沈大年 楊福才編譯

　　譯者按 飲用水中不應含有病原菌是全世界自來水公司需要達到的主要目標。為達到此目標責任制，取水水源應盡可能不含病原菌，且即使原水中含有極少數的病原菌，也要在水處理中消除。或至少以消毒劑來活。然而就是這樣，在管網中飲用水也可能再度污染，或者是在管網內壁的生物膜生長病原菌。為了避免飲用水污染，采用氯劑、二氧化氯和氯胺處理會有幫助，但也會造成產生傷害人體的不良效果。
　　國際供水協會消毒委員會主席Rhodes Trussel博士提出出召開兩個專門會議探討有關管網中保持剩余消毒劑的優缺點問題。第1次會議于1989年4月在美國費城召開，主要討論美國贊同的留有剩余消毒劑的觀點。第2次會議于1989年9月在德國慕尼黑召開，主要討論歐洲一些國家贊同的不留有剩余消毒劑的觀點。兩次會議都認為管網中留有剩余消毒劑的這個問題極為復雜，而使得世界各國觀點不一致，從必須在管網中保留剩余消毒劑的主張，到管網中絕對不要保留剩余消毒劑的主張。兩次會議都認為保護水原最重要，還認為完全消除飲水中病原菌，或至少滅活病原菌是必要的。兩次會議都認為保護水原最重要，還認為完全正確消除飲用水中病原菌，或至少滅活病原菌是必要的。如果管網系統衛生條件優越且管理得當（管內無真空地區），在正常情況下可以避免污染。如果飲用水中發生病原菌，就城要采用剩余消毒劑消毒。
　　在費城和慕尼黑兩次會議上發表了許多有關此問題的論文藝工作者，就采用剩余消毒劑的優缺點的看法各抒已見，這些論文已在JAWWA和AQUA雜志上刊登了13篇，以后還將繼續發表，可見對其問題的重視。其中Rhodos Trussel的一篇論文，結論性的全面談論了留有剩余消毒劑的各方面意見，并談了自己的看法，殊堪注目，其中心思想還是認為在當今世界上供水現狀來看，以在管網中采用剩余消毒劑方式為宜，尤其是供水條件不足的供水單位更應考慮。天津市自來水公司對此問題甚為關心，曾列為公司研究課題。為了供給水工作者參考，觀予以編譯。
　　文摘：世界上自來水公司開始使用氯劑作為主要消毒劑以來，其管網系統就保持有余氯，所訂立的管網余氯規則在世界許多地也日增其重要性。然而世界上多數地區的地下水管網系統一般沒有余氯，且歐洲一些自來水公司當前在處理的地表水中也沒有余氯。本文敘述了保持剩余水泄不通毒劑的理由，且討論了各種剩余消毒劑的特性。

