卫生学电子教材-第二章 生活环境和健康:第二节 水

水是自然界一切生命的物质基础之一。成人体内水分含量占体重的65%左右，儿童则可达80%左右。成人平均一日需水量为2～3L。水中常含有多种无机盐类，是供给机体所需盐类的重要来源之一。水的比热和蒸发潜热很高，能贮存和吸收多量的热，故有调节体温的作用。

水在地球上分布很广泛，约占地球总面积的70%。总储水量约为17亿km²（表2-5)，但可利用的淡水，即河流、湖泊和浅层地下水，仅占总储水量的0.2%。我国的淡水资源缺乏，人均水量只有世界人均水量的1/4。由于地球表面受太阳辐射的强度不同，降水量的时空分布有很大差异。我国降水量的70%集中在6～10月间。82%的地面水和70%的地下水集中在长江流域以南地区，北方广大地区水源尤为不足。保护水资源已成为当前迫切需要解决的问题。1984年我国颁布了《水污染防治法》，使我国水资源保护和利用的工作提高到一个新的水平。

据世界卫生组织的统计资料，在发展中国家大约有15亿人不能得到适宜的安全供水。在非洲、亚洲和拉丁美洲，情况更为严重，只有1/5的居民可得到安全给水。目前，我国部分农村和少数城镇居民用水还未达到安全卫生的要求。为改善我国居民用水卫生情况，在第39届世界卫生大会上，我国政府宣布：到2000年要使城市居民全部饮上清洁卫生水，90%农村人口也能饮上清洁卫生水。我国改水的目标是以发展自来水设施为主，其他改水设施为辅，加强消毒措施。

一、水源种类及其卫生学特征

地球上的天然水源分为降水、地面水和地下水三大类。

（一)降水

降水指雨、雪水。在降水过程中，雨、雪水因与大气接触可吸收污染物，并由于大气成分的地域性差异，使降水的化学组成出现差异。如沿海地区降水中的氯化钠浓度比内陆地区高；内陆地区则因大气中硫酸盐含量较沿海地区高而使降水中的硫酸盐含量较高。我国沿海岛屿和内地干旱地区的居民常收集降水供生活饮用。降水的特点是矿化度很低，在收集与保存过程中易被污染，且水量没有保证。

（二)地面水

地面水（surface water)包括江、河、湖及塘等水。因其主要来自降水，故含盐类较少；但在流经地面时，大量杂质混入水中而含有较多的悬浮物质。季节、气候等自然条件对地面水的理化性质及细菌含量有较大影响。

江、河水在涨水期或暴雨后，水中常含有大量泥沙及其他杂质，使水混浊或带色，细菌含量增高，但盐类含量较低。

湖水由于流动较慢，湖岸冲刷较少，水中杂质沉淀较完全，因此水质一般较清晰。但往往有大量浮游生物生长、繁殖，使水着色并带臭味。有时，水体受城市污水及含氮、磷的工业废水的污染，使水中氮及磷含量大大增加，出现富营养化现象。

塘水容量较小，自净能力差，受地表生活性污物污染的机会多，因而是地面水中水质较差的水源。

（三)地下水

地下水（underqround water)主要来源是渗入地下的降水、河湖塘等地面水。根据它和地壳不透水层的关系及流动情况，地下水可分为浅层地下水、深层地下水和泉水三种。

1.浅层地下水浅层地下水系指潜藏在地表与第一个不透水层之间的水。浅井即取自浅层地下水。此种水多半来自附近渗入地下的降水或湖、河水。因经地层的渗滤，其中大部分悬浮物和微生物已被阻留，致使浅层地下水的水质物理感官性状较好，细菌含量较少；降水渗入地层时，因所经土壤的化学组成不同，而溶解了各种不同的矿物盐类，使水质变硬。

2.深层地下水位于第一不透水层以下的水被称为深层地下水。往往潜藏在两个不透水层之间。因距地表较深，覆盖的地层厚，不易受到地面的污染，水质及水量都比较稳定，水温恒定，水质无色透明，细菌数少，矿化度高，硬度大，是一种比较理想的饮用水水源。故常作为城镇集中式供水的水源之一。

