飲用水的消毒_環(huán)境微生物學(xué)（下

三、飲用水的消毒

經(jīng)混凝、絮凝、沉淀和過濾處理后水中仍留有部分微生物，特別是病毒和細(xì)菌由于體積小，可以穿透水處理過程。因此，在沉淀等水處理工序之后，飲用水還需要消毒處理，以進(jìn)一步殺滅微生物。

在配水系統(tǒng)中，只要有少量的有機物就會使一些生物膜微生物生長，并引發(fā)臭味、顏色、抵抗消毒、水致疾病等不良后果。如當(dāng)有少量的低分子有機物如乙酸纖維素、乳酸鹽、琥珀酸酯和氨基酸存在時，銅綠假單胞菌和熒光假單胞菌就能在管網(wǎng)中生長;水管承接口等處的微量有機沉淀物就能促使軍團(tuán)菌生長，從而在免疫力低下的人群中引發(fā)疾病。配水系統(tǒng)中的生物膜不容易失活。生物膜可潛在地保護(hù)病原體不被捕食和免受不利環(huán)境如水中殘余消毒劑的作用，如當(dāng)水中的大腸埃希氏菌附著在生物膜表面時，其對氯的抵抗力比水中的游離細(xì)胞大2400倍。所以，為了控制微生物在配水系統(tǒng)中的再生和繁殖，也需要附加的二次消毒。

1.消毒的定義、原理

為了控制傳染性疾病的傳播，必須破壞或防止微生物的生長。消毒是指對致病性或其他有害微生物的去除，不一定殺死所有的微生物。

飲用水的消毒方法主要有物理法如加熱法、紫外線法等;化學(xué)法如加氧化劑、臭氧等;物理化學(xué)法如微電解法等。加熱能使蛋白質(zhì)(包括酶、病毒殼體等)和核酸變性從而起到殺滅或失活(inactivate)作用?；瘜W(xué)藥劑則經(jīng)許多不同途徑殺死微生物或阻止它們生長，包括破壞膜、細(xì)胞壁、酶和核酸的復(fù)制等。紫外線和伽馬輻射則直接作用于核酸。

一般常用投加氧化劑來進(jìn)行飲用水消毒。目前自來水廠常用的方法有加氯消毒、臭氧消毒和紫外線消毒，加氯消毒是最常用的。但也使用其他氧化劑，比如氯胺和二氧化氯等。把水煮沸是家庭中常用的消毒方法，但不適合集中供水。

2.消毒的動力學(xué)

微生物失活是一個逐漸的過程，包括一系列的物理、化學(xué)和生化步驟。目前使用的消毒理論依據(jù)主要是Chick-Watson模型，該模型用一級化學(xué)反應(yīng)表示微生物失活速率: N_t/N₀=e^－kt或lnN_t/N₀=－kt

此處，N₀=0時刻微生物數(shù)量，N_t=t時刻微生物數(shù)量，k=衰減常數(shù)(1/時間)，t=時間。

消毒劑的效果可以用C·t(消毒劑濃度與接觸時間的乘積)表示，C表示消毒劑的濃度，t為在特定環(huán)境條件(pH值和溫度)下失活微生物某一種群百分比(一般用99%失活率)所需要的時間。C·t法可用來比較不同消毒劑對不同種類微生物的消毒效果。一般情況下，C·t值越低，消毒劑的效果越好。飲用水工業(yè)上，用C·t法來確定水處理過程中，為達(dá)到指定的病原性微生物去除率所需消毒劑劑量。用氯處理各種病原體微生物的C·t值見表9-8。

表9-8　　水中氯滅活微生物的C·t值(99%滅活)^a

引自Sobsey(1989);Rose et al.(1997);^a在緩沖性蒸餾水中。

微生物對氯和大多數(shù)其他水處理消毒劑的抵抗力的順序依次為:原生動物胞囊＞病毒＞細(xì)菌。

3.消毒劑及其消毒效果

Robley Dounlingson博士1835年在費城最早提到用氯凈化水。第一座永久性的投氯消毒水廠在1902年在比利時Middlekerke建成并投入使用。歐洲飲用水氯化消毒的成功經(jīng)驗很快被引入美國，1912年開始有生產(chǎn)規(guī)模地應(yīng)用液氯對水消毒。美國在應(yīng)用液氯消毒后，傷寒等水傳播疾病的發(fā)病率大幅度下降。