1、前言

　　消毒在任何一種水處理的程序上，都是非常重要的一個步驟，它也是在過去的二百年間飲用水處理實踐當中最主要的一個部分。但在新的世紀，首先會看到消毒設施會有重大的變化。
　　消毒在飲用水中扮演一個突出的角色。由予Snow在Broadstreet Well地方首先作出了非凡的研究成果，使得保護人體健康這個方面成為應最先考慮的條件。由接近20世紀，飲用水第一次使用氯化消毒以來，氯化在抗擊微生物，而提供的對人體健康安全保障上，扮演了一個重要的角色。當前氯劑在處理上經常是唯一使用的消毒劑，且事實上美國幾乎所有飲用水水廠都采用氯劑消毒。
　　認為沒有經過討論和深入權衡氯化作用對飲用水的實際消毒效果，不可以在供水上正式應用。一個原因是應事先明確消毒和過濾兩者之間，哪種具有安全和獨立處理的效果。另一個原因是還應明確于出廠水投加氯劑消毒和不投加氯劑消毒而管網中水質不愛影響的兩者之間，哪種地供水有利，并能沒有病原菌。
　　當前世界上仍然存在著不良水質危害人體健康的狀況。供水水域保護、病原菌去除（過濾）、病原菌滅活等是保護人體健康在飲用水中首要解決的三個基礎問題。本文特別提出管網中保留剩余消毒劑也是保持管網系統中飲用水不受微生物侵害的第四個基礎問題。
1-1、應用氯化處理的兩種趨向
　　在供水上從使用氯劑開始，在歐洲就有反對的議論，特別是對出廠飲用水外觀上的影響更提及的多。但是在美國和甚至在歐洲許多國家到20世紀初期的70年代沒有提出過沒有什么異議。到70年代中葉又發現了氯化劑除有滅活病菌的優點以外，氯化劑還與天然水生水生腐殖質反應產生化學付產物，特別是產生如氯仿、二氯——溴甲烷、二溴一氯甲烷、浴血奮戰仿等的合成有機化合物，并且從動物身上和從傳染病病例得出這些付產物（DBPs）對人體健康產生不良的負作用。美國環保局已公布了限制飲用水中的這些有害于居民的化合物含量的規定。加拿大和歐洲各國也已同樣的作出這類規定。水工業部門由這些狀況出現以來即既力圖使飲用水中微生物含量不損害人體健康，又使付產物減低到最小量的兩者之間找到平衡而努力。
　　到現在自來水工業已然經營了300年。在引用氯劑在水中使用以后，在管網中一直接持續的保持起相當作用余氯。管網中余氯也成為飲用水含有微生物影響人體安全的信號，同時居民對水中含有氯的氣味也提出抱怨，且在管網中余氯還產生DBPs。新的途徑是找出保證居民飲用的水不受生物侵害，又水中不產生DBPs，且還有效的管理管網系統使變成合宜處理DBPs的科學新領域。
　　調查在北開美、歐洲和日本當前消毒的實際狀況，有兩種主要趨向。第一種趨向是保持全部管道都含有余氯，且找出人們可接受的DBPs量。現美國已訂立處理地表水剩余消毒劑的規則，或者制定處理方法。第二種趨向是成功的運用管網中沒有剩余消毒劑的方法使不會產生DBPs。有幾個國家應用此方法，它們都在歐洲大陸，特別是荷蘭應用最好。

