美国饮用水标准和较有效技术
范延臻 时双喜 王宝贞
提要: 介绍了美国饮用水标准的发展和较新的饮用水标准,以及去除各种污染物的较有效技术(BAT)。
关键词: 饮用水 标准 较有效技术 美国
工业的迅猛发展在给人类生活创造了极大便利的同时,也对人类赖以生存的环境产生了严重影响。大量的含有各种各样有毒有害物质的工业废水、生活污水未经处理或只经简单处理便排入天然水体,直接或间接地造成了饮用水水源的污染。传统的给水处理工艺"混凝沉淀-砂滤-加氯消毒"不能有效地去除水中各种各样的污染物特别是有机微污染物,这就需要更先进的水处理工艺对水进行深度净化。对于不同的污染物,其相应的处理技术也有所差异。本文主要介绍了美国环保署(USEPA)较新的饮用水标准及去除各种污染物的较有效技术(BAT)。
人类历史上靠前个关于水质优劣的标准是由罗马人Vitrurius于公元前一世纪提出来的,但真正意义上的饮用水标准直到20世纪初(1914年)才在美国首次出现[1]。该标准在1925,1942,1946和1962年的四次修订中,由较初的两项指标分别增加到11,18,19,28项,但差别并不大,主要集中在与人体健康相关的化学物质(主要是无机物)和生物因子,以及一些感官指标如色、嗅、味等[2]。但从1974年国会通过《完全饮用水法(SDWA)》以来,特别是在《1986年安全饮用水法修订案》美国饮用水标准中要求的项目几乎成倍的增长。美国于1975年颁布了《国家暂行饮用水基本规则(NIPDWRs)》[3],此规则仍将微生物质量作为优先控制指标,但引人注意地增加了6种有机物指标。1979年11月29日又对《国家暂行饮用水基本规则(NIPDWRs)》进行了修改,将三卤甲烷列入了规则中,规定饮用水中总三卤甲烷(TTHMs)含量不能超过100 μg/L[4]。1987年又对8种挥发性有机物(VOCs)[5],1991年[6~7]和1992年[8]分别对合成有机物(SOCs)、无机化合物(IOCs)等进行规定,新增指标分别为27和22项。至此,饮用水中污染物控制指标达84种[9]。1998年12月16日又对消毒剂和消毒副产物(D/DBPs)做出了规定[10],消毒副产物主要指三卤甲烷类(THMs,包括氯仿,一溴二氯甲烷,二溴一氯甲烷,氯仿)和卤乙酸类(HAA5,包括一、二、三氯乙酸,一、二溴乙酸)。当前,美国《国家饮用水基本规则(NPDWRs)》对92种污染物做出了硬性规定,其中包括浊度,8种微生物学指标,4种放射性核素,19种无机物,60种有机物[11]。
较有效技术(Best Available Technology)包含技术上的有效性和经济上的有效性两方面的含义,亦可译为较可行技术。不同污染物的BAT技术也不尽相同(见表1)。表1中§MCL为较大污染物浓度,§§TT为特定处理技术要求,§§§NA为不适用,无。 **AA为活性铝,AR为曝气,AX为阴离子交换,CC为腐蚀控制,CF为混凝过滤,CL为氯化,D为消毒,DC为消毒系统控制,DEF为硅藻土过滤,DF为直接过滤,EC为强化混凝,ED为电解,GAC为粒状活性炭,IX为离子交换,LS为石灰软化,LSLR为铅线取代,OX为氧化,PAP为聚合物添加实践,PE为公共教育,PTA为填充塔吹脱,RO为反渗透,SWT为原水处理。 *CF,LS为对小水厂不是BAT技术,除非该处理设施原己存在。 §§§§为每月的阳性样品数不能超过5%,对于每月样品数少于40个的水厂,每月的阳性样品数不得超过1个。
对于64项有机物指标,粒状活性炭(GAC)似乎是一种普适的技术,有51项将GAC指定为BAT技术,但对于人们普遍关心的消毒副产物(THMs,HAA5)通过强化混凝去除其生成先质往往更为可行,而对于易挥发的二氯甲烷等有机物,填充塔吹脱则更为经济[12]。对于一些污染物,USEPA认为确定较大污染物浓度在技术上或经济上不可行,就指定一种特定的处理技术(TT,Treatment Technology),共有19种污染物被指定了处理技术[11]。
表1 USEPA饮用水标准及污染物去除的较有效技术(199903)[11]
污染物 |
MCL§(mg/L) |
BAT** |
|
有 |
丙烯酰胺 |
TT§§ |
PAP |
异狄氏剂 |