20世紀(jì)初，也有些水廠嘗試用紫外線消毒。第一個紫外線水消毒設(shè)備于1916年在美國運行。

臭氧消毒最早于1939年在德國開始應(yīng)用。臭氧作為一種消毒劑，在20世紀(jì)初期作為消毒劑曾與氯競爭，但是氯很快成為占主導(dǎo)地位的消毒劑。

(1)氯及其化合物

強氧化劑氯及其化合物是飲用水和廢水處理中使用最普遍的消毒劑。長久以來，人們一直將液氯、漂白粉、氯胺用于生活用水和污廢水的消毒。

①氯:氯對細(xì)菌的滅活主要是由于與細(xì)菌細(xì)胞膜有關(guān)的生理功能損害所造成，如改變外層細(xì)胞膜的滲透性，導(dǎo)致關(guān)鍵細(xì)胞成分的泄漏等。另外還有與巰基基團(tuán)不可逆的結(jié)合，從而損害酶和蛋白質(zhì)的功能以及核酸變性等。氯對病毒滅活則是由于氯作用于病毒的殼體蛋白質(zhì)或核酸。

當(dāng)氯以氣體加入水中時，會形成次氯酸(HOCl)和鹽酸(HCl)的混合物，在稀釋溶液中，幾乎沒有Cl₂存在:

Cl₂+H₂O=HOCl+HCl

次氯酸是一種弱電解質(zhì)，它按下式離解:

HOCl和OCl^－都有氧化能力，但次氯酸HOCl起主要的消毒作用。這是因為細(xì)菌表面帶有負(fù)電荷，離子狀態(tài)的OCl^－由于同性電斥力很難靠近細(xì)菌表面，因此消毒效果很差。而次氯酸HOCl是很小的中性分子，能很快擴散到細(xì)菌表面，并透過細(xì)胞壁進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，借氯原子的氧化作用破壞菌體內(nèi)的酶系統(tǒng)而使細(xì)菌死亡。

次氯酸和OCl^－的比例主要取決于水的pH值。在低pH值時HOCl的數(shù)量較多，因而氯的消毒能力更強。

HOCl和OCl^－形式的氯稱為游離性有效氯(free available chlorine)。游離氯對病原體微生物的滅活非常有效。在飲用水處理中，1mg/L或更少量的游離氯持續(xù)作用30分鐘將足夠降低相當(dāng)數(shù)量的細(xì)菌。廢水中干擾物質(zhì)的存在會降低氯的消毒效率，這時就需要相對高濃度的氯。腸道病毒和原生動物寄生蟲對氯的抵抗力比細(xì)菌要大，隱孢子蟲對氯有極端的抵抗力。接觸時間90分鐘，使90%的隱孢子蟲失活的氯濃度必須達(dá)到80mg/L。

氯加入水中后，一部分被能與氯化合的雜質(zhì)消耗掉，剩余部分稱為余氯。飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定保留一定量的余氯，保證自來水出廠后還具有持續(xù)的殺菌能力。

離解程度主要取決于溶液的pH值，水的溫度也有一定影響。pH值越低、溫度越低，次氯酸含量越高;當(dāng)pH值小于6.5時，游離氯幾乎完全是以次氯酸的形式存在，如果pH值大于7.5，電離產(chǎn)生的H+就會被中和，因此會加速次氯酸的電離，從而加速氯的水解，使投加的氯很快被消耗。HOCl和OCl^－都有氧化能力，稱為有效氯。但一般認(rèn)為起消毒作用的主要是HOCl，其殺菌能力是OCl^－的20倍以上。而次氯酸HOCl是很小的中性分子，能很快擴散到細(xì)菌表面，并透過細(xì)胞壁進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，發(fā)揮其氧化作用破壞菌體內(nèi)的酶系統(tǒng)而使細(xì)菌死亡。

