不斷深入和先進(jìn)檢測技術(shù)的開發(fā)，發(fā)現(xiàn)濁度儀存在不可避免的缺陷，一是濁度值與水中懸浮微粒的濃度、大小、形狀、顏色和表面特性等因素有關(guān)；二是檢測數(shù)據(jù)受到濁度儀的具體設(shè)計參數(shù)的影響。在實際應(yīng)用過程中濁度儀受多種因素影響，真正有效的檢測值下限多在0.05-0.1NTU。常規(guī)過濾出水經(jīng)?？蛇_(dá)到0.1NTU，超濾出水的實際濁度都低于0.1NTU，已經(jīng)達(dá)到或接近了常規(guī)濁度儀的實際有效測定下限。如果仍然采用常規(guī)濁度儀作為超濾出水的主要監(jiān)測和控制手段，顯然不能準(zhǔn)確和及時地反映水質(zhì)變化情況。在這個超低濁度范圍內(nèi)，需要更精確、更靈敏、更可靠的檢測顆粒方法和儀器來補充和完善濁度檢測方面的指標(biāo)。

由于濁度儀難以滿足越來越趨嚴(yán)格化的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，顆粒檢測方法如激光濁度儀、顆粒計數(shù)儀和透光脈動檢測技術(shù)得到了越來越多的重視與應(yīng)用。激光濁度儀與常規(guī)濁度儀相比，靈敏度提高了兩個數(shù)量級，能夠檢測到低至0.05mNTU 的濁度的變化。在線激光濁度儀檢測濁度范圍可達(dá)0.000-5.000 NTU，大幅度拓寬了濁度的下限檢測范圍，可以有效監(jiān)測濾后水和膜后水的水質(zhì)變化。激光濁度儀適用于監(jiān)測低濁水的水質(zhì)情況，在超低濁度范圍內(nèi)具有更明顯的優(yōu)勢。顆粒計數(shù)儀可以直接反映水中顆粒物的物理參數(shù)，即顆粒物的總量及粒徑分布，能夠為優(yōu)化和控制水處理過程提供必不可少的數(shù)據(jù)。顆粒計數(shù)檢測技術(shù)可作為一種檢測水中顆粒物的有效手段，是比常規(guī)濁度檢測法更靈敏、更精確的水中顆粒物檢測方法。但是顆粒計數(shù)儀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格相對昂貴。透光脈動顆粒檢測技術(shù)可以檢測的顆粒粒徑范圍在1-1000m[7]，從單個顆粒的檢測直至非常高的顆粒濃度都可以應(yīng)用。該儀器的結(jié)構(gòu)比較簡單，成本遠(yuǎn)低于顆粒計數(shù)儀器，適用范圍更加廣泛，因此有很好的實際應(yīng)用價值。

研究和采用新型顆粒物檢測技術(shù)監(jiān)測水中的顆粒物含量及變化情況，可以彌補常規(guī)濁度檢測技術(shù)在超低濁度范圍的不足，濁度儀對于粒徑小于1µm 的膠體顆粒比較靈敏，對粒徑大于1µm的顆粒檢測精度就會大幅度下降，因此采用濁度對沉后水和濾后水進(jìn)行檢測不夠可靠。透光脈動顆粒檢測儀對于粒徑大于1µm 的懸浮顆粒比較靈敏[8]，激光濁度儀在超低濁度范圍內(nèi)具有更明顯的優(yōu)勢，可以檢測到低至0.05mNTU 的濁度范圍，可以有效監(jiān)測濾后水和膜后水的水質(zhì)變化。顆粒計數(shù)儀可以直接反映水中顆粒物的總量及粒徑分布，能夠為優(yōu)化和控制水處理過程提供必不可少的數(shù)據(jù)。將新型顆粒檢測技術(shù)與濁度檢測結(jié)合使用，能在不同顆粒粒徑范圍內(nèi)的檢測實現(xiàn)優(yōu)勢互補，使得在整個粒徑范圍內(nèi)都有了靈敏有效的水質(zhì)檢測方法。

參考文獻(xiàn)

1 徐勇鵬，劉廣奇，王在剛．顆粒數(shù)作為水質(zhì)替代參數(shù)的研究[J]．哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報，2006，22（2）：17-21

2 楊艷玲，李星，李圭白．水中顆粒物的檢測及應(yīng)用[M]．化學(xué)工業(yè)出版社，2007，1-197

3 孫文俊，劉文君．顆粒物對紫外線滅活二級出水中糞大腸菌的影響[J]．環(huán)境科學(xué)，2009，30（4）：1095-1098

4 鄭丹，劉文君．水中懸浮顆粒物對HPC測定值的影響[J]．供水技術(shù)，2007，1（5）：37-43

5 湯鴻霄．環(huán)境水質(zhì)學(xué)的進(jìn)展一顆粒物與表面絡(luò)合(上) [J]．環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備．1993，1(1)：25-41

6 朱杰，陳洪斌，孫博雅．顆粒物計數(shù)法用于給水處理的評述[J] ．凈水技術(shù)．2009，28（1）：1-6