水是地球上的萬物生命之源，是人類賴以生存的基本物質(zhì)。俗話說“人能三日無糧，不可一日缺水。”這形象地說明了水的重要作用。但是，對(duì)傳染病學(xué)和細(xì)菌學(xué)的研究證明水是傳播疾病的重要媒介物，據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）統(tǒng)計(jì)，全球80%的疾病以及1＼3以上的死亡直接來源于不清潔的飲用水。水質(zhì)決定著人的體質(zhì)，于是自來水的消毒處理是保證我們?nèi)祟惡细裼盟�的關(guān)鍵一步。

　　摘要：本文介紹了目前國內(nèi)幾種自來水的消毒方法。通過對(duì)國內(nèi)外消毒工藝的調(diào)查得出氯化法、臭氧消毒法和紫外線消毒法是目前比較常用的三種消毒工藝，并且比較了這三種消毒方法的的消毒原理以及各自的優(yōu)缺點(diǎn)和這三種消毒方法在未來的應(yīng)用前景。

　　關(guān)鍵詞：自來水,氯化法,臭氧消毒法,紫外線消毒法

　　目前我國多數(shù)自來水廠都是采用氯化法對(duì)自來水進(jìn)行消毒的，而現(xiàn)在人們發(fā)現(xiàn)用氯化法消毒時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些鹵化有機(jī)物，而這些鹵化有機(jī)物中很多是致癌物或誘變劑；常規(guī)處理工藝對(duì)氯化法產(chǎn)生的副產(chǎn)物不能有效的進(jìn)行去除。

　　1自來水消毒方法

　　1.1國內(nèi)常用消毒方法

　　自來水消毒方法主要分為物理方法和化學(xué)方法兩類。物理方法包含有機(jī)械過濾、加熱、輻射、冷凍、紫外線、微電解和微波消毒等方法；化學(xué)方法包含有氯、臭氧、二氧化氯、氯胺、金屬離子、鹵素、陰離子表面活性劑及其它殺生劑等。

　　1.2國外自來水消毒常用的方法

　　1.2.1美國小型自來水廠常用的消毒劑

　　氯氣雖然仍是最廣泛使用的消毒方式，但出于人們對(duì)健康安全的關(guān)注和許多使用水法規(guī)的實(shí)施，使用氯氣的水廠在不斷的減少[1]。

　　在使用地下水作為水源的小型水廠中，通過對(duì)200家水廠進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)所有水廠都使用各自形式的氯作為消毒劑，沒有一家水廠使用臭氧和紫外線消毒。其中61%的水廠使用了氯氣消毒，其他的水廠使用液體或粉末狀的次氯酸鹽作為消毒劑。所有服務(wù)人口為25—100人的水廠，占的服務(wù)人口為101—500人的58%水廠都使用次氯酸鹽作為消毒劑，而只有46%的服務(wù)人口為501—3300人的水廠和19%的服務(wù)人口為3301—10000人的水廠使用次氯酸鹽[1]。

　　1.2.2法國巴黎自來水廠

　　法國首都的巴黎自來水廠，日處理量為18萬立方米。系統(tǒng)采用單一的紫外線消毒工藝，整套系統(tǒng)由五臺(tái)反應(yīng)器并聯(lián)組合而成，水源水質(zhì)硬度較高，整套設(shè)備配套自動(dòng)清洗系統(tǒng)。經(jīng)過紫外線消毒處理后的自來水廠，可以達(dá)到直飲水標(biāo)準(zhǔn)。

　　2自來水廠中三種常用的消毒方法的比較

　　在我國自來水廠進(jìn)行消毒時(shí)最常用的是氯化法、臭氧消毒法、紫外線消毒法這三種方法。這三種方法的消毒原理各不相同，但都存在著各自的優(yōu)點(diǎn)和不可避免的缺陷及不足。目前，我們還沒有發(fā)現(xiàn)一個(gè)更為有效的方法來代替這三種消毒方法，使其能夠在消毒的同時(shí)避免發(fā)生以上三種消毒方法所帶來的弊端。

