新冠肺炎疫情下消毒劑的使用對水環(huán)境的影響

時間：2020-03-10作者：四川東葆水處理科技有限公司瀏覽：90

01 前言

2019年12月，武漢市發(fā)生聚集性不明原因肺炎病例，之后定名為新型冠狀病毒感染肺炎，該病毒可以通過人體直接接觸、飛沫接觸、人和被污染的物品（也包括水體、土壤等）接觸進(jìn)行傳播。因此，在生活中采取消毒措施，尤其是醫(yī)療污水確應(yīng)加強(qiáng)殺菌消毒。據(jù)新聞報道，自1月29日武漢市全力開展排水設(shè)施和污水處理設(shè)施消殺工作以來，截至2月18日，全市各區(qū)、各單位累計出動6520人次，累計投放消毒藥劑1963.58噸。全市26座污水處理廠均采用次氯酸鈉24小時連續(xù)滴加消毒，累計尾水強(qiáng)化。消毒用量共計1777.36噸，污泥消毒用量共計33.69噸。

但消毒劑使用并非多多益善。如疫情期間各大醫(yī)療機(jī)構(gòu)采用的含氯消毒劑，大量排放會導(dǎo)致污水余氯含量過高，其排入城鎮(zhèn)污水處理廠可能影響污水廠生化處理單元的正常運(yùn)行，排放至地表水體則可能會破壞水體環(huán)境，威脅水生動植物生存與健康。然而，人們對消毒劑的過量使用、危害還缺乏了解，在此背景下，研究消毒劑的大量使用對水環(huán)境及水生態(tài)的影響就顯得十分關(guān)鍵和必要。

02 主要消毒劑類型及其特征

常見的環(huán)境消毒劑種類繁多, 按其化學(xué)組成可以分為以下幾類：

（1）酚類：常用的有來蘇兒、菌毒敵(復(fù)合酚) 等, 對細(xì)菌、病毒均有較好的殺滅作用, 低溫仍有效, 但有一定的腐蝕性；

（2）揮發(fā)性烷化劑：常用的有福爾馬林( 40% 甲醛)、百疫滅( 戊二醛 - 癸甲氯銨溶液)、環(huán)氧乙烷, 殺菌力強(qiáng), 對細(xì)菌、芽孢、病毒、霉菌等均有殺滅能力, 有一定的毒性和刺激性；

（3）堿類：有**、生石灰、草木灰水, 對病毒、細(xì)菌有強(qiáng)大的殺滅作用；

（4）酸類：有乳酸、醋酸, 毒性低, 殺菌力弱, 常以蒸氣用作空氣的消毒；

（5）氧化劑類：主要有過氧乙酸, 廣譜殺菌, 作用快而強(qiáng), 對細(xì)菌、病毒、霉菌和芽孢均有效, 但性質(zhì)不穩(wěn)定, 易分解, 作用時間短, 易受環(huán)境中**物影響, 對金屬具有腐蝕性,可用于皮膚、黏膜創(chuàng)面的消毒；

（6）表面活性劑：包括新潔爾滅、洗必泰、百毒殺等季銨鹽類消毒劑, 有廣譜抑菌、殺菌作用, 作用快, 毒性和刺激性小, 對病毒和芽孢作用弱, 其中百毒殺對病毒和真菌也有殺滅作用。新潔爾滅常用作皮膚和器械的消毒；

（7）復(fù)合型消毒劑：有衛(wèi)康 (過硫酸氫鉀+雙鏈季銨鹽+**酸+緩釋劑等)、農(nóng)福(幾種酚類+表面活性劑+**酸), 廣譜殺菌藥, 對細(xì)菌、病毒、霉菌和芽孢均有效, 刺激性較小, 作用時間較長, 低溫仍有效,不受**物和水中金屬離子影響, 可進(jìn)入多孔表面的孔隙中；