3.泉水由地表缝隙自行涌出的地下水称泉水。因地质构造不同，泉水分为靠重力流出的和靠压力流出的两种。前者多来自浅层地下水，故水质与浅层地下水相似，较易受污染，水量不稳定。后者来自深层地下水，水质与深层地下水相似。泉水在农村常用作分散式给水的水源。

水源水经过适当选择并经过必要的卫生处理后，必须符合《生活饮用水水质标准（GB 5749－85)》的要求，才能供饮用。水质标准是开展饮水卫生工作、评价饮水水质的依据。现将饮用水的基本卫生要求归纳为下列几方面加以介绍。

（一)流行病学上安全

饮用水应不含病原微生物和寄生虫虫卵，以保证不传播介水传染病。水质标准要求：大肠菌群数1L水中不应超过3个，细菌总数每ml水中不超过100个。根据实验研究资料，用氯化消毒法使水中大肠菌群降至10个/L时，水中伤寒杆菌、副伤寒杆菌、痢疾杆菌、布氏杆菌和钩端螺旋体等病原体均已全部被杀死，故大肠杆菌群数是水质是否达到流行病学上安全的重要指标，而细菌总数则是评价水质清洁和净化效果的指标。

为了达到上述标准，确保水质安全，当水进行加氯消毒时，应保证接触时间不得少于30分钟；水中游离性余氯应不低于0.3mg/L。当自来水管网出现二次污染时，余氯易被消耗，故余氯可作为是否发生二次污染的信号。标准规定管网末梢水中余氯不得低于0.05mg/L。

（二)感官性状良好

饮用水外观应无色、透明、无臭、无异味。

1.色度清洁水浅时为无色，深时呈蓝色。沼泽地带的地面水，由于含腐植质而可呈棕黄色，有大量藻类生存的地面水可呈绿色或绿黄色，含有大量低铁盐的地下水汲出地面后，因低铁氧化成高铁而呈黄褐色。当水体受到工业废水污染时，可呈现该工业废水的特有颜色。水的色度可用铂钻比色法测定。色度在15～20度时，一般视觉为无色。水质标准中规定色度不得超过15度，并不得呈现其他异色。经过净化处理后的水，色度通常不超过15度。

2.浑浊度清洁水应是透明的。如水中含有大量悬浮物（如泥砂、粘土、水生生物等)时，则可使水产生浑浊。当浑浊度为10度时，可使人感到水的浑浊。饮用水标准规定一般不超过3度，特殊情况不超过5度。

3.臭和味清洁水应不具任何臭气和异味，如水中有异嗅异味，则可能是水被污染或含有其它物质。卫生标准规定饮水不得有异嗅异味。

4.其他不得含有肉眼可见物。

（三)化学性状良好，不含任何有害化学物

1.pH值为了使饮用水既不影响饮用者的健康，也不影响氯化消毒的效果，而且自来水管道不受腐蚀，饮用水的pH值范围以6.5～8.5为宜。

2.总硬度硬度是指溶于水中的钙、镁等盐类的总量，以CaCO₃（mg/L)表示。水的硬度过高，可引起暂时性胃肠功能紊乱。硬水还可形成水垢，影响茶味，消耗肥皂，给日常生活带来不便。故饮用水水质标准规定硬度不得超过450mg/L（以CaCO₃计)。

3.铁、锰、铜、锌、挥发性酚、阴离子洗涤剂、硫酸盐、氯化物及溶解性固体当饮用水中含有某些化学物质并超过一定限量时，不仅可使水呈色和产生异味，且能引起胃肠道不适。如含有铁、锰或铜的水可使接触的物品着色。锌可使水产生金属涩味或浑浊。含酚的水在进行氯消毒时，产生氯酚臭。阴离子洗涤剂可使水产生泡沫或异味。硫酸盐和氯化钠可使水产生苦味或咸味，并有轻度腹泻作用。为防止产生这些不良作用，饮用水水质标准中规定了上述物质的上限值（表2-6)。