　　2.1氯消毒

　　2.1.1消毒原理

　　所謂消毒，就是殺死微生物，氯氣與水反應(yīng)生成次氯酸，而次氯酸的強(qiáng)氧化性就是導(dǎo)致它們的細(xì)胞中的酶被氧化并且蛋白質(zhì)被阻止合成而死亡，從而實(shí)現(xiàn)了消毒。

　　Cl2+H2→HClO+HCl

　　HClO→H++ClO-

　　生產(chǎn)實(shí)踐表明pH值越低，相同條件下，消毒效果越好，雖然低pH值有利于提高氯的殺生效果，但卻加快了冷卻水系統(tǒng)、金屬的腐蝕速度[2]。為此，選擇用氯作殺生劑時(shí)pH值控制在6.5～7.5為宜。氯對(duì)致病微生物有很強(qiáng)的殺滅作用，然而，在氯化消毒殺滅水中病原微生物的同時(shí)，氯與水中的有機(jī)物反應(yīng)，產(chǎn)生致癌物質(zhì)三鹵甲烷（THMs）等，對(duì)人類健康和水生生物產(chǎn)生長期毒性影響。我國《生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)范》對(duì)飲用水中總?cè)�鹵甲烷含量作出明確規(guī)定：每一種物質(zhì)檢出濃度與限量值比率之和不超過1。而美國對(duì)總?cè)�鹵甲烷控制在0.08mg/L，歐洲0.1mg/L，日本0.1mg/L[3]�？梢姾桶l(fā)達(dá)國家相比我們還有很大的差距。

　　2.1.2氯消毒的優(yōu)缺點(diǎn)

　　自來水廠中采用氯消毒，具有以下的優(yōu)點(diǎn)：

　　氯消毒操作簡便，便于控制；

　　具有余氯的持續(xù)消毒作用；

　　氯消毒的價(jià)格較低，不需要龐大的設(shè)備。

　　自來水廠中采用氯消毒帶來的弊端有：氯氣本身有毒，使用時(shí)必須注意安全，防止泄漏。且水經(jīng)氯消毒后往往會(huì)產(chǎn)生多種有害物質(zhì)，尤其是“三致”作用的消毒副產(chǎn)物，如三氯甲烷、氯乙酸等。此外，液氯不能有效殺滅隱孢子蟲及其孢囊，因此，現(xiàn)在氯消毒在逐漸被其他消毒方法代替。

　　當(dāng)人們飲用了經(jīng)過這種方式處理后的水后，會(huì)對(duì)人體造成一定的傷害。

　　2.1.3應(yīng)用前景

　　雖然氯化法在消毒的過程中會(huì)產(chǎn)生一些致癌的副產(chǎn)物，但是由于它價(jià)廉，操作簡單，易于控制，而且消毒持續(xù)性好，所以目前國內(nèi)很多自來水廠仍然采用氯消毒的方法對(duì)飲用水進(jìn)行消毒。而且在今后相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)，氯消毒將仍然較多的運(yùn)用在自來水的消毒上。

　　2.2臭氧消毒

　　2.2.1消毒原理

　　臭氧在水中發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生氧化能力極強(qiáng)的單原子氧（O）和羥基自由基（OH?），瞬間分解水中的有機(jī)物質(zhì)、細(xì)菌和微生物。羥基自由基（OH?）是強(qiáng)氧化劑、催化劑，可使有機(jī)物發(fā)生連鎖反應(yīng)，反應(yīng)十分迅速。羥基自由基（OH?）對(duì)各種致病微生物有極強(qiáng)的殺滅作用。單原子氧（O）也具有強(qiáng)氧化能力，對(duì)頑強(qiáng)的微生物如病毒、芽孢等有強(qiáng)大的殺傷力。臭氧殺滅細(xì)菌和病毒的作用，通常是物理的、化學(xué)的及生物的等幾個(gè)方面的綜合作用。