氯消毒的實質(zhì)是氯與微生物有機體之間進(jìn)行的氧化-還原過程。目前認(rèn)為，氯對細(xì)菌的滅活作用主要是通過氧化作用破壞與細(xì)胞膜有關(guān)的生理功能來實現(xiàn)的。氯對病毒滅活則是由于氯作用于病毒的殼體蛋白質(zhì)或核酸的結(jié)果。要保持氯對微生物有效的殺生作用，除了要求介質(zhì)有較低的pH值外，還應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)耐都臃绞健⒓皶r排除水中的雜質(zhì)和污泥。當(dāng)水中含有還原劑時，如鐵、錳、硫化氫、含氮化合物和一些有機物等，會消耗一部分氯與之反應(yīng)，從而降低殺菌效率。一般情況下，水中保持0.5～1mg/L的余氯就可以有效地控制水中的微生物。

HOCl同氨和含氮有機物質(zhì)反應(yīng)會形成一氯胺、二氯胺、三氯胺等。這些產(chǎn)物保留了次氯酸的部分消毒能力，但比相同濃度氯的消毒效果要小得多。三氯胺有潛在致癌性。氯還可與水中“三致”物質(zhì)的前體如烷烴和芳香烴等反應(yīng)生成三氯甲烷等“三致”物質(zhì)。

漂白粉和次氯酸鈉也常用于消毒，一般用于小型水廠或臨時性給水的消毒，其消毒原理和氯氣相同，都是利用HOCl的氧化作用達(dá)到消毒的目的。

漂白粉是氯氣通入熟石灰中制成的混合物，分子式為CaOCl₂，含有效氯約25%～35%，漂白粉與水反應(yīng)生成次氯酸HOCl:

2CaOCl₂+2H₂O=CaCl₂+Ca(OH)₂+2HOCl

次氯酸鈉是用發(fā)生器的鈦陽極電解食鹽水制得的，它們能在水中水解形成次氯酸:

2CaOCl₂+2H₂O→CaCl₂+Ca(OH)₂+2HOCl

NaOCl+H₂O→NaOH+2HOCl

②氯胺:氯胺也廣泛用于飲用水消毒。氯在管網(wǎng)中很快散失，而氯胺在水中的穩(wěn)定性好、作用慢，可用作次級消毒劑，克服游離余氯在管網(wǎng)中穩(wěn)定性差、易分解的缺點，使配水系統(tǒng)中維持一定的余氯量。例如，臭氧用于飲用水處理時，因沒有殘余的消毒劑，自來水在用臭氧消毒處理后還可能出現(xiàn)細(xì)菌生長，加入氯胺可防止配水系統(tǒng)中細(xì)菌的再生和繁殖。另外，氯胺能和莢膜多糖作用，能更有效地控制配水管道表面的生物膜微生物。

無機氯胺是在飲用水消毒中氯和氨結(jié)合產(chǎn)生的:

NH₃+HOCl→NH₂Cl+H₂O

一氯胺

NH₂Cl+HOCl→NHCl₂+H₂O

二氯胺

NHCl₂+HOCl→NCl₃+H₂O

三氯胺

所生成的氯胺種類取決于許多因素，包括氯和氨-氮的比率、氯的劑量、溫度以及pH值等。當(dāng)氯-氨的質(zhì)量比達(dá)到5時，優(yōu)勢產(chǎn)物為一氯胺。一氯胺的消毒能力大于二氯胺和三氯胺。在控制生物膜方面，因單氯胺具有穿透生物膜的能力而更為有效。

氯胺主要是通過使蛋白質(zhì)產(chǎn)生不可逆的變性從而使微生物失活。氯胺對細(xì)菌的滅活主要是氧化含巰基的酶造成的，其次是氯胺和核酸發(fā)生反應(yīng)。但和氯不同，氯胺并不改變細(xì)胞的滲透性。氯胺對病毒的滅活機理與氯對病毒的滅活機理相似，主要的目標(biāo)靶是衣殼蛋白和核酸。氯胺的氧化能力較弱，消毒副產(chǎn)物少;但二氯胺和三氯胺會產(chǎn)生辛辣的不良?xì)馕叮虼?，在消毒過程中應(yīng)避免其形成。