（8）含氯消毒劑：含氯消毒劑是一類毒性低、殺菌效率高、價格低、被廣泛使用的高效殺毒劑，在控制病原微生物污染和傳播等方面有著重要作用。例如84消毒液，具有消毒、漂白、驅(qū)病蟲等作用，但同時也有刺激難聞的氣味，過量使用含氯消毒劑會引起很多負(fù)面影響；

含氯消毒劑溶于水中均能產(chǎn)生次氯酸。次氯酸不僅可與細(xì)胞壁作用，且因分子小，不帶電荷，故易侵入細(xì)胞內(nèi)與蛋白質(zhì)發(fā)生氧化作用，或破壞細(xì)胞內(nèi)磷酸脫氫酶，使醣代謝失調(diào)，而致細(xì)菌死亡。次氯酸還可分解形成新生態(tài)氧，將菌體蛋白質(zhì)氧化。Kulikovsky等通過電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，蠟狀芽孢桿菌在含氯消毒劑作用下殼質(zhì)層與皮質(zhì)層明顯分離而逐層溶解，通透性增加，**吡啶羧酸漏出。Jean 等認(rèn)為較高濃度的次氯酸鈉溶液可使腸球菌的蛋白質(zhì)合成顯著減少而致其死亡。

作為一種廣譜的高效氧化劑，含氯消毒劑具有腐蝕性和漂白作用。含有效氯＞5%的次氯酸鈉溶液、次氯酸鈣被納入國家《危險化學(xué)品名錄》規(guī)定的危險化學(xué)品。次氯酸作為一種化學(xué)氣體，屬于危險品類別中腐蝕品。含氯消毒劑相對毒性較低，含氯消毒劑的健康危害都是發(fā)生在高濃度的條件下。次氯酸可以通過吸入、食入、經(jīng)皮吸收等途徑危害人體或其他動物，對皮膚、粘膜有較強(qiáng)的刺激作用。吸入次氯酸氣霧可引起呼吸道反應(yīng)，甚至發(fā)生肺水腫。大量口服會腐蝕消化道，可產(chǎn)生高鐵血紅蛋白血癥。衛(wèi)生部制定的《含氯消毒劑衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T36758—2018）規(guī)定，含氯消毒劑對金屬和有色織物慎用，避免接觸皮膚和眼睛，不得與易燃物接觸。

余氯是指在水中投加含氯消毒劑后，除了與水中細(xì)菌、微生物、**物、無機(jī)物等作用消耗一部分氯量外，水中所余留的有效氯叫做余氯（具有殺菌效用）。水中的余氯形態(tài)包括游離余氯和化合氯。游離余氯包括的形式有氯氣，次氯酸，次氯酸根離子?；下劝ㄒ宦劝罚劝泛腿劝贰?

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當(dāng)過量的消毒劑泄露到自然環(huán)境、尤其是接觸到**動植物的時候，可能造成急性、慢性毒性。另外，當(dāng)消毒劑進(jìn)入自然環(huán)境時，需要一定時間才能降解。在這個過程中可能會和自然環(huán)境，尤其是水體中的**物等發(fā)生反應(yīng)，生成具有致癌等潛在生態(tài)毒性的含氯消毒副產(chǎn)物，可能會產(chǎn)生長遠(yuǎn)的生態(tài)影響。

污水處理廠出水保持有一定量的余氯，能夠防止細(xì)菌、微生物再繁殖，防止水中殘存微生物、細(xì)菌的繁殖，從而防止以水為媒介的傳染病的傳播和流行。如果醫(yī)療污水等出水余氯過高，會導(dǎo)致進(jìn)入城鎮(zhèn)污水處理廠的污水余氯量偏高，可能對生化處理產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響城鎮(zhèn)污水處理廠的出水效果；同時，水廠出水余氯過高也可導(dǎo)致受納水體的生態(tài)風(fēng)險，并可能影響地表水、地下水和生活飲用水水源地，對生態(tài)環(huán)境和飲用水水源造成影響。因此，監(jiān)測水中余氯含量和存在狀態(tài)，對消毒設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)、環(huán)境水質(zhì)質(zhì)量和保證飲用水安全較為重要。特殊時期較應(yīng)該重視和加較強(qiáng)對水中余氯濃度的監(jiān)測，**水質(zhì)安全。