　　臭氧消亡的途徑，有兩個(gè)，一是自然消亡，臭氧在250nm-320nm的紫外線照射下自然分解為O2；二是化合消亡，臭氧是強(qiáng)氧化劑，它可與任何物質(zhì)反應(yīng)，即稱為化合消亡。由此使臭氧變成了不穩(wěn)定，可迅速分解的物質(zhì)[4]。

　　2.2.2臭氧消毒的優(yōu)缺點(diǎn)

　　自來水消毒運(yùn)用臭氧消毒所帶來的優(yōu)點(diǎn)有：無毒、無味、無副反應(yīng)、無物染、無水質(zhì)改變；

　　臭氧改變微生物蛋白結(jié)構(gòu)后，氧氣直接揮發(fā)，微生物被殺滅，對(duì)水中的礦質(zhì)營養(yǎng)沒有破壞；

　　無需耗能（不用加熱），操作簡單（氣體稀釋后直接由通入水中）；

　　用量少，用0.1%的就可以；

　　消毒全面徹底速度快，氣相與液相有較快的擴(kuò)散作用速度。

　　臭氧消毒的不足之處：

　　臭氧對(duì)物體有氧化性，主要是對(duì)天然橡膠或天然橡膠制品以及銅制品（有水汽存在時(shí)）有一定的腐蝕；

　　臭氧發(fā)生器工作時(shí)，不宜導(dǎo)入超過爆炸極限的易燃性氣體；

　　產(chǎn)生臭化副產(chǎn)物；

　　臭氧的穿透力弱，對(duì)物體縱深處細(xì)菌殺滅能力低；

　　臭氧極不穩(wěn)定，且臭氧生產(chǎn)成本高。

　　2.2.3應(yīng)用前景

　　臭氧技術(shù)產(chǎn)業(yè)屬新興朝陽產(chǎn)業(yè)，應(yīng)用范圍極廣，產(chǎn)品開發(fā)潛力大。國際上臭氧技術(shù)生產(chǎn)企業(yè)仍處于百家爭鳴階段，沒有品牌，沒有大企業(yè)壟斷，因此極易涉足。從技術(shù)上看，一些基本的關(guān)鍵技術(shù)已解決，只要開拓思路很容易開發(fā)一系列適銷路的產(chǎn)品。國內(nèi)臭氧技術(shù)與國外存在差距，但趕超國際水平的技術(shù)難度并不高，而且國外產(chǎn)品側(cè)重于水處理和空氣凈化產(chǎn)品。臭氧化水的各種用途沒有作為產(chǎn)品的重點(diǎn)，并且尚未涉足國內(nèi)市場，正是國內(nèi)臭氧技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大好時(shí)機(jī)。

　　2.3紫外線消毒

　　2.3.1消毒原理

　　紫外線殺菌就是通過紫外線的照射，破壞及改變微生物的DNA（脫氧核糖核酸）結(jié)構(gòu)，使細(xì)菌當(dāng)即死亡或不能繁殖后代，達(dá)到殺菌的目的。真正具有殺菌作用的是UVC紫外線，因?yàn)镃波段紫外線很易被生物體的DNA吸收，尤以253.7nm左右的紫外線最佳。同時(shí)，紫外線還可以對(duì)微生物的細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞壁產(chǎn)生一定的破壞作用。失去分裂和復(fù)制能力的微生物不會(huì)對(duì)人體造成威脅，得當(dāng)?shù)淖贤饩�消毒技術(shù)和有效的紫外線劑量可以確保飲用水安全。每天，全世界范圍內(nèi)有超過3000萬噸的飲用水是經(jīng)過紫外線消毒處理的。

　　2.3.2紫外線消毒的優(yōu)缺點(diǎn)