0.002 |
GAC |
|
草不绿 |
0.002 |
GAC |
|
表氯醇 |
TT |
PAP |
|
涕灭威 |
0.003 |
GAC |
|
乙苯 |
0.7 |
GAC,PTA |
|
涕灭威砜 |
0.002 |
GAC |
|
二溴乙烯 |
0.00005 |
GAC,PTA |
|
涕灭威亚砜 |
0.004 |
GAC |
|
草甘磷 |
0.7 |
OX |
|
阿特拉津 |
0.003 |
GAC |
|
总卤乙酸 |
0.060 |
EC |
|
苯 |
0.005 |
GAC,PTA |
|
七氯 |
0.0004 |
GAC |
|
(α)苯并芘 |
0.0002 |
GAC |
|
环氧七氯 |
0.0002 |
GAC |
|
溴二氯甲烷 |
NA§§§ |
EC |
|
六六六 |
0.001 |
GAC |
|
溴仿 |
NA |
EC |
|
六氯环戊二烯 |
0.05 |
GAC,PTA |
|
虫螨威 |
0.04 |
GAC |
|
林丹 |
0.0002 |
GAC |
|
四氯化碳 |
0.005 |
GAC,PTA |
|
甲氧氯 |
0.04 |
GAC |
|
氯丹 |
0.002 |
GAC |
|
氯苯 0.1 |
GAC, |
PTA |
|
氯仿 |
NA |
EC |
|
氨基乙二酰 |
0.2 |
GAC |
|
2,4-D |
0.07 |
GAC |
|
五氯酚 |
0.001 |
GAC |
|
茅草枯 |
0.2 |
GAC |
|
毒莠啶 |
0.5 |
GAC |
|
二(2-乙基己基)己二酸酯 |
0.4 |
GAC,PTA |
|
多氯联苯 |
0.0005 |
GAC |
|
二(2-乙基己基)邻苯二甲酸酯 |
0.006 |
GAC |
|
西玛津 |
0.004 |
GAC |
|
二溴氯甲烷 |
NA |
EC |
|
苯乙烯 |
0.1 |
GAC,PTA |
|
二溴氯丙烷 |
0.0002 |
GAC,PTA |
|
2,3,7,8-TCDD(二噁英) |
5×108 |
GAC |
|
二氯乙酸 |
NA |
EC |
|
四氯乙烯 |
0.005 |
GAC,PTA |
|
对二氯苯 |
0.075 |
GAC,PTA |
|
甲苯 |
1 |
GAC,PTA |
|
邻二氯苯 |
0.6 |
GAC,PTA |
|
毒杀芬(八氯莰烯) |
0.005 |
GAC |
|
1,2-二氯乙烷 |
0.005 |
GAC,PTA |
|
2,4,5-TP(涕丙酸) |
0.05 |
GAC |
|
1,1-二氯乙烯 |
0.007 |
GAC,PTA |
|
三氯乙酸 |
NA |
EC |
|
顺-1,2-二氯乙烯 |
0.07 |
GAC,PTA |
|
1,2,4-三氯苯 |
0.07 |
GAC,PTA |
|
反-1,2-二氯乙烯 |
0.1 |
GAC,PTA |
|
1,1,1-三氯乙烷 |
0.2 |
GAC,PTA |
|
二氯甲烷 |
0.005 |
PTA |
|
1,1,2-三氯乙烷 |
0.005 |
GAC,PTA |
|
1,2-二氯丙烷 |
0.005 |
GAC,PTA |
|
三氯乙烯 |
0.005 |
GAC,PTA |
|
地乐酚 |
0.007 |
GAC,PTA |
|
总三卤甲烷 |
0.080 |
EC |
|
敌草快 |
0.02 |
GAC |
|
氯乙烯 |
0.002 |
PTA |
|
草藻灭 |
0.1 |
GAC |
|
总二甲苯 |
10 |
GAC,PTA |
|
无 |
锑 |
0.006 |
CF,RO |
汞 |
0.002 |
CF*,LS*GAC,RO |
|
砷 |
0.05 |
NA |
|
铅 |
TT |
CC,LSLR,PE,SWT |
|
石棉(纤维/L>10 μm) |
7MFL |
CC, C-F*,DEF, DF, IX, RO |
|
总铬 |
0.1 |
CF*,IX, LS(CrIII)*,RO |
|
钡 |
2 |
LS*,IX,RO |
|
镍 |
0.1 |
IX,LS*,RO |
|
铍 |
0.004 |