2、管網系統維持余氯的討論

　　消毒和DBPs方面有關問題
2-1、次消毒和管網中保持余氯
　　氯化消毒作用分開兩部分，分為（1）一次消毒，（2）管網中保持余氯（有時在美國稱呼二次消毒或在部分歐洲國家稱呼安全消毒）。在一次消毒中滅活微生物或由原水中去除微生物，以便處理出不受微生損害人體健康的安全飲用水。一次消毒一般在水處理設施中進行。有少數供應的水單獨消毒不需水處理就可以達到飲用水要求的例外，處于這種狀況的水一般在管道中進行一次消毒。維持的剩余消毒劑是指在管網中留有的消毒劑（通常是氯劑），它是在水廠后部設施中投加的消毒劑。以往一次消毒所用的消毒劑和留有剩余消毒劑都用氯劑。將來要選擇出一種消毒方法以能保證進入管網的飲用水沒有病原菌和保持管網本身不會出現水質的不良變化。
2-2、管網消毒與DBPs有關問題
　　在此問題提出前，必須對兩種情況予以研究。首先是將一邊是以消毒減低病原菌的好的方向的情況下，另一邊是將消毒增加DBPs的壞的方面的情況中間加以權衡的消毒--DBPs問題經常探討。探討此問題的途徑是正確的提出每種氧化消毒化學藥劑的特性，如在小型試驗使用的氯劑。但在實際場合中則有著許多復雜的因素。對于這些因素和選取的消毒劑兩者中間的關系的情況，在本文中將予以探討。
2-3、DBPs和氧化付產物問題
　　第二個問題是對稱呼消毒付產物名稱的一貫觀點的看法。對消毒付產物稱呼化學付產物是因為任何一個消毒程序都產生必要的化學物質。事實是水處理在無論何種情況時使用的都是作用極強的氧化物，它們都產生化學付產物，甚至不是用做消毒劑的氯化物也產生化學付產物。幾年前本文作者曾提出采用、置換為氧化付產物名稱。水處理非常有效的每生種氧化物也都非常有效的產生為有潛在毒性的化學付產物。偶發性指標是顯示這些氮源化物對人體健康的危害程序，且它們的應用狀況會永遠不能夠全面了解。對這些氧化物需要的毒理學研究費用大且耗費時間，很難時得出結果，同時研究方法還時常變化且所得參數極難肯定。這就面臨著一個試圖采用的能以消毒安全而不產生今天已知道或者將來會知道的有毒化學付產物的一系列氧化物的復雜問題。
　　氯素和其他鹵素由于它們以置換作用和氯化作用反應，所以作用甚至更復雜。雖然如此，但稱呼氧化化付產物的名稱得到了論據，因為很明確示出該氧化付產物實際上為一種在水處理中和投加的反應性化學藥劑相關聯而致的付產物。甚至不論其是否應用的在消毒作用上，其多數處理藥劑也都是用的氧化物。
2-4、一次消毒在沒有顯著產生氧化付產物狀態下起到作用
　　最近幾十年已經應用其他消毒方法一次消毒，并且在沒有產生使用氯劑那樣的氧化付產物的消毒效果效果上，取得了長足的進步事業，紫外線就是這種消毒方法。但是或許最顯著進步的是采用膜過濾技術，此種技術不但可以消毒且甚至能夠滅菌。為了使飲用水中不投加任何氧化化學藥劑即達到消毒作用，在過去的一些年中，作者與荷蘭一些科學家和工程師艱苦在一起工作，設計了兩階段膜處理設備從事消毒研究，其效果遠高于常規水處理設施。該設備將于荷蘭的阿姆斯特丹市附近的Heemskerk地區建設完成。
　　最佳的技術是建造一個不留有氧化付產物，而又不產生病原菌的設施。然而，如果仍需保留剩余消毒劑，而又使管網中不留有氧化付產物的情況很難辦到。對提出的問題考慮了三個對策：（1）去除與氧化消毒劑反應產生氯化付產物的天然水生腐殖物基質，（2）選擇不產生可識別的氧化付產物的各類氧化剩余物（二氧化氯和氯胺是其中主要消毒劑），或是（3）重新考慮到管網中存在的剩余氧化物的處理策略。美國開始對在使用不同的消毒劑量予以注目，歐洲對保持剩余消毒劑量也在重新探討。

3、檢驗--和了解--維持剩余消毒劑的需要性

　　在管網系統中應探討抗擊微生物所用氧化消毒劑的作用。一種觀點認為被稱通用的剩余消毒劑的方式，是一種沒有根據的并且也不是謹慎的作法，其不過是歷史造成的人為方法，但無論如何在90年前于選定的消毒氯劑的管網中有余氯存在的事實。支持上述觀點的給水工作者提到美國和歐洲許多大型的地下水水廠不使用氯化方法。然而美于1989年在地表水處理規定中明確了全部管網系統中應用余氯。對立的，在歐洲部分國家中設計管網逐漸出現避開采用余氯的趨向。因此需謹慎檢驗--和了解--給水科學家們和工程師們這兩方面經驗豐富人物的對這兩種截然不同觀點的看法。為幫助了解，需復核保留氧化剩余消毒劑引證的最普遍的理由，和檢驗是否能夠通過其他方法解決，且對三種主要消毒劑的相對特征加以評估，這些方面將于后面文章傷敘述。