4.氟化物饮用水中氟含量不得超过1mg/L。饮水中氟含量过高可引起氟斑牙，严重时可引起氟中毒。

5.氰化物、砷、硒、汞、镉、铬、铅、银硝酸盐等水中这些化学物质含量过高，如长期饮用则可造成健康损害。水质标准作出了这些物质最高容许限量值

7.放射性物质由于放射性物质的广泛使用，其废水和废渣可能污染水源。我国规定饮用水的总α放射性不超过 0.1Bq/L，总β放射性不得超过 1Bq/L。

（四)水量充分，取水方便

水量应能满足城镇或居民点总用水量的需要，并应考虑到近期和远期的发展。我国幅员辽阔，各地用水量因气候条件、卫生设备的完善程度不同而有很大差别。根据部分省、市在农村所做的调查，使用集中供水栓或送水到户的农村，日生活用水量约为40～80L/人。

水体遭受有毒化学物质污染后，通过饮水或食物可使人群发生急性或慢性中毒，含致病微生物的人、畜粪便或污水污染水源时，可引起介水肠道传染病流行。有些污染物可使水质感官性状恶化，妨碍水体的正常利用。也有些污染物能抑制非病原性微生物的生长和繁殖，影响水中有机物的氧化分解及水体的天然自净能力。

1.水的生物污染水中微生物绝大多数是天然寄生者，大部分来自土壤及大气降尘，对人一般无致病作用。但随垃圾、人和畜的粪便以及某些工农业废弃物进入水体的微生物可包括一些致病微生物（表2-7)，如饮用此种未经消毒的水，则可能导致肠道传染病的发生。

 介水传染病的流行特点是：①水源一次大量污染后，可出现暴发性流行，绝大多数病例的发病日期集中在该病最短和最长潜伏期之间。但如水源经常受污染，则病例可终年不断；②病例的分布与供水范围一致，绝大多数患者都有饮用同一水源的历史；③一旦对污染源采取治理措施，加强饮用水的净化和消毒后，疾病的流行能迅速得到控制。

介水传染病暴发流行案例：

某市，人口115万，约80%的人以灌渠、坑塘等地面水为饮用水。一条河渠自西向东穿过市镇后流向市郊农村。城市中的生产、生活废水未经处理直接排入河中。市镇内有设有传染病科的综合医院，日排水量在 300吨以上，病人粪便也随污水排入下水道后进入河内。该市 1986年 1～11月底伤寒发病人数达4 253例，超过该市历史（1958～1985年)同期平均发病人数的6.9倍，仅11月份的发病人数就相当于平均年发病人数的1.9倍。调查发现患者集中于河渠排污口的下游地带。这一地区居民中饮用河水的人伤寒发病率为6.5%，而饮用塘水的人发病率为0.62%，两者相比相对危险度为10.48。位于排污口上游5km的居民中，饮用河水者的伤寒发病率为0.26%，饮用下游河水及上游河水相比，相对危险度为25.00。排污口下游居民中伤寒患者93.35%系饮用了河水而发病的。该地段河水细菌总数超过饮用水水质标准1.2×10⁵倍，大肠菌群超标5.3×10³倍。在医院污水排出口、城镇污水排污口及排污口下游河水中均检出伤寒杆菌。以上资料表明：该市伤寒暴发流行主要是由于城市污水及医院污水污染水源所致。

2.水的化学污染当前，常见污染水源的化学物有汞、镉、砷、氰、铬、铅、农药等，这些污染物造成的危害程度，可因各种具体情况而有差异。现将水中较常见的化学污染物的危害列举如下：

1.汞

(1)污染来源：汞是构成地球元素之一，自然界中主要以硫化汞的形式存在于岩石中。岩石中的汞可被氧化为金属汞或二价汞离子而进入空气、水、土壤等环境中。天然水中含汞量甚微，一般不超过0.1μg/L。水体受汞污染时，水中汞含量乃明显升高。进入水中的汞多吸附在悬浮的固体微粒上而逐渐沉降于水底，故底泥中汞含量常较水中为高。

常见的汞污染源主要为工业企业，如化工、仪表、含汞农药、冶炼、灯泡、氯碱等工厂废水；此外，医院口腔科废水以及农田中使用含汞农药也是常见的污染源。

(2)危害：污染水体的汞、特别在底泥中的汞，在微生物的作用下可被甲基化形成有机汞（以甲基汞为主)，后者毒性较无机汞增大许多倍，更易为生物体吸收，并可通过食物链在生物体内逐级浓集，致使某些水生物体内汞含量达到令人产生中毒的水平。日本熊本县水俣湾地区发生的水俣病就是众所周知的当地居民长期食用该湾中含甲基汞甚高的鱼贝类而引起的一种公害病。水俣病曾造成50多人死亡、数百人致残的严重后果。

