清华蒋展鹏小组：打造饮用水保险防护网 - 清华大学消息网

　　起源：科学时报　2008-1-21

　　饮用水是人类生存的基础需要。直接关系宽大国民大众身材健康和性命安全，关系畸形的生产生涯秩序，饮用水安全及保障被放在社会发展和城市建设管理的重要地位。近年来，我国城市供水水源、清水厂、供水管网的建设和改革获得较大进展，污染源管理和饮用水监视管理力度一直加大。但饮用水不安全问题依然存在，一些城市存在水源地水质分歧格、水源地污染和水量不足等问题，还有的处所供水管网建设落伍，导致二次污染，有的水质监测和检测才能不足，非安全饮水还是目前人类疾病的诱因之一。因此，研究水质安全与净化新技术的科学原理具有重大科学意思和实际意义。

　　在国度天然科学基金的赞助下，清华大学环境迷信与工程系教学蒋展鹏及其课题组依据我国饮用水源状态与特色，对饮用水中的微生物、有机污染物、无机传染物对水质安全的影响及其在水污染工艺过程中的迁移转化法则和掌握原理，及输送过程中水质的稳定性进行了深刻研究。他们建立了物资分子构造和分子生物学程度上新的水质安全科学理论体制；说明了污染物在水处置进程中的迁徙转化规律和把持原理；建破了新的输配水水质稳定和水质节制实践；构建了水质安全评估指标体系并树立了基于中国国情的水质平安评价系统。为安全饮用水的出产、输配、治理技巧的开发和完美供给了科学根据，打造了一张周密的饮用水保险防护网。

　　全面解析原水中的典型污染物

　　原水是指来自水源地尚未经由处理的水。饮用水原水中的污染物可分为无机物、有机物两大类。名目参加人、清华大学环境科学与工程系杨宏伟告知记者，课题组在对饮用水污染物进行研究时，根据我国的特殊情形抉择了一些典范污染物作为研究对象。

　　藻毒素、内分泌烦扰物（EDCs）和长久性有机污染物（POPs）是蒋展鹏课题组重要研究的有机污染物。

　　目前我国大局部湖泊、水库受到不同水平的有机污染，富养分化景象重大。在合适的温度和充分的阳光下，藻类大批滋生，而藻毒素就是某些藻类所发生的毒素，这已成为备受关注的饮用水水源污染问题之一。课题组通过对水源地的藻和藻毒素关系关联的考察，发现藻毒素与藻的成长周期有十分强的相关性，且藻毒素的浓度受环境因素影响很大，日光辐照和微生物降解是主要影响因素。

　　内分泌干扰物和速决性有机污染物是近年来海内外研究的热门和重点，这类物质已普遍地存在于空气、水体、泥土、食品和生物体中。杨雄伟先容说：“当初仪器分析已经可能正确地检测出饮用水中的EDCs和POPs含量，但是仪器分析本钱高、样品测试周期长，不合适对大量样品的疾速检测分析。课题组发明性地采用了生物酶酶标测定的方法，并不直接测定有机物浓度，而是测定全部污染物质的内分泌干扰特征，得出一个详细的干扰当量，大大减少了工作量。”

　　亚硝酸盐和铝盐絮凝剂则是课题组主要研究的饮用水中的无机污染物。

　　“混凝积淀是水处理过程中的重要单元，铝盐絮凝剂因具有良好的混凝效果而得到广泛利用，但往往会引起水中涌现残余铝的问题。而铝的毒性日益受到人们的关注与器重。”杨宏伟说：“在研究过程中发现铝的状态在整个供水过程中不断变更，而且对人体健康影响较大的是以单体态存在的铝。在这种情况下，倡议我国现行的有关铝的饮用水尺度应该作出恰当转变。”

　　杨宏伟指出，针对目前传统处理手腕难以对饮用水污染进行有效处理的现状，他们还专门对活性炭、光催化氧化和膜处理技术等工艺和技术的处理效果进行了相关研究，结果也令人乐观。