4、留有管網系統中剩余消毒劑的必要性

　　美國從事飲用水微生物學研究的高級微生物學者和專家Edwin Geldreich在其所著書中的有關微生物特征之中提出：“對用戶使用的龍頭水提供信用證為有助于安全的飲用水的兩個安全要素是，在所有供水暑期保持全部管網要求的水壓和提供管網連續不間斷的剩余消毒劑”。Geldveich引證Snead等人的研究報告稱，初期余氯含量為0.2mg/L情況時，能夠抗擊濃度為0.1%的污染物。以下文章提出保持管網中剩余消毒劑的幾點理由。
4-1、克服管網系統的污染
　　Geldveich復核了許多多半是污染源和克服污染源的方法。這些污染源是，落在露天貯水池中的鳥糞、管道交叉連接、給水結構物污染、管道修補、給水管道和污水管道中間相隔距離不夠，沖洗管道不理想、管道壓力不足、和管道老化銹蝕。表1列出Gelreich檢驗出的5種事故情況。表內示出微生物種類的污染源。根據作者經驗水壓不足和反星期一吸是全世界范圍內最常見污染源。Geldreich也指出的，要求管網保持最低水壓可保證減少漏水，但沒有考慮污染管網水水質，壓低管網水壓是一種不適宜的處理方法不許可的交叉接連造成的浪費水情況在月底水費帳單會顯示出來，那時就會引起用戶及自來水公司的注意。
　　如果保持管網低水壓是主要的要求，管網也必須設計在火警暑期應有一定的足夠的要求水壓。如果在現場還鋪有污水管道，供水管道的水壓應一直比非供水管道的水壓高。
　　由于交叉連接是造成風險的重要根源，交叉連接設備的檢驗還會混淆鑒定結果，需要提供多一些辦法，采用連續高壓供水管網系統也同樣是優良的補救辦法。
　　老舊干管爆破是發生污染的重要根源。由于老舊干管爆破時管網水壓降低，且也由于這些老舊漏水干管在管網水壓仰慕地使水質受到污染，因此或許另一個減少污染風險的方法是替換老舊干管，這樣做能期望減低漏水的所有根源。
　　露天貯水池會使污染物進入池內。封閉型的池蓋就會對貯水池維護上大有好處。但是封閉蓋要加以維護。表1所列鼠傷寒沙門氏菌病例就是鴿糞穿過腐蝕池蓋的孔造成的。
　　在檢查微生物的時期，管網嚴重的污染才得以顯露。補救的可能方法是增加多一些檢驗點和多一些檢驗次數，以更好的對管網水樣的微生物檢測。補救的可能方法是增加多一些檢驗點和多一些檢驗次數，以更媸的對管網水樣的微生物檢測。檢測水樣工作越提高，越能早些發現存在水樣中的任何一種的微生物。對微生物檢測建設實時（real time)方法是協助檢測管網水質的有效手段。

5種污染事故概況　　表1 地 點 日 期 微生物

污染源 cabool Mo 1989-12至1990-1 埃希氏大腸菌0157：H7 干管爆破有污水浸入污染 Gideon,Mo 1993 11-12 鼠傷寒沙門氏菌 鴿糞穿過水塔頂小孔 利瑪、秘魯 1991 弧菌屬霍亂菌 水壓低、污水反虹吸 Trujillo、秘魯 1991 弧菌屬霍亂菌 污水污染深井水、中斷加氯 Plura、秘魯 1991 弧菌屬霍亂菌 污染深井、水壓不足