甲基汞吸收入人体后分布很广泛，除肾、肝等脏器蓄积外，尚可通过血脑屏障在脑组织内蓄积，也可透过胎盘屏障进入胎儿体内，发挥胚胎毒性，已有调查报告指出甲基汞污染区的畸胎率及染色体畸变率增加。甲基汞自体内排出很慢，生物半减期全身平均约为70天，脑组织的生物半减期则为180～245天。甲基汞主要侵害中枢神经系统，中毒的临床表现如下：

开始时有肢体末端或口唇周围麻木刺痛感，随后可出现手部动作障碍、感觉障碍、无力等，以及震颤、语言障碍、听力及视力障碍、步态失调等，严重者可致全身瘫痪、精神错乱、甚至死亡。

2.铬

(1)污染来源：铬为铜灰色耐腐蚀的硬金属，有多种化合物。铬是构成地球元素之一，广泛存在于自然环境中。地面水中含铬平均约为0.05～0.5μg/L。铬在工业生产中的应用较为广泛，含铬的工业废水（如电镀废水)和废渣是污染水体的主要来源。

(2)危害：铬化合物的毒性以六价铬为最大，它可干扰多种重要酶的活性，影响物质的氧化、还原和水解过程，并能与核酸、核蛋白结合，还可能诱发癌。铬中毒主要是由六价铬引起。饮用含铬量高的水时，对消化道可有刺激或腐蚀作用，表现有恶心、呕吐、腹痛、腹泻、血便以致脱水；同时可伴有头痛、头晕、烦躁不安、呼吸急促、口唇指甲青紫、脉速、甚至少尿或无尿等严重中毒现象。六价铬对人的致死剂量约为5g。有人认为铬属于可疑致癌物。

3.氰化物

(1)污染来源：氰化物分为无机和有机两类。无机氰化物主要是氰氢酸及其盐类氰化钠、氰化钾等。有机氰化物（腈)主要有丙烯腈和乙腈等。氰化物在工业中应用很广，如炼焦、电镀、选矿、染料、化工、医药和塑料等工业中均用到氰化物，其废水可导致水源污染。

(2)危害：氰化物污染水体引起人群、家畜及鱼类急性中毒的事例，国内外均有报道。长期饮用被氰化物污染的水（浓度大于 0. 14mg/L)可出现头痛、头昏、心悸等症状。摄入体内的氰化物，可与硫代硫酸盐在酶促下生成硫氰化物，后者在体内过量蓄积时，能抑制甲状腺激素的合成，影响甲状腺功能，造成甲状腺功能低下、甲状腺增生、肿大。

4.酚类化合物

(1)污染来源：天然水中不含有酚，水中的酚均来自含酚的工业废水污染。许多工业废水中可含有不同量的酚或酚类化合物，例如焦化厂（含酚量可大于1000mg/L)、煤气厂、化工厂、制药厂、炼油厂、合成纤维厂、染料厂等的工业废水如未经一定的净化处理，直接排放时，都可能污染地面水或地下水。此外，粪便和含氮的有机物在分解过程中，也可能产生少量酚类化合物，故在大量的城市粪便污水中也含有酚。

(2)危害：酚是一种原浆毒，可使蛋白质凝固，可由消化道及皮肤吸收中毒。酚类化合物在体内大部分分解失去毒性，随尿排出；少部分可转化为多元酚。因酚有特殊臭味，故极少发生饮用水引起的急性中毒事件。但饮水氯化消毒时，水中如含酚大于 0. 001mg/L时，则可形成氯酚，后者使感觉阈显著增高，如长期饮用，可引起记忆力减退、皮疹、头昏、失眠、贫血等症状。急性中毒可表现为腹泻、口腔炎、及黑尿等。

酚类化合物的种类很多，毒性的大小及表现也有所不同，一般认为，一元酚为较强的神经毒，而多元酚的毒性较低。有些酚的化合物（如五氯酚)在动物实验中尚呈现有致畸作用。酚类化合物污染水源后，尚可对水中鱼类及水生生物产生较明显的危害，不仅能使鱼贝类产生臭味，且影响水产业的产量和质量。