AA,IX,LS*,RO |
|
硝酸盐(以N计) |
10 |
ED,IX,RO |
|
溴酸盐 |
0.010 |
? | |
亚硝酸盐 |
1 |
IX,RO |
|
镉 |
0.005 |
CF*,DC,IX,LS*,RO |
|
NO-x(以N计) |
10 |
IX,RO |
|
亚氯酸盐 |
1.0 |
DC |
|
硒 |
0.05 |
AA,CF(SeIV)*,ED,LS*,RO |
|
氟化物 |
4 |
AA,RO |
|
铜 |
TT |
CC,SWT |
|
硫酸盐 |
500 |
ED,IX,RO |
|
氰化物 |
0.2 |
CL,IX,RO |
|
铊 |
0.002 |
AA,IX |
|
放 |
β粒子和光子 |
4mrem |
C-F,IX,RO |
镭226+228 |
5pCi/L |
? | |
α射线 |
15pCi/L |
C-F,RO |
|
镭266 |
20pCi/L |
LS*,IX,RO |
|
氡 |
300pCi/L |
C-F*,LS* |
|
镭228 |
20pCi/L |
AR |
|
铀 |
0.020 |
AX,LS |
|
微 |
隐孢子虫 |
TT |
C-F |
Legionella属 |
TT |
C-F,SSF,DEF,DF,D |
|
大肠杆菌 |
TT |
D |
|
大肠菌总数 |
§§§§ |
D |
|
粪便大肠菌 |
TT |
D |
|
浊度 |
TT |
C-F,SSF,DEF,DF,D |
|
甲第虫胞囊 |
TT |
C-F,SSF,DEF,DF,D |
|
病毒 |
TT |
C-F,SSF,DEF,DF,D |
|
异养菌 |
TT |
C-F,SSF,DEF,DF,D |
参考文献
1 许保玖,安鼎年著.给水处理理论与设计,北京:中国建筑工业出版社.1992
2 AWWWA Inc.Water Qulity and Treatment,3rded.,New York,AWWA Inc.197 1
3 National Interim Primary Drinking Water Regulations.Final Rule Fed Reg ,40:248:59556(Dec.24,1975)
4 National Interim Primary Drinking Water Regulations. Trihalomethanes.Fi nal Rule Fed Reg,44:231:68624(Nov.29,1979)
5 Volatile synthetic organic chemicals.Final Rule Fed Reg,52:130:23690( July 8, 1987)
6 Aldicarb,Aldicarb Sulfoxide,Aldicarb sulfone,Pentachlorophenol,and Bari um.Final Rule Fed Reg,56:126:30266(July 1,1991)
7 Lead and Copper.Final Rule Fed Reg,56:110:26460(June 7,1991)
8 SOCs and IOCs.Final Rule Fed Reg,57:138:31776(July 17,1992)
9 Pontius F W.Future directions in water quality regulations.J AWWA,1997, 89(3):40~54
10 "USEPA.Disinfectants and Disinfection Byproducts.Final Rule.Fed.Reg.,6 3:241:69478(Dec.16,1998)
11 "Pontious F W. Complying with future water regulations.J AWWA,1999,91( 3):46~58
12 "Clark R M,Lykins B W.DBP control in drinking water:cost and performan ce. J Environ Eng,1994, 120(4):758~782