　　優越設計新鋪管道和大力維護舊有管道或許是減少于由污染而損傷管道的可能性。所以加強管道各方面情況的提高，是另一種使管網不受損害的可靠的方法。最后是規劃有條理的衛生檢測以鑒別水質也是對管道維護抗擊微生物再生的手段。
　　在控制污染上，在這些措施中特別是加強管網水壓的作用比余氯更重要。而且Olivieriet al從在生產設施中的試驗示出為，還不清楚剩余消毒劑是否在防護微生物上有更大作用，因為僅僅有很少量的污染物為它們去除。
　　整體來講，結語是管網水壓合理、抗擊反水流（back flow）良好、管網維護及時、舊管較多更換、管網沖洗加強、設計優越（分隔、抗擊、防護設施）、水處理完好、多種防護水源選擇和后續結構物應用適宜等，能以很成功的發送對管網污染物的去除。一旦發生污染，氧化剩余消毒劑是否能夠提供更佳的去除能力值得懷疑，因為顯然污染可能也水泵剩余消毒劑。
4-2、阻止大腸菌重生
　　White提出一個優越綱要，這綱要在很大程度上根據Le Chevaher復查所得。問題是僅有大腸菌重生出現，不會達到其本身就能夠有直接對人體發生風險的那種程度，但是大腸菌存在著重生狀況再結合對大腸菌監測，可作為確認管網受不受微生物分割其完事性的一種辦法。White指出，微生物學的的交互共生體促進的微生物重生作用，被殿堂胞外臘梅糖--胞外聚合體物質所防護，該種物質通過物理的和遷移觀象的結合能防護目標微生物的重生。一旦這種群落已經相互結合起來就極難去除，特別是采用加氯處理方法更不容易去除。在游泳池中產生的黑藻就是同一現象的例子。White提出重生的重要起因是由于微生物穿透和余氯丟失所致。穿透歸因于防護管網的一次消毒堡壘的被破壞。
　　防止微生物重生的措施是對開一次消毒、管道沖洗、管壁涂層和清潔、管道腐蝕控制和監測以及限制異養菌營養物等加強注意，并且特別是對管網中余氯特別予以關注。微生物重生之外，沒有剩余消毒劑對水質控制，在當前很難想像在沒有應用的特殊措施條件下，能夠有高于剩余消毒劑效能的辦法。在多數地區的舊管應全部置換，不饒有興趣，不然，很難考慮對重生問題應如何予以控制。
4-3、生物膜形成的抑制
　　以下是用其他方法的簡略論述：
　　. 進入管道的飲用水的溶解有機物的去除；
　　. 管網和用戶支管的惰性材料的使用；
　　. 加強一次消毒；
　　. 減少構筑物的污染；
　　. 提高監測技術；
　　. 消滅死頭；
　　. 清洗和置換舊管，用惰性材料管置換適宜；
　　. 改善貯水池的設計和管理；
　　. 避免使用促進微生物生長的管材。
　　廣泛提倡去除進入管網水中的降解有機物，且在不經常應用剩余消毒劑的每一個管網中，阻止不期望產生異形菌生物膜的關鍵辦法。雖然這種做法已有了很大的進展，但還需要于能做到的優質監測和做到的有把握預計管網習性等以前更多的下力量研究。
　　通過實際例子得出，在電子工業上生物膜的存在是一個問題，其所用水相當純凈，TOC濃度經常小于20μg/L，但是去除基質效果不佳。由于微生物有著交互共生物，使其所在的營養環境雖然比之飲用水管網系統所設立的營養環境相比要好，但還能生長。
　　舊管中生物膜特別對管道不利，尤其是對二價鐵質管道更是麻煩。高度度復雜的微生物群能在管中存在造成管壁腐蝕，同時還對控制大腸菌上造成問題。因此在生物膜控制中的另一重要辦法是換掉容易污染的舊管道，特別是要考慮置換成惰性物質的管道。