　　自來水廠中采用紫外線消毒的優(yōu)點(diǎn)有：

　　對(duì)致病微生物有廣譜消毒效果、消毒效率高，運(yùn)行安全可靠；

　　對(duì)隱孢子蟲、賈第蟲卵囊有特效消毒作用；

　　不產(chǎn)生有毒、有害副產(chǎn)物；

　　占地面積小，停留時(shí)間短；

　　消毒效果受水溫、pH影響小；

　　不增加可同化有機(jī)碳（AOC）、生物可降解溶解性有機(jī)碳（BDOC）等損害管網(wǎng)水質(zhì)生物穩(wěn)定性的副產(chǎn)物；

　　可以降解水中的有機(jī)物和嗅味。

　　自來水廠采用紫外線消毒存在的不足有：

　　無持續(xù)殺菌能力，消毒后的水如果遇到新的污染源，會(huì)再次被污染，需要與氯配合使用；

　　無后續(xù)殺菌作用；

　　紫外燈套管容易結(jié)垢，影響紫外光的透出和殺菌效果；

　　一些細(xì)菌被紫外照射失活的病毒細(xì)菌可通過光的協(xié)助修復(fù)自身被破壞的組織，達(dá)到復(fù)活目的，另外一些細(xì)菌可能存在著暗復(fù)活現(xiàn)象（不需光照）；

　　國內(nèi)使用經(jīng)驗(yàn)少，對(duì)紫外線消毒技術(shù)的研究還沒有完全開展起來，對(duì)紫外線消毒的應(yīng)用還存在著許多問題。

　　2.3.3應(yīng)用前景

　　與化學(xué)消毒法相比，紫外線殺菌具有消毒能力更強(qiáng)、無任何有害殘留物的特點(diǎn)，是一種地地道道的“綠色”技術(shù)，人們最早把這種技術(shù)用到醫(yī)療和空氣消毒中。1910年，法國馬賽的自來水廠中首次應(yīng)用紫外線消毒。之后，用紫外線為水消毒因?yàn)槌杀靖叨�難以推廣。近年來，隨著一些新的紫外線消毒技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了許一些較為廉價(jià)的消毒方法，因此利用紫外線消毒重新被提上議事日程。目前，全球有3000多家自來水廠使用了紫外線消毒技術(shù)。美國已經(jīng)制定相關(guān)法律，要求推廣紫外線消毒技術(shù)，并規(guī)定在廢水處理中必須使用紫外線消毒技術(shù)，紐約自來水公司日處理能力達(dá)780萬噸的自來水廠已經(jīng)決定采用紫外線消毒。

　　另外，隨著新技術(shù)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了一些新的消毒方法，如光催化氧化法，磁化法，靜電法，微電解法，超聲波法，銀法，膜法等。其中膜法應(yīng)用在消毒工藝上也是一項(xiàng)新興技術(shù)，膜對(duì)水中的有機(jī)物和微生物，細(xì)菌，病毒都有很高的去除率，能生產(chǎn)出高質(zhì)量的飲用水。

　　3結(jié)論

　　通過對(duì)這三種自來水常用的消毒方法的比較，我們可以看出，綜合目前我國的國情和自來水消毒方法自身存在的不足，無論從消毒成本上講，還是從消毒效果上說，我覺得氯消毒這種消毒方法在相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)將仍會(huì)作為我國多數(shù)自來水廠首選的消毒方法，雖然目前氯消毒在消毒過程中會(huì)產(chǎn)生致癌物質(zhì)危害人們身體，但是這種不足可以通過改善水源來消除或是降低發(fā)生的可能性。隨著科技的發(fā)展社會(huì)的進(jìn)步，也許會(huì)在不久的將來人們會(huì)克服臭氧消毒和紫外線消毒所存在的不足，讓生產(chǎn)臭氧的成本降低，找出可以保存的方法等等，或是人們通過將兩種或兩種以上的消毒方法串聯(lián)使用，使其不僅達(dá)到消毒的目的，同時(shí)也使成本也有所降低，并且也不產(chǎn)生對(duì)人體有害的物質(zhì)。通過這種改進(jìn)漸漸的取代氯消毒的地位。使人們真的可以能夠放心飲用自來水，而不是煮沸后的自來水。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　[4]林克椿.生物物理學(xué)[M].武漢：華中師范大學(xué)出版社，1999.

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