　　此外，蒋展鹏课题组提出，影响水质好坏的因素应包含水中杂质和水自身两慷慨面。而从前采用的水处理技术只关注如何打消杂质和将杂质与水分别，不关灌水本身的分子缔合结构，但后者也会影响水质。因此，他们采用核磁共振和拉曼光谱初步建立了水分子缔合结构的表征方法，并研究了不同离子对水分子缔合结构的影响。

　　寻找更安全有效的消毒方式

　　目前，我国自来水厂简直全体采取传统的液氯、漂白粉进行消毒。氯消毒后果好，拥有连续消毒作用(管网余氯)，且用度较其余消毒方法低。然而，氯在消毒过程中常与水中的有机物作用，产生一系列反映，产生三卤甲烷、卤乙酸等多种消毒副产物，对人体可能产生极大的迫害。

　　为实现对消毒副产物的控制，课题组研究了7种不同的水处理工艺和2种消毒工艺对消毒副产物的控制造用，开发了全新短时游离氯加氨消毒工艺。

　　“从名义上看这个工艺相称简略，以往也有过氯、氨结合消毒工艺，但是多为氯、氨同时使用。而咱们新开发的次序氯化消毒大大优化了工艺参数。目前，这项工艺已经投入了贸易运营。从天津芥园水厂的实际经营情况来看，与传统的氯消毒工艺相比，该消毒工艺能够有效减少消毒副产物的天生量。其中，三卤甲烷减少35%～77%，卤乙酸减少36%～55%。”杨宏伟说：“盼望这种高效、简便，适合采用传统消毒工艺水厂使用的方法，可以得到更大范围的推广。”

　　揭示管网二次污染的起因

　　杨宏伟指出，目前，铸铁管和镀锌钢管仍大量存在于我国给水管网中。因为其轻易发生腐化，而且腐蚀产物长时间在管内部沉积会造成管垢。这些管垢岂但造成输水能耗的增加，而且与管网水发生化学反响，引起管网水中铁含量增长以及余氯和溶解氧的衰减；此外其还为微生物提供了良好的栖身地，使管内壁易于生永生物膜，增添管网水的生物不稳定性。这样就可能呈现出厂水达标，但达到用户端后水质却不及格的情况。

　　为此，蒋展鹏课题组对管网体系的化学稳定性跟生物稳固性进行了相干研讨。

　　化学稳定性研究主要是对管网中铁离子的溶出机理以及控制机理的分析。杨宏伟告诉记者，他们意本地发现，与假想相反，在高氯的环境中，铁溶出反而绝对减少。由于在高氯的环境下管道内部会构成致密的氧化膜，反而克制了铁溶出。

　　在生物稳定性研究方面，课题组首创性地采用了分子生物学方法来分析和辨别饮用水中悬浮微生物以及管道生物膜菌类的种群和数目。另外，他们还对管网中的余氯水平以及总余氯、生物可同化有机碳（AOC）以及悬浮微生物之间的彼此接洽进行懂得析。

　　建立饮用水风险评估系统

　　只管饮用水也被良多人看作是一种食物,清华大学培训班报名，但与一般食操行业比拟，其生产和供给方法都存在特别性。城市供水系统从取水、处理到配水的各个环节都是持续运行的，其产品供应具备连续性。因为水质检测成果的时光滞后，一旦发明品质问题，即便及时采用纠偏办法也无奈撤回已供应的水，并且这些有质量问题的饮用水可能已经被用户应用。因而，防备性措施在城市给水系统中更为主要。

　　我国饮用水源污染局势严格，水质检测能力发展滞后，急切须要城市供水系统建立一套涵盖取水、输水、处理、储存、配水全过程的辨认和预防伤害的系统方法，进步城市供水系统的过程控制微风险管理能力，保障饮用水水质安全。

　　蒋展鹏课题组建立了稀缺数据前提下的给水系统水质风险评价与管理研究的办法学及指标体系，开发了给水系统单元集成模型，应用研制的软件对饮用水原水水质状况和水厂的处理工艺进行综合剖析，由此来断定水厂出水是否存在水质超标的风险，为水厂水质的危险管理和城市供水安全预警提供了有力的决议支撑。

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