　　細菌幾乎在各地都會發生。發生如此之多的原因，直到1860年巴斯德（Louis Pasteur）對細菌生長上發現是自發的狀況才得到解釋。然而在減少進入管網的生物種上，應對減少生物膜這個問題方面下很大工夫。這個問題的解決需要減少構筑物污染和加強飲用水處理設施的能力。膜過濾替代消毒，對消滅進入管網中的生物菌種，是一個很大的沖擊。
　　管網死頭和貯水池（也可以認為是死頭）也是生物膜產生的根源，但是它們絕大多數能以由于采用優越設計得以改善，特別是在貯水池方面上，貯水池進口設計合宜，對提高管網管理能大有幫助。
　　最后，提高微生物參數的監測也對生物膜控制管理有幫助。例如，自動監測異養菌平價計數（HPC）和大腸菌的儀表特別有利。
　　這些措施都能確實地減少生物膜到大腸菌等的監測受干預的程度。另一方面如先前所監測的，電子工業采用的清潔水的管網中滋生的生物膜是一個問題，且這些水中確實沒有礦物質，同時TOC也很少。不能期望在沒有余氯狀況下利用這些措施顯然的對所有生物膜完全控制，但是這些措施能確實使得其減少生物膜的程度比當前絕大多數管網所能做到的處理措施減少的水平要低。另外，一旦微生物交互共生建設，與其等的抗擊膜梅糖就位，就很難完成它的去除作用，甚至有余氯在管網中存在也不能解決，更不用談沒有的情況。
4-4、管網水的水質穩定
　　管網中水的生物水質穩定其與管網中的生物膜形成及微生物重生成幾乎成一致狀態，雖然或許減少腐蝕很為重要。腐蝕是減少余氯的主要因素，并且在管網內和用戶水管內兩者上，起對水質不利的作用。當前對腐蝕作用仍是低估，推論管道可用惰性物質，并且最終還以改善管網狀態以減少停留時間來維持水質穩定。議論的這些措施，認為在穩定水質比維護余氯更重要，此外，如果這是要求的目的，或許這些措施更易于維護余氯。
4-5、阻止偶發病原菌發生
　　阻止發生在部分用戶支管內的偶發性病原菌和微生物的問題為，一些病原菌如軍才菌屬和一些大腸菌微生物（肺炎微物），顯然在配水管網和用戶支管內的生物膜中能以殘存，且偶而甚至繁殖。然而不能說此問題的控制措施超過早先論述的有關生物膜方法。可以想到對一個問題加強管理也能對其他問題的管理有好的影響。
　　也需要對偶發性病菌對不同人的人體傳染的觀察有一些不同的觀點。幅些生物引起的對人體實際上的風險（根據飲用水出現的微生物濃度），是對有著抑制免疫系統的人們而言，除非是這些微生物存在于其他狀況—如在空調系統生長著的軍團菌屬。最近美國控制疾病中心（USCDC）制定對有著AIDs的個人不應飲未煮沸的自來水的要求。沒有理由期望能有使得飲用水對帶有特種疾病的病人健康的安全技術。
　　盡管如此，上述所有措施仍然是有幫助和應予以鼓勵的。水中留有剩余消毒劑對偶發性微生物控制上永遠有著很大的不足之處。
4-6、剩余消毒劑作為傳達微生物污染的信號
　　對于剩余消毒劑能作為傳達微生物污染信號，作者提出以下的說明理由，當污染物進入管網系統，它損害剩余消毒劑，使得管網中部分管段中剩余消毒劑減少，在該處可以觀測到剩余消毒劑損失的情況作為污染信號。
　　管網剩余消毒劑的污染觀測，可以替代一些綜合監測，如對HPC和/或大腸菌自動監測，壓力和/或是流量的綜合自動監測和加強對微生物污染的手動操作監測。這些監測方法大部分以前已提出過。
　　使用污染信號方法有很多狀況需要探討。一個是采用當前技術監測管網系統的能力還不是令人信服的，另外是采用減少剩余消毒劑的作法作為污染信號傳送信息也不是很有力的措施。管網系統管理者知道剩余消毒劑的消失有許多原因，舊管、死頭、和不在干管線上的貯水池出現污染都是其中的部分原因。當前多數自來水公司不用余氯作為傳遞管網水污染信息的方法。

