生活饮用水中的氨氮污染问题探讨

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1、生活饮用水中的氨氮污染问题探讨作者：张成云，孙莉，金立坚，朱鸿斌，刘奎  【摘要】  氨氮污染是我国饮用地表水中普遍存在的。本文对饮用水中三氮循环转化及其对人体健康可能产生的影响进行了探讨，对国内外饮用水标准进行了比较，表明欧洲国家对饮用水中氨氮有严格的要求，我国的《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）和新颁布的《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）对地表水和生活饮用水中的氨氮限值也有规定。目前去除氨氮的最好方法是生物预处理技术，同时应防止地下水污染。【关键词】  饮用水;氨氮;水质标准  含氮化合物包括有机氮、蛋白氮、氨氮、亚硝酸盐氮

2、和硝酸盐氮。有机氮是有机含氮化合物的总称。蛋白氮是指已经分解成较简单的有机氮。有机氮、蛋白氮主要来源于动植物，如动物粪便、植物腐败、藻类和原生动物等。当水中有机氮和蛋白氮显著增高时，说明水体新近受到明显的有机性污染。目前，氨氮污染是我国饮用地表水中普遍存在的。人畜粪便等含氮有机物污染天然水后，在有氧条件下经微生物分解形成氨氮，水中氨氮增高时，表示新近可能有人畜粪便污染。流经沼泽地带的地面水，氨氮含量也较多；地下水中的硝酸盐在厌氧微生物的作用下，还原成亚硝酸盐和氨，也可使氨氮浓度增加。氨氮通过氨的硝化过程可形成亚硝酸盐，并最终形成硝酸盐。一般可根据水体中氨氮

3、、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮含量变化判断水质污染状况。以下我们将氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮简称为“三氮”。  1  饮用水水源水中氨氮污染现状  由于城市人口集中和城市污水处理相对不力，工业生产事故以及农业生产大量使用化学肥料，使地表水体中的氨氮达到了较高的浓度。根据20世纪90年代环境状况公报［1］的统计，我国地表水环境污染状况堪忧，七大水系中仅长江、珠江情况较好，且水质有逐年下降的趋势，氨氮在地表水体超标污染物中出现频率非常高，见表1。内江市某水厂从沱江取水，2004年其原水氨氮变化如图1所示。从图1中可以看出，该厂原水氨氮污染较严重，很多时间在4mg/L以

4、上，最高达50.4mg/L，远远超过《生活饮用水标准》（GB5749-2006）中的氨氮限值（0.5mg/L），用如此污染状况的原水生产自来水，需重视氨氮对饮用水水质的影响［2］。注：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ分别表示按照我国地面水环境质量标准划分的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ类水体  2  氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮三者关系及其卫生学意义  2.1  “三氮”循环  氮在自然环境中存在一个循环过程，称氨的硝化过程。氨的硝化过程指含氮有机物在有氧条件下经微生物作用分解成氨，再经亚硝酸菌作用生成亚硝酸盐，后者再经硝酸菌作用生成硝酸盐。水中的氮主要以氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮和

5、有机氮几种形式存在。有机氮通过氧化和微生物活动可转化为氨氮，氨氮在好氧情况下又可被硝化细菌氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。亚硝酸盐氮是氨硝化过程的中间产物，水中亚硝酸盐含量高，说明有机物的无机化过程尚未完成，污染危害仍然存在。硝酸盐氮是含氮有机物氧化分解的最终产物。水中硝酸盐除了来自地层外，主要来源有生活污水和工业废水、施肥后的径流和渗透、大气中的硝酸盐沉降、土壤中有机物的生物降解等。根据水体中氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮含量变化，进行综合分析，可判断水质的污染状况。如水体中硝酸盐氮含量高，而氨氮、亚硝酸盐氮含量不高，表示该水体过去曾受有机物污染，现已完成自净过

6、程。若氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮均增高，提示该水体过去和新近均有污染，或过去受污染，目前自净正在进行。  水中氨氮浓度并非固定不变，而是可在多种氮的存在形式间互相转化。我国《地面水环境质量标准》（GB3838-2002）［3］的说明中指出了水中“三氮”出现的水质意义，见表2。由表2可知，根据原水中“三氮”出现情况的不同，水质呈现不同的污染特征。但只要水中有氨氮出现，则表示水体受到新的污染，水体自净尚未完成。对这样的原水，为了保证饮用水安全，自来水厂应该采取相应的水处理措施。表2  三种含氮化合物在原水中出现的意义注：“+”表示在水中出现，“-”表示在水中不

7、出现  2.2  氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮对人体的健康危害  硝酸盐和亚硝酸盐浓度高的饮用水可能对人体造成两种健康危害［4］，即诱发高铁血红蛋白症和产生致癌的亚硝胺。硝酸盐在胃肠道细菌作用下，可还原成亚硝酸盐，亚硝酸盐可与血红蛋白结合形成高铁血红蛋白、造成缺氧。婴儿，特别3个月以内的婴儿对硝酸盐特别敏感,易患高铁血红蛋白症。当血中10%左右的血红蛋白转变为高铁血红蛋白时，婴儿即可出现紫绀等缺氧症状。此外,亚硝酸盐还可与仲胺等形成亚硝胺,后者与食管癌的发病有关。  由于这两种对人体的健康危害都是亚硝酸盐造成的，而水中的亚硝酸盐性质不稳定，易在微生物或氧化剂

8、的作用下转化为硝酸盐和氨氮，因而《生活饮用水标准》（GB5749-