5.多氯联苯

(1)污染来源：多氯联苯（PCB)是一组由氯置换联苯分子中的氢原子而形成的化合物，无色或淡黄色油状液体或树脂状。性质稳定，基本不溶于水，不易水解和氧化。工业上常用作增型剂，绝缘剂、高温润滑剂、橡胶软化剂以及油漆、油墨等的添加剂等。如未经处理任意排放，可造成水源污染。

(2)危害：多氯联苯进入体内可蓄积于脂肪组织及脏器中。目前人体内检出的PCB虽然尚不致影响居民的发病率和死亡率，但能否致畸、致突变、致癌却是很值得进一步研究的问题。我国台湾和日本都曾发生过多氯联苯中毒事件，但都是多氯联苯污染食物引起的。据报道，人摄入 0.5～0.2g PCB即出现中毒症状，表现为皮疹、色素沉着、浮肿、无力、呕吐等，已证实多氯联苯可以通过胎盘屏障进入胎儿体内。

饮用水水质如未能达到标准要求时，应找出原因并采取相应的卫生对策，以改善水质，使之达到水质标准要求。一般可采取改进或另选水源及加强其卫生防护，以及采取必要的净化或消毒处理等措施。

（一)水源选择及卫生防护

1.水源选择基本卫生要求

(1)水量充足：水源水量应能满足城镇或居民点的总用水量，并考虑到近期和远期的发展。

(2)水质良好：水源水质的感官性状、化学指标经净化处理后，应能达到生活饮用水水质标准。毒理学指标也应符合生活饮用水水质标准。大肠菌群具体要求是：不经净化处理只经过消毒后即供生活饮用的水源水，每升水不超过1000个；经净化处理和消毒后，供作饮用的水源水，每升水不超过10000个。

(3)便于水源的卫生防护：要保证饮用水水源能经常符合水质卫生标准，除了要完善自来水厂的净化设备外，更应该选择卫生状况较好，取水点防护条件优越的水源。有条件的地区宜优先考虑选用地下水作为饮用水水源。采用地面水作水源时，应结合城镇发展总体规划，取水点应设在城镇和工矿企业的上游。

(4)技术经济上合理，方便群众取用。

2.水源水的卫生防护

饮用水的给水方式有两种，即集中式给水和分散式给水。集中式给水通常称为自来水，是指由水源集中取水，对水进行净化和消毒后，通过输水管和配水管网送到给水站和用户。集中式给水是城镇居民的主要取水方式。分散式给水是指居民直接从水源分散取水，是广大农村居民的主要取水方式。

(1)集中式给水的卫生防护：采用地面水水源作饮用水应设置卫生防护带。具体要求在取水点周围半径不小于100m设有明显标志的水域内，不得从事一切可能污染水源的活动，河流取水点上游1000m至下游1000m水域内，不得排入工业废水和生活污水，其沿岸不准www.lindalemus.com/rencai/堆放污染水源的废渣、垃圾、有毒物品等；进水口应高于河床约1m，低于水面约1.5m。采用地下水作饮用水源时，要注意井壁的结构应当严密不漏水，井周围应有一定距离的卫生防护带，在这个区域内不得有污染源存在。

(2)分散式给水的卫生防护

1)井水卫生防护：用井水作水源时，应注意井址的选择和井的结构。并应设在污染源的上游，地势较高不易积水处，周围不得有可造成井水污染的污染源（如厕所、粪坑、污水凼、畜圈等)。井的结构要合理：井壁上部距地面2～3m范围内应以不透水材料构筑，井周以粘土或水泥填实，以防www.med126.com附近污水渗入井内；井底用砂、石铺装；井口应用不透水材料作成高出地面0.2m左右的井台，井台向四周倾斜，周围并设专门的排水沟，以防井台上污水倒流入井；台上井口应置高出井台面0.1～0.2m的井栏；井口设盖，配备公用吊桶并保持桶底清洁（图2-4)。当前我国南北方农村均曾推广密封水井，用压水机抽水；或筑管井以手压式或脚踏式抽水机取水，既方便取水，又可防止污染，是一种较好的井水防护方法。