5、維持剩余消毒劑的需求

　　維持剩余消毒劑的每項措施的最低需求（bottom line)
　　.克服管網污染 有許多方法防止管網污染，其等作用比剩余消毒劑作用強；
　　.防止再生 除掉維持剩余消毒劑方法以外，有許多辦法能以有力量防止再生。但是一旦出現再生問題，如果沒有剩余消毒劑用以去除，還不容易解決；
　　.抑制生物膜形成 管網沒有剩余消毒劑能使生物膜減少，但不能全部控制；
　　.管網中水水質穩定 或許采用其他措施比采用剩余消毒劑起的作用更重要；
　　.剩余消毒劑減少作為污染物存在的信號 以這種理由保留剩余消毒劑的解釋很不充分。當迂有污染物在管網中存在時，還需要采用更好的探測污染儀器；
　　.防止偶發性病原菌 一方面可能嘗試采用控制此問題的不合理的處理負擔，要在沒有剩余消毒劑狀況下，提出一些控制措施。另一方面，如果每種狀況都一樣，采用適當劑量的剩余消毒劑，還是較好的控制辦法。
　　從最低需求看，似乎是不論如何，在各種選擇的方法中，可有極多理由選取在管網中維持剩余消毒劑的手段。在風險上，似乎運轉沒有剩余消毒劑也能避免。現在環繞世界各地有著長期運轉實際經驗的地下水系統和有著荷蘭、瑞士進行處理的地表水系統，這些系統都沒有在管網中留有剩余消毒劑，但都沒有發生過顯著事故的報告。另一方面，從分析實際狀況看還是相信在水工業上維持管網水質仍舊有大量工作要做，同時也還是建議繼續采用維持管網剩余消毒劑作為處理的辦法。

6、減低管網中剩余消毒劑及其付產物

　　管網中留有的剩余消毒消劑有三種狀況
　　 .處理水以減低作為氧化劑付產物（OBP）母體的天然自然物；
　　 .處理水以提高剩余氧化劑的穩定性；
　　 .慎重選取氧化劑，特別是要精心選取能以維持剩余消毒的氧化劑。
　　 從研究控制三鹵甲烷以來，處理水就以去除天然有機物為主要討論課題，現在提高處理生物穩定性的問題也引起了注意，集中于提高剩余氧化劑的穩定性的研究排入了前列。這是因為剩余消毒劑越穩定，飲用出廠水氧化劑需要的越少。在管網中為維持剩余消毒劑而選取氧化劑有四個要求：（1）剩余消毒劑最穩定，（2）生物膜控制最佳，（3）直接毒性最小，（4）消毒付產物形成最少。