03 過度使用對水環(huán)境的影響

3.1 消毒劑進(jìn)入水環(huán)境的主要途徑

（1）通過地表徑流。疫情期間，對道路、綠化等進(jìn)行大面積的室外噴灑消毒會造成大量消毒劑殘留，消毒劑滲透到地下，或直接隨地表徑流排放至河湖中，污染水源，并會對水體中微生物和水生生態(tài)造成不利影響。例如非典期間，由于過度消毒，閩臺淡水河及支流被倒入大量漂白水，導(dǎo)致含氯量過高，魚群大量死亡，直到半年后才恢復(fù)正常。

（2）通過市政污水管網(wǎng)。消毒劑高濃度使用、高劑量使用會造成市政污水進(jìn)水余氯含量較高，進(jìn)而影響城鎮(zhèn)生活污水處理廠的處理運(yùn)行效果。過量的余氯會對活性污泥產(chǎn)生抑制作用，影響污水生化處理系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。污水廠處理能力有限，若污水中消毒劑含量過高，污水廠可能不能完全去除消毒劑。另外，消毒劑在污水處理過程中也可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成副產(chǎn)品，其進(jìn)入水體后對水生態(tài)健康也會產(chǎn)生不利影響。

3.2 消毒劑對水域環(huán)境和生態(tài)的影響

健康的自然水體孕育著各類動物、植物、微生物，這些生物的生命活動驅(qū)動著水、底泥、大氣之間的物質(zhì)循環(huán)，形成自我凈化能力。健康的流域水生態(tài)系統(tǒng)是**流域經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。水環(huán)境中很多微生物是有益微生物，對促進(jìn)水生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和污染物降解起到關(guān)鍵作用。大量消毒劑進(jìn)入水中后，對水生生物的生長、發(fā)育和繁殖構(gòu)成危害，破壞水生生態(tài)系統(tǒng)平衡，降低了水體自凈能力，尤其是含氯消毒劑和氯酚類消毒劑的危害性較大。

有學(xué)者進(jìn)行了消毒劑對不同水生生物的毒性試驗(yàn)研究，探究氯間二甲苯酚（A）和次氯酸鈉（B）對浮游藻類、浮游動物、魚類及底棲動物共計8種不同淡水水生物種的毒性實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，隨著暴露時間的延長，受試生物的死亡率或抑制率成增長趨勢。根據(jù)生物的EC50（72小時半數(shù)效應(yīng)濃度）和LC50（72小時半數(shù)致死濃度）計算得出兩種消毒劑的預(yù)測無效應(yīng)濃度（PNEC）值為13.16 mg/L和0.71 mg/L。這證明了含氯消毒劑對水生生物的毒性危害很大。

含氯消毒劑進(jìn)入水環(huán)境中后，水解生成的次氯酸會和水中的各種**質(zhì)反應(yīng)生成一系列氯代**物。在很多自然水體中含有的溴離子、碘離子也可以被次氯酸氧化生成次溴酸和次碘酸，進(jìn)而生成溴代的、碘代的**物。在水處理領(lǐng)域，這些鹵代**物被稱為消毒副產(chǎn)物。已有很多研究和流行病學(xué)調(diào)研發(fā)現(xiàn)多種消毒副產(chǎn)物具有明確的細(xì)胞毒性和基因毒性、以及潛在致癌作用等健康危害。迄今為止約有 600 多種鹵代消毒副產(chǎn)物被先后發(fā)現(xiàn)，既有小分子的三鹵甲烷和鹵代乙酸，也有很多具有較復(fù)雜分子結(jié)構(gòu)的鹵代芳香族消毒副產(chǎn)物，例如鹵代苯醌、鹵代苯甲酸等。對這些鹵代**物的生態(tài)危害研究比較少。但有研究表明，鹵代芳香族消毒副產(chǎn)物對海洋藻類、海生沙蠶的生長發(fā)育具有明顯的毒性。這些消毒副產(chǎn)物可能進(jìn)入底泥，在生物體中富集。海產(chǎn)養(yǎng)殖水中含有較高的鹵素離子，其中的消毒副產(chǎn)物的毒性遠(yuǎn)大于淡水中的消毒副產(chǎn)物，并容易在生物體內(nèi)富集、放大，通過食物鏈的傳遞影響人們的健康。