③二氧化氯:二氧化氯(ClO₂)很早就作為消毒劑使用。二氧化氯是一種極易溶于水的氧化劑(溶解度約為氯氣的5倍)，在水中不能水解而是以溶解性氣體存在。二氧化氯滅活水中細(xì)菌和病毒的效果與氯相同甚至更大。二氧化氯一般只起氧化作用，不起氯化作用，因此它與水中雜質(zhì)形成的三氯甲烷等比氯消毒要少得多。二氧化氯也不與氨起作用，pH值為6～10范圍內(nèi)的殺菌效率幾乎不受pH值影響。因此，人們對二氧化氯作為飲用水的消毒劑日益重視，其應(yīng)用也愈加廣泛。

二氧化氯是一種黃綠色的氣體，沸點11℃，凝固點為－59℃，極不穩(wěn)定、易爆，不能儲存，具有與氯氣類似的刺激性氣味，氧化能力強，是氯氣的2.6倍，因此具有劑量小、作用快和效果好等優(yōu)點。但由于二氧化氯穩(wěn)定性差、易爆、不能儲存，為安全起見，必須在現(xiàn)場制備，通過氯氣和次氯酸鈉反應(yīng)產(chǎn)生:

2NaClO₂+Cl₂→2ClO₂+NaCl

二氧化氯使微生物失活的機理與氯一樣:使蛋白質(zhì)中巰基基團(tuán)變性、阻止蛋白質(zhì)合成、核酸變性以及損害滲透性控制機制。二氧化氯能不可逆地破壞噬菌體衣殼中的蛋白質(zhì)。二氧化氯能附著在細(xì)胞壁上，穿透細(xì)胞壁與含巰基的酶發(fā)生反應(yīng)，并可快速地控制微生物的蛋白質(zhì)合成，導(dǎo)致微生物的死亡。它不僅對細(xì)菌和藻類有滅活作用，甚至還可以殺死芽孢、孢子和病毒等病原微生物。只要具備必要的C·T值(消毒劑濃度×接觸時間)，二氧化氯能滅活99.9%的賈第氏鞭毛蟲和99.99%的腸道病毒。此外，二氧化氯的殺生效果持續(xù)時間長，余量0.6mg/L的二氧化氯，在12h內(nèi)對異樣菌的殺菌率仍能達(dá)到99.9%。因此，國內(nèi)外越來越普遍采用二氧化氯作為飲用水的消毒劑，其消毒安全性已被WHO列為A1級，已成為氯系消毒劑較為理想的替代品。

二氧化氯作為消毒劑的缺點是化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，不能滿足殘余消毒劑量的要求。另外，形成的亞氯酸鹽(MClO₂)能引起動物肝中毒。

(2)碘

碘作為消毒劑主要是用于小規(guī)模水處理，例如野營、太空船和小型水處理系統(tǒng)。以mg/L為比較基礎(chǔ)，殺滅相同的細(xì)菌需要的碘比氯要多。碘在水中的反應(yīng)如下:

(3)臭氧

臭氧(O₃)是一種強氧化劑，可以通過對空氣或氧氣流放電獲取。反應(yīng)式如下:

3O₂→2O₃　－69kcal(288kJ)

由上式可知臭氧的形成過程是吸熱過程。因此，臭氧分子是不穩(wěn)定的，常溫下在空氣和水中均可自發(fā)地分解，這也恰恰說明臭氧分子具有比氧分子更高的活性。臭氧在常溫常壓下為具有特殊臭味的淡藍(lán)色氣體，在水中的溶解度比氧大13倍，但由于其在空氣中的分壓較低，常溫常壓下只能得到數(shù)mg/L濃度的溶液?？諝庵械蜐舛鹊某粞跤欣谌私】担貏e有利于呼吸道疾病患者的康復(fù)。但相對高濃度的臭氧對人和水生生物都是具有較強毒性的，往往會引起人的惡心、感覺疲勞、頭痛、鼻子出血和眼黏膜發(fā)炎等癥狀。我國衛(wèi)生部規(guī)定氣相中臭氧最高允許濃度為0.2mg/m³。