2)地面水卫生防护：取水点周围25～30m范围内不得有污染源；江河水应采用分段或分时用水；多塘水地区可分塘用水；水库、湖水可分区用水。应禁止在用水区洗涤、养殖或作其他可能污染水源的活动，以保证饮用水清洁。有条件地区可建设岸边自然渗井或沙滤井进行过滤取水。

（二)水的净化

各种天然水源水，一般情况下水质不能满足生活用水水质标准的要求，为此需要经过净化和消毒等卫生措施处理后才能饮用。水的净化包括沉淀和过滤处理，目的是除去水中的悬浮物质、胶体物质和部分病原体，改善水的感官性状。如果水中有异味或含有过量的铁、铜、氟等，则尚需采取特殊处理。

1.混凝沉淀天然水中悬浮的杂质有时颗粒甚小，难以自然下沉，需加入适当的混凝剂才能将细微颗粒凝聚成大颗粒而沉降，叫做混凝沉淀（coagulative precipitation)。

(1)原理：混凝沉降的原理主要有以下解释：

1)电荷中和作用：混凝剂投加入水中后，水解形成带正电荷的胶粒，能和水中带负电荷的胶粒相互吸引，使彼此的电荷的中和而凝聚。凝聚的颗粒称绒体或矾花，具有强大的吸附能力，能吸附悬浮物质以及部分细菌和溶解性物质。绒体通过吸附作用，体积逐渐增大而易于下沉。下沉过程中还可进一步吸附上述物质。

2)吸附架桥作用：混凝剂经水解和缩聚形成线型结构的高聚物，后者对胶体微粒有强烈的吸附作用。随着吸附微粒的增多，高聚物弯曲变形，或成网状，从而起到架桥作用，微粒间因距离缩短而相互粘结，逐渐形成粗大的絮凝体。絮凝体也能吸附部分细菌和溶解性物质，最终因重力而下沉。现以硫酸铝为例说明，硫酸铝〔Al₂（SO₄)₃·18H₂O〕水解形成水合铝离子〔Al（H₂O)₆〕³⁺，再进一步水解成羟基络合物，最终生成难溶的水合氢氧化铝〔Al（OH)₃（H₂O)₃〕。

〔Al（H₂O)₆〕³⁺+ H₂O 〔Al（OH)（H₂O)₅〕²⁺+H₃O⁺

〔Al（OH)（H₂O)₂〕²⁺+ H₂O 〔Al（OH)₂（H₂O)₄〕⁺+ H₃O⁺

〔Al（OH)₂（H₂O)₄〕⁺+H₂O 〔Al（OH)₃（H₂O)₃〕↓+H₃O⁺

(2)影响混凝效果的因素：主要有：①原水中悬浮粒子的性质、粒度和含量；②原水中溶解性有机物和离子的成分和含量；③水温；④水的pH值和碱度；⑤混凝剂的种类和用量等。由于因素复杂，故一般需通过混凝试验来确定混凝剂的用量及条件。

(3)常用混凝剂：主要有无机盐类及高分子混凝剂两大类。无机盐类混凝剂有硫酸铝、明矾和三氯化铁（FeCl₃· 6H₂O)等，后两者的作用原理与硫酸铝基本相同。高分子混凝剂中常用的有：①聚合氯化铝，其化学式有多种。我国目前使用的有聚合氯化铝〔Al₂（OH)_nCl_6-n〕_m，（式中n=1～5，m≤10)，和碱式氯化铝〔Al_n（OH)_mCl_3n-m〕两种。一般而言，聚合氯化铝对各种水质适应性较强，最优pH值范围广，对低温水效果好。②聚丙烯酰万。聚丙烯酰胺可单独处理高浊水，亦可用于助凝作用。

为改善混凝条件，有时需加一定量的助凝剂。例如，当水的碱度不足时，可加石灰等碱剂；或当铝盐所产生的絮凝体小而松散时，可使用聚丙烯酰胺、活化硅胶、骨胶等高分子助凝剂，使絮凝体变粗且紧密，以改善絮凝体结构，促进混凝沉淀作用。