3.3. 對污水處理穩(wěn)定運(yùn)行的影響

城鎮(zhèn)污水設(shè)施在削減入河（湖）污染負(fù)荷，改善城市水環(huán)境質(zhì)量發(fā)揮著重要作用。大量消毒劑可能會進(jìn)入下水道，進(jìn)入污水處理廠，過高的消毒液可能對污水廠生化處理段造成不利影響，如對硝化/反硝化細(xì)菌和聚磷菌的影響等，從而影響脫氮除磷效果，進(jìn)而影響污水廠尾水水質(zhì)的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，較終必然會對受納水體造成不利影響。

應(yīng)急方案的執(zhí)行下醫(yī)院等公共場所增加含氯消毒劑的使用量，尤其是新型冠狀病毒感染的肺炎患者或疑似患者診療的**醫(yī)療機(jī)構(gòu)（醫(yī)院、衛(wèi)生院等）、及相關(guān)臨時隔離場所及研究機(jī)構(gòu)，需執(zhí)行6.5 mg/L以上或10 mg/L以上的余氯濃度控制。隨著家庭、企業(yè)的消毒意識增強(qiáng)，消毒的頻率提高，進(jìn)入管網(wǎng)的生活污水氯含量也在增加。較終可能導(dǎo)致城鎮(zhèn)污水廠進(jìn)水余氯偏高，對污水處理廠的生化系統(tǒng)造成沖擊，產(chǎn)生滅菌、抑制等破壞性影響，進(jìn)而影響出水水質(zhì)。

此外，消毒劑可能在水環(huán)境中產(chǎn)生次生產(chǎn)物。本課題研究顯示，在加氯消毒前后，用 GC-MS法所檢出的養(yǎng)殖水體水樣中主要**物種類發(fā)現(xiàn)，從消毒前后的水體*鑒定出72種**物，主要為鹵代烴、酮、烷基苯等。對照消毒前后的**物，除了鹵代烴和氯酚主要存在于消毒后水體中，其他幾乎完全一致。對鹵代烴和氯酚進(jìn)行氣相色譜定量分析，發(fā)現(xiàn)氯酚含量很低 (質(zhì)量濃度<0.1μg/L,下同) ，而鹵代烴中只有三氯甲烷含量較高達(dá)3.45 μg/L，而其他幾種鹵代烴加起來也不**過1μg/L，因此可以初步確定，含氯消毒劑在水環(huán)境中的次生產(chǎn)物主要為三氯甲烷，這種次生產(chǎn)物具有致突變活性，可引起 TA 98、 TA100 菌株發(fā)生突變。研究顯示，含氯消毒劑在養(yǎng)殖水環(huán)境中具有一定的潛在毒性，因此，在生產(chǎn)中必須嚴(yán)格控制使用量和使用條件，盡可能消除其不利影響，保證使用的安全性，同時尋求新的**消毒劑。