與氯消毒相比，臭氧具有更強的消毒功能(表9-9)，對腸道細(xì)菌和腸道病毒99%滅活的C·t值僅為0.0011～0.2和0.04～0.42，不僅能殺滅水中普通的細(xì)菌和蟲卵，還能殺滅抗氯性強的病毒和芽孢。臭氧滅活細(xì)菌的機理和氯一樣:破壞膜的滲透性;通過氧化巰基基團(tuán)而損害酶的功能和(或)蛋白質(zhì)的完整性以及核酸變性。臭氧對病毒的滅活可能是由于臭氧氧化作用直接破壞RNA或DNA的結(jié)果。

表9-9　　水中臭氧使微生物失活的C·t值(99%滅活率)

引自Sobsey(1989);Rose et al(1997)。

臭氧消毒不受水中pH值和氨的影響，除消毒外，還能氧化水中有機物質(zhì)，對于除鐵、錳、臭味和色度也有良好效果;有些不可降解的有機物在用O₃氧化后轉(zhuǎn)變?yōu)榭山到獾?，便于生物處理去除，而且臭氧消毒不產(chǎn)生三氯甲烷、三氯胺等有害副產(chǎn)品，所以臭氧作為飲用水消毒劑越來越普遍。但臭氧消毒也有缺點:投資大和運行費用較高，利用臭氧處理飲用水比氯化昂貴;臭氧在水中不穩(wěn)定，容易散失，因而不能在配水管網(wǎng)中繼續(xù)保持殺菌能力;臭氧不能儲存，只能邊生產(chǎn)邊使用。臭氧分子的穩(wěn)定性差，O₃在水中發(fā)生作用后，剩余部分易還原分解成氧氣或水，水中殘留濃度極低，難以保證管網(wǎng)要求的消毒劑量(臭氧對管道腐蝕性強，也不允許有臭氧剩余)。由于臭氧在水中不留下任何殘余，且臭氧會把水中復(fù)雜有機化合物分解為簡單成分，這些簡單成分在配水系統(tǒng)中可作為細(xì)菌生長的底物，刺激微生物再生，因此，臭氧消毒后還需用次級消毒劑如氯胺等進(jìn)行次級消毒，以防止管網(wǎng)中微生物的再生。此外，臭氧處理可能產(chǎn)生醛類和溴酸鹽等副產(chǎn)品，這些物質(zhì)對健康有影響。溴酸鹽如氯仿和二氯乙酸一樣已經(jīng)被確認(rèn)為人類的致癌物質(zhì)。

(4)紫外線消毒

紫外光殺菌的機理主要是破壞蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和破壞核酸分子的結(jié)構(gòu)，特別是引起胸腺嘧啶形成胸腺嘧啶二聚體以及DNA發(fā)生水合反應(yīng)導(dǎo)致細(xì)菌死亡。紫外光(UV)對細(xì)菌具有較大的殺傷力，波長為2000～2950的紫外線有明顯的殺菌作用，而波長為2600～2650的紫外線殺菌能力最強。

紫外光的穿透能力差。紫外線的消毒效果隨水中有影響紫外線穿透的物質(zhì)的存在而降低?？赡苡绊懽贤庀拘Ч囊蛩赜?水中存在的微生物種類和數(shù)量、懸浮固體、濁度、Fe²⁺和紫外線的波長、照射強度和時間等。因為水中的懸浮物質(zhì)、溶解性有機物和水分子對紫外線都有吸收作用，因此，紫外線用于飲用水消毒，一般要求水的色度小于15度、濁度小于5度。由于懸浮物質(zhì)可能保護(hù)微生物免受UV光的作用，在水中懸浮濃度高時，它的消毒效果不很理想。另外，當(dāng)一些受UV光損傷的細(xì)菌暴露在波長300～500nm的可見光下時，還會發(fā)生光復(fù)活(photoreactivation)現(xiàn)象。因此，紫外輻射只適于優(yōu)質(zhì)水及純水的消毒。UV光損傷通過光復(fù)活酶的激發(fā)得到修復(fù)，光復(fù)活酶與胸腺嘧啶二聚體結(jié)合然后使之裂開。DNA損傷也可在黑暗中得到修復(fù)，這種機制是切除形成二聚體的胸腺嘧啶對，再在其他酶作用下重新插入未聚合的胸腺嘧啶基團(tuán)。任何生物的再生能力取決于生物的類型?？偞竽c菌群和糞大腸菌有光復(fù)活能力，但是糞鏈球菌就沒有。為防止光復(fù)活，必須使用足夠的劑量或避免直接暴露在陽光下。