2.过滤（filtration)过滤是另外一种很常用的净化措施。

(1)原理：过滤有两个方面的机制起作用：①机械阻留作用，即水中的悬浮颗粒直径大于滤料的孔隙者，均不能通过滤料而阻留于滤料表面或滤料中；②接触混凝及吸附作用，细小的絮状物及悬浮微粒，在通过滤料时与滤料碰撞接触而被吸附于滤料表层，经过一段时间，在滤料表面沉积形成滤膜，使净水效果大大提高。但滤料滤水过久，水中悬浮物可使滤料的微孔阻塞，使滤料阻力越来越大。此时必须停止使用，冲洗滤料之后才可继续发挥净水效果。

(2)过滤装置：集中式给水系统中使用各种形式的砂滤池。分散式给水的过滤装置，可因地制宜、就地取材，采用砂滤井、砂滤池和砂滤缸等。砂滤井多用作塘水及河水的过滤，建于河岸边或塘边，使河、塘水经过滤料层渗入井中备用。居民家庭用可自制砂滤缸（桶)，缸（桶)内自下而上铺石子 10～15cm、细砂40cm、棕皮和碎石 5cm（图 2-5)。初滤时往往净化效果不好，待使用一段时期形成滤膜后效果渐佳。应注意砂滤层上经常保持有水，否则砂层内进入空气影响过滤效果。

（三)水的消毒

水经过净化处理之后，尚不能保证完全去除全部病原微生物。为了使水质符合饮用水各项细菌学指标的要求，确保防止介水传染病的发生和传播，必须进行水的消毒（dis-infection)。目前大多数国家都采用氯化消毒法（chlorination)，其他消毒法还有煮沸、紫外线、臭氧、碘、高锰酸钾等等。一种好的饮水消毒方法必须是对人无害、不恶化水质、消毒快效果好、适用范围广、不与水中成分起化学反应而降低消毒效果或形成有害物质，使用方便。

1.氯化消毒

(1)原理：氯气或其他氯化消毒剂溶于水后，在常温下即很快水解成次氯酸（HOCl)

Cl₂+H₂O→HOCl+H⁺+Cl^-

2Ca（OCl)Cl+2H₂O→2HOCl+Ca（OH)₂+CaCl₂

Ca（OCl)₂+2H₂O→2HOCl+Ca（OH)₂

次氯酸分子小，不荷电，易于穿过微生物的细胞壁。同时，它又是一种强氧化剂，影响细菌的多种酶系统，例如使磷酸葡萄糖脱氢酶的巯基被氧化破坏，并损伤细胞膜，使蛋白质、RNA和DNA等物质释出而导致细菌死亡。次氯酸对病毒的作用在于对核酸的致死性破坏。

由于水中常含有一定量的氨氮，当氯加入水中时，除产生次氯酸外，还可产生一氯胺（NH₂Cl)和二氯胺（NH₄Cl₂)。氯胺为弱氧化剂，有杀菌作用，但需要较高的浓度和较长的接触时间。

(2)消毒方法

1)常量氯化消毒法：即按常规加氯量进行饮水消毒的方法。加氯量的多少根据水质具体情况而定。从理论上要求，适宜的加氯量应为需氯量与余氯之和。一般认为用氯化消毒时，余氯是评价和控制消毒效果的一项指标。适当的余氯表示水中已达到消毒所用氯的数量，并略有所余，尚有保持继续消毒的能力。水中的余氮含量是不稳定的，它随时间的进展而逐渐下降，其降低的速度与水质的优劣有密切关系，浑浊水，余氯消失快。实际加氯量多少，可根据简单实验确定。

2)持续氯消毒法：由于在井水或缸水内一次加氯消毒后，余氮仅可维持数小时，因此，消毒持续的时间较短。如反复进行消毒则又较繁琐。所以一些地区在实际工作中，采用了各种持续氯消毒法，例如可用竹筒、塑料袋、广口瓶或青霉素玻瓶等（图2-6)，上面打孔（直径 0. 2～0.4cm)5～8个，放漂白粉或漂白粉精 20～30倍一次消毒用量于其中，将其以绳悬吊于水中，容器内的消毒剂借水的振荡由小孔中漏出，可持续消毒10～20天。持续消毒器上孔的大小和数目多少可根据余氯测定结果确定。