04 防治措施建議

4.1 源頭削減

首先要合理使用消毒劑，加強(qiáng)消毒管理，建立、完善消毒制度。部分地區(qū)室外公共環(huán)境*進(jìn)行大范圍的消毒，如有需要也僅對局部污染處進(jìn)行一次性消毒即可，避免無差別化過度消毒。家庭和個人應(yīng)建立和增強(qiáng)科學(xué)防疫的意識，少出門、戴口罩、勤洗手，防止病毒進(jìn)入家門是較簡單、較有效的防范方法。在疫情期間，應(yīng)采取勤通風(fēng)、多晾曬與局部針對性消毒相結(jié)合的方式，按產(chǎn)品說明劑量配制消毒劑，避免高濃度或高劑量使用。家庭成員都健康的情況下，可減少或放棄大面積消殺，不應(yīng)噴灑式使用，如噴霧或在加濕器中加入含氯消毒劑等，以避免對室內(nèi)人員造成傷害。小區(qū)物業(yè)和組織機(jī)構(gòu)也需合理使用消毒劑。對沒有病人或密切接觸者出現(xiàn)的場所，通常以清潔衛(wèi)生為主，預(yù)防性消毒為輔。重點(diǎn)對電梯樓梯、門鈴按鈕等易接觸或較封閉的區(qū)域進(jìn)行消毒，對于人體很少直接觸及的室外場所及物品則不需要大面積消毒。

其次，可以篩選對水生態(tài)健康影響較小的消毒劑產(chǎn)品，如**采用酒精類消毒劑，減少對水環(huán)境和水生態(tài)的危害。

4.2 過程控制

在消毒劑廢水產(chǎn)生后，通過地表徑流調(diào)蓄、攔截和凈化，對含消毒劑廢水進(jìn)行一次處理。通過多級過濾緩沖凈化系統(tǒng)，對收集的地表徑流雨水進(jìn)行層層過濾凈化，避免對城市水質(zhì)的影響；在上游與消毒劑廢水交匯處設(shè)置多級過濾緩沖凈化系統(tǒng)，對消毒劑面源污染引起的水質(zhì)問題進(jìn)行處理，確保上游入水水質(zhì)，降低消毒活動對水質(zhì)的影響。

進(jìn)入污水廠后，強(qiáng)化處理流程，要密切關(guān)注進(jìn)水水質(zhì)余氯指標(biāo)的變化情況，及時采取有針對性的應(yīng)對措施。需特別注意余氯的瞬時波動以及活性污泥性狀，在不利情景下可采用增強(qiáng)回流減少沖擊以及投加營養(yǎng)物質(zhì)加快微生物生長等措施，防止或減輕其對污水生化處理單元的影響，降低消毒劑及副產(chǎn)品隨尾水排入水體，將余氯濃度控制在0.5mg/L以下，確保排放到地表的水不影響生態(tài)系統(tǒng)平衡。

城鎮(zhèn)污水處理廠應(yīng)確?，F(xiàn)有消毒單元穩(wěn)定運(yùn)行。對于未建消毒單元的污水處理廠，因地制宜增加應(yīng)急消毒裝置，如出水可采取投加含氯消毒劑或臭氧消毒裝置等措施，**充足消毒接觸時間；對于采用紫外線消毒的，建議要加大紫外線輻照強(qiáng)度，或出水端臨時增加含氯消毒設(shè)施；確保出水糞大腸菌群數(shù)指標(biāo)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918-2002）要求。

4.3 末端治理

在廢水處理排放后，也可以通過水力調(diào)控、曝氣復(fù)氧，并結(jié)合水生植物生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建，強(qiáng)化消毒劑在水體中降解和脫毒，降低其對水體生物健康的影響。例如，采取**微凈化水處理技術(shù)，可以把水質(zhì)中的殘留消毒產(chǎn)物、氮磷、藻類、膠體等污染物質(zhì)進(jìn)行清除，對水體中的各個污染指標(biāo)進(jìn)行消除和分解。微米級氣泡其本身具有一定的正電荷，應(yīng)用正負(fù)電荷之間的吸附作用，把水體中的膠體含量降低，其也能把水體中的雜質(zhì)進(jìn)行吸附，使渾濁的水體得到有效降低；水體曝氣復(fù)氧技術(shù)是湖泊、河道污染治理的一項(xiàng)有效技術(shù)，通過增強(qiáng)水體自凈能力，改善水環(huán)境質(zhì)量。