建議飲用水處理的最小劑量為16000 uWs/cm²，可減少99%的大腸菌群。然而，這個水平不足以滅活腸道病毒或原生動物胞囊。UV光消毒之前可通過過濾去除原生動物胞囊，以提高消毒效果。

紫外線因不會產(chǎn)生致癌和有毒的副產(chǎn)物或口感和氣味問題，并且不需要處理或儲存有毒化學(xué)物質(zhì)，所以紫外線用于水和廢水的消毒越來越普遍。遺憾的是，它還有一些缺點，包括成本比鹵素高，沒有消毒劑殘留，難以控制UV的劑量，UV燈管的維護(hù)和清潔問題，以及一些腸道細(xì)菌的潛在光復(fù)活作用等。然而，UV技術(shù)的進(jìn)步正在提供成本更低、更有效的燈管和更可靠的裝置。這些進(jìn)步有助于將UV技術(shù)除用于城市給水和排水處理外，商業(yè)應(yīng)用于在制藥、化妝品、飲料、電子工業(yè)水處理等方面。

紫外線消毒具有管理簡單、殺菌速度快，既不會改變水的物理性質(zhì)，也不會改變水的化學(xué)性質(zhì)，對水的口感無影響等優(yōu)點，尤其適宜優(yōu)質(zhì)水和純水的消毒。紫外線消毒的缺點在于:處理成本高，并因無持續(xù)殺菌作用，細(xì)菌在管網(wǎng)內(nèi)可能再次繁殖。目前，紫外輻射主要用于小規(guī)模水廠飲用水消毒。

(5)過氧化氫(H₂O₂)消毒

過氧化氫是一種活潑的強氧化劑，可用于水的消毒。但過氧化氫不是對所有微生物都起作用，許多好氧和兼性厭氧微生物具有過氧化氫酶，能將H₂O₂分解為O₂和H₂O而使之失效。故考慮到成本及與其他物質(zhì)的協(xié)同作用，過氧化氫一般很少單獨使用，而是與其他消毒劑聯(lián)合采用。過氧化氫主要用于凈化程度高、細(xì)菌數(shù)量極少的飲用水消毒，特別是用于桶(瓶)裝飲用水的抑菌和保質(zhì)。

(6)加熱消毒

煮沸法是最原始的消毒方法。主要用于家庭飲用水的消毒。

煮沸破壞病原細(xì)胞的蛋白質(zhì)和酶，使其凝固發(fā)生不可逆的變性。一般認(rèn)為微生物的熱致死與作用時間呈線性關(guān)系。產(chǎn)芽孢細(xì)菌如桿菌和梭菌對熱失活的抵抗力最強。不產(chǎn)芽孢的水源性和食源性腸道病原體中，腸道病毒對熱的抵抗力最強，其次是細(xì)菌和原生動物(表9-10)。除微生物類型外，其他影響食物中微生物TDT的因素還有水、脂肪、鹽、糖、pH值和其他物質(zhì)。微生物細(xì)胞的耐熱性會隨著濕度或水分的減少而增大。一般認(rèn)為，干燥的微生物細(xì)胞比同類型濕細(xì)胞的耐熱性大。這是因為加熱時，蛋白質(zhì)在水中的變性速率比在空氣中要大，而蛋白質(zhì)變性似乎與熱致死有緊密聯(lián)系。脂肪和鹽的存在會增加一些微生物的耐熱性。糖的存在可引起微生物的耐熱性增加，部分原因是降低了水的活度。微生物在其最適pH值時耐熱性最大，一般是在pH值為7時。當(dāng)pH值高或低于最適pH值時，微生物對熱的敏感性增加。因此，酸性或堿性食物比中性食物所需的熱處理要少。水體中，懸浮固體或有機物會增加耐熱性。