图2-6 几种常用简易持续消毒器

3)过量氯消毒法：加入10倍于常量氯化消毒时所用的加氯量，即10～20mg/L。本法主要适用于新井开始使用，旧井修理或淘洗，居民区发生饮水传播的肠道传染病，井水大肠菌值或化学性状发生显著恶化，井被洪水淹没或落入异物以及战时紧急用水等情况下。在消毒污染井水时，一般在投入消毒剂后，等待10～12小时再用水。

(3)影响消毒效果的因素

1)加氯量和接触时间：加氯量包括需氯量和余氯两部分。需氯量指用于杀灭细菌和氧化有机物所需消耗的氯量，另外，为了抑制水中残存细菌的繁殖，管网中尚需维持少量剩余氯。标准规定，接触30分钟后游离余氯（HOCl及Cl)不应低于0.3mg/L。

2)水的pH值：次氯酸是弱电解质， HOCl H⁺+Ocl^-， pH＜5.0时，平衡向左移，主要以次氯酸的形式存在； pH＞7. 0时，次氯酸解离成次氯酸根（OCl^-)加多，次氯酸的浓度下降。次氯酸的杀菌作用超过次氯酸根80～100倍，故pH太高不利于消毒。

3)水温：水温愈低，杀菌效果愈差。水温每提高10℃，病菌杀灭率约提高2～3倍。在0～5℃下，杀灭水中全部大肠菌所需的时间较在20～25℃下所需的时间约多3倍。

4)水的浑浊度：悬浮颗粒可吸附微生物，使之凝集成团，而团块内的微生物不易受到消毒剂的作用。因此，消毒前应通过净化处理，尽量降低水的浑浊度。

此外，氯的消毒效果还取决于微生物的种类和数量。例如，肠道病毒对氯的耐受性高于肠道细菌。

2.其他消毒方法

(1)煮沸消毒：这是一种最古老而又最常用的消毒方法之一，其消毒效果可靠，对一般肠道传染病的病原体和寄生虫卵，经煮沸3～5分钟均可全部杀灭。因此，为预防肠道传染病的介水传播，应大力提倡喝开水。

(2)紫外线消毒：波长200～295nm的紫外线具有杀菌能力，其中以波长253nm者杀菌能力最强。紫外线的杀菌效果除与波长有关外，尚取决于照射的时间及强度、被照射的水深及水的透明度等因素。用紫外线消毒的饮用水必须预先通过混凝沉淀及过滤处理，水层厚度不超过30cm，照射时间不少于1分钟。因此，紫外线消毒的优点是接触时间短、效率高、不影响水的臭和味；缺点是消毒后无持续杀菌作用；另外，每支灯管处理水量有限，耗资较大。

(3)臭氧消毒：臭氧是强氧化剂，在水中的溶解度比氧约大13倍。臭氧极不稳定，须临用前制备，并立即通入水中。用臭氧消毒过滤后的水，其用量一般不大于1mg/L。当接触时间为15分钟、剩余臭氧为0.4mg/L时，可达到良好的消毒效果。臭氧消毒的优点在于其对细菌和病毒的杀灭效果均较高，且用量少、接触时间短，在pH6～8.5范围内均有效，不产生卤仿反应等。其缺点是投资大，投加量不易调节以及在水中不稳定、不易维持剩余臭氧等。

(4)碘消毒：用于小规模一时性的饮水消毒和战时军用水壶消毒。优点是效果可靠，使用方便，一般接触10～15分钟即可饮用。缺点是价格较贵，消毒后水呈淡黄色。具体方法有① 2.5%碘酒：每担水（50kg)中加 20ml，即含碘 10mg/L， 10分钟后即可饮用。据研究认为每人每天摄入19.2mg的碘，连续10周后对人体健康未见危害。②有机碘化合物：有机碘消毒剂溶解快、杀菌效率高、对人无害。在部队中用做饮水消毒的有机碘消毒剂主要有三碘化硫酸六脲铝（Al〔CO（NH)₂〕₆SO₄I₃)与三碘化二硝酸六脲铝（Al〔CO（NH)₂〕₆（NO₃)₂I₃)。也可与碘酸钠、氯化钠等压成有机碘片剂。有机碘片每片重100mg含有效碘 10mg，每个行军水壶可加 1片，振荡后 10～15分钟即可饮用。