4.4 全過程監(jiān)管

增加污水廠進(jìn)水、出水以及水體中消毒劑及副產(chǎn)物的含量監(jiān)測，從廠（污水廠）—網(wǎng)（污水和雨水管網(wǎng)）—河湖（受納水體）全流程加強(qiáng)消毒劑的監(jiān)管。針對相關(guān)管理部門，一方面，要關(guān)注飲用水取水口等敏感點(diǎn)的消毒劑特征污染物，有條件的話可以增加相關(guān)指標(biāo)的監(jiān)測，如有濃度升高的趨勢，可在供水廠深度處理單元強(qiáng)化活性炭吸附，**自來水出水水質(zhì)。另一方面，也要關(guān)注城區(qū)內(nèi)流動性較差的微小湖泊和河涌等受納水體余氯含量和消毒劑特征**污染指標(biāo)的動態(tài)變化，**城市水體的水質(zhì)穩(wěn)定和水生態(tài)健康。


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  詞條說明

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  產(chǎn)品結(jié)構(gòu)： 一體化污水處理設(shè)備采用鋼制結(jié)構(gòu)，箱體各單元之間采用鋼管連接，箱體和管道防腐采用改性環(huán)氧瀝青漆等特殊防腐材料，防腐壽命在十年以上。 產(chǎn)品特點(diǎn)： 設(shè)備可全埋、半埋或置于地表之上，可不按標(biāo)準(zhǔn)形式排列，并可根據(jù)地形需要設(shè)置。 設(shè)備埋地設(shè)置基本不占地表面積，上部可作綠地、人行道等，運(yùn)行時對周圍無影響。 采用一體化設(shè)計、水泵、曝氣機(jī)、填料等設(shè)于設(shè)備箱體之中配套全自動控制系統(tǒng)，占地少，投資小、運(yùn)行成

• 白色顆粒聚丙烯酰胺PAM絮凝劑的使用方法

  白色或略帶粉末聚丙烯酰胺的使用要求：河南海韻環(huán)保科技有限公司生產(chǎn)的聚丙烯酰胺是高分子的機(jī)化合物，分子量多數(shù)都在幾百萬以上，有些甚至**過2000萬。所以它們的溶解方法與無機(jī)的小分子鐵鹽，鋁鹽絮凝劑有很大的區(qū)別。一般說來，要遵循如下原則： 1、白色或略帶粉末聚丙烯酰胺不能直接投加到污水中，使用前必須先將它溶解于水，用其水溶液去處理污水。 2、溶解粉狀聚合物的水應(yīng)該是干凈水(如自來水)，不能是污水。常溫

• 如何選擇二氧化氯發(fā)生器

  1、明確采購設(shè)備的要求：消毒設(shè)備是制水供水企業(yè)的**設(shè)備，關(guān)系到供水的水質(zhì)能否達(dá)標(biāo)。供水企業(yè)所供的水是其產(chǎn)品，水質(zhì)達(dá)不達(dá)標(biāo)就是產(chǎn)品合格不合格，這關(guān)系到供水企業(yè)的生存和用戶的健康，甚至可能影響到社會的穩(wěn)定，應(yīng)得到高度重視。所以在選擇消毒設(shè)備時，一定要根據(jù)現(xiàn)場制水供水工藝的特點(diǎn)和要求，按能長期、連續(xù)、穩(wěn)定使用的要求選擇設(shè)備。 2、要明確所選設(shè)備的有關(guān)技術(shù)指標(biāo)和參數(shù)，如規(guī)格（小時產(chǎn)量）；配置要求；部件材

• 次氯酸鈉發(fā)生器

  特點(diǎn)： （1）按標(biāo)準(zhǔn)GB12176-90制造，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)A級。 （2）采用序批式工作原理，一批一批制備次氯酸鈉消毒液，自動化控制步驟：打開鹽水泵往電解槽進(jìn)滿鹽液，開始恒流恒壓電解，電解時間到，打開下液電動閥，成品消毒液流入成品箱。然后自動正負(fù)電極倒換，進(jìn)鹽水，定時電解，成品下液；如此重復(fù)，直到成品箱裝滿自停。以上步驟由PLC程序自動控制。 （3）無隔膜電解鹽水，濁度要求不嚴(yán)格。 （4）鈦陽