表9-10　　典型水源性和食源性病原體的熱致死時間

(7)微電解消毒

微電解H₂O可產(chǎn)生具有強氧化能力的活性氧(如O₂^－和OH－)，可殺滅微生物?；钚匝跞缗c水中的氯離子作用生成HOCl，殺菌能力更強。微電解消毒法已用于優(yōu)質(zhì)飲用水、高層建筑水箱水的消毒，以及清除管道微生物生物膜。

除了上述消毒方法外，還有其他如銀離子(Ag⁺)、銅離子(Cu²⁺)等來消毒水。銀離子消毒用于療養(yǎng)院、軍艦等場所，CuSO₄則廣泛用于控制水體中藻類的繁殖。

(8)消毒技術(shù)新進(jìn)展

自從氯化消毒副產(chǎn)物三氯甲烷1974年在美國首次發(fā)現(xiàn)以來，已發(fā)現(xiàn)自來水中普遍存在氯仿、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷、溴仿等700多種有機化合物，其中許多是“三致”物質(zhì)。因此，減少消毒副產(chǎn)物已成為當(dāng)前國內(nèi)外消毒技術(shù)的研究重點。

現(xiàn)有的飲用水消毒副產(chǎn)物控制技術(shù)可分為三類:一是選擇氯系消毒劑替代品;二是去除消毒副產(chǎn)物前體物質(zhì);三是去除消毒過程已產(chǎn)生的消毒副產(chǎn)物。

①氯系消毒劑的替代品:對于氯系消毒劑的替代品，目前研究較多的有臭氧、二氧化氯、紫外線及它們的聯(lián)合工藝，對高錳酸鉀、重金屬離子(如銀)和微電解等的消毒作用及應(yīng)用也有報道。實驗研究和工程實踐證明，采用氯胺、二氧化氯、臭氧、紫外線等消毒時，形成的副產(chǎn)物較氯消毒少;組合消毒工藝常常能達(dá)到較好的效果，如二氧化氯-氯胺、二氧化氯-氯和氯-氯胺等組合能有效地降低消毒副產(chǎn)物濃度。

②消毒副產(chǎn)物及其前體物的去除:飲用水中所含的有機物在消毒過程中對副產(chǎn)物的產(chǎn)生起著極其重要的作用，因此在消毒前將原水中的有機物盡力去除，是控制消毒副產(chǎn)物的有效方法。去除消毒副產(chǎn)物及其前體物的工藝很多，如混凝、化學(xué)氧化、生物氧化、活性炭吸附和膜過濾技術(shù)等。其中，混凝和化學(xué)氧化方法雖然可以去除消毒副產(chǎn)物及其前體物，但原水中又會引入新的化學(xué)物質(zhì)，產(chǎn)生二次污染，對水質(zhì)有較大的影響，在飲用水處理中一般不單獨采用;生物氧化技術(shù)是目前處理有機廢水比較成熟的方法，該法既經(jīng)濟，處理效果又好，但對于難降解的有機污染物，特別是對于消毒副產(chǎn)物及其前體物質(zhì)的處理效果不理想;由于活性炭吸附和膜過濾技術(shù)具有處理效率高且不會產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點，目前去除消毒副產(chǎn)物及其前體物多采用活性炭吸附和膜過濾技術(shù)，如活性炭能有效去除水中的ClO₂、ClO₂^－、ClO₃^－和鹵乙酸等消毒副產(chǎn)物，去除率可以達(dá)到50%。

此外，近年來，在各種先進(jìn)的儀器和測試方法不斷應(yīng)用于消毒副產(chǎn)物的鑒別和分析的同時，為定量掌握消毒過程中消毒劑和消毒副產(chǎn)物的變化情況，一些學(xué)者建立了消毒衰減及消毒副產(chǎn)物形成的動力學(xué)模型，為預(yù)測消毒效果和消毒副產(chǎn)物的形成量提供了有力的手段。