7、水處量提高生物穩定性和減少母體

　　取得生物穩定性有兩個基本途徑，即為在水中生物的穩定或在水中天然有機物的降代。這兩個途徑的技術處理為集中于減低異養菌的潛能。雖然快速砂過濾能以處理臭氯作用的水使之生物穩定，但一般經歷更長時期的河岸過濾或沙丘過濾對減低異養菌的效果更好。吸附生長在管網中的異養菌的有機碳所吸收入的異養菌正是水中部分的天然有機物。因此天然有機物實際減少量常與AOC（可同化有機炭）或BDOC實際減少量相吻合（BDOC可溶解有機炭，和AOC相同，為管網中吸附異養生物的有機碳量標準）。另一方面，可能吸附垢碳的容積是屬于低分子量范圍，且TOC最佳去掉辦法是用顆粒活性炭吸附反滲碳透或其他高超技術，其比之加強混凝的處理辦法效果好。
　　對提出的剩余消毒劑穩定性問題，一個解決方法是用暗前功盡棄試驗，使剩余消毒劑減低衰減。如以上所述，減少天然有機物很重要，但是提高pH和使用一種氧化劑以減少該種氧化劑需要量也是對減少有機物有幫助的。例如在投加剩余氧化劑前可于水中加入臭氧處理。
　　管道腐蝕也是一個重要因素，因為在管道系統中其對剩余氧化劑的穩定有相連關系。當前論據是，在其除氧以前，腐蝕已將剩余氯胺和余氯除去。絕大多數的原因是可能由于這些氧化劑在金屬管表面上控制著陰極反應動態的原故。
7-1、選取剩余消毒劑
　　表2示出的為比較保持剩余消毒的三種主要注毒劑的四個方面：（1）余留消毒劑的穩定性，（2）余留毒性（以美國環保局建議限定標準表示），（3）生物膜控制，（4）付產物形成。
　　在表2示出的所選擇出的剩余消毒劑，在美國和歐洲部分國家管網系統使用都很成功。游離氯依舊是這兩個地區的首選對象。但是它有產生付產物的很大缺點，并且在將來使用上絕大可能只限制用于含極低量母體的水。這種低量母體的水來自天然有機物少的自然環境，或是已用水處理設施減低了天然有機物含量。
　　一氯胺是最普遍選用的第二種消毒劑（歐洲用的很少）。這種消毒劑主要缺點是其在管網的剩余物有硝化作用，有時達到使氯胺無效的程度。雖然對這種情況進行了一連串的調查，但對這種情況的原理仍不十分理解。有一些氯胺可能由于高溫、氨量超出限額死頭和使用貯水池的因素，使剩余消毒劑經常消失 和對生物膜生長難以控制。氯胺也有時由于作為一次消毒的目的效力差一些常避免使用，但不是有力的理由。第一因為留有剩余氯胺的目的與那些作為一次消毒相比的目的作用不同，第二因為氯胺確實表現出對控制生物膜形成是優越的，且其在剩余消毒劑中。主要是控制生物膜成長的滅菌作用，這種高超的對生物膜成長的控制作用，在鐵管上表現最為突出。
　　剩余二氧化氯本身和次酸鹽離子由于氧化水中物質產生毒性，成為這種消毒劑的主要問題。在英國的化學工業已經提供了資金進一步研究此毒性問題。此研究結果已引起注意。
　　在當前，繼續使用游離氯消毒的給水工作者或許是精明的，但調查結果告一階段會對圍繞剩余氨劑的硝化作用提供一個好的遠景，幫助對二氧化氯和無極付產物的毒性提供更明確的了解。對于不使用游離氯的地區，在美國似乎是氯胺是優選的消毒劑和在歐洲似乎是二氧化氯是優選的消毒劑。

保持剩余消毒劑是最常用的氧化劑　　表2 氧化劑 剩余消毒劑穩定 美國環保局剩余消毒劑限額（mg/L) 生物膜控制 化學付產物 游離氯 很好 4 好 不佳 二氧化氯 好 0.8 好 好（1） 氯胺 極好（2） 4 很好（3） 很好

　　（1）氯酸鹽和亞氯酸鹽離子
　　（2）受硝化作用支配
　　（3）對鐵管表面抗腐蝕效果比游離氯好

8、結語

　　以下各項是本文討論的概要
　　（1）管網系統內的剩余消毒劑的存在對保護水質、保持飲用水外觀明凈、抗擊微生物侵襲以及減低消毒付產物極其重要；
　　（2）對消毒劑和消毒付產物有三個關鍵點：
　　. 一次消毒和保持剩余消毒劑是兩種狀況，應加以區別。
　　.應當使用‘氯化劑付產物名詞’，不用‘消毒劑付產物’名詞。
　　.一次消毒的目的是，在不產生氧化劑付產物的情況下能以達到。
　　（3）應用剩余消毒劑援引的理由和概括性的論述：
　　. 克服管網系統污染 是較好抗擊污染保護水質的方法。
　　.防止大腸菌再生 有其他減少大腸菌再生方法，但難以設想在沒有使用剩余消毒劑狀況下，對存在重生問題難以控制。
　　.抑制生物膜形成 也有其他減低方法，并且也難以設想對存在的問題也能加以控制。
　　.管網系統穩定水質 剩余消毒劑能幫助穩定，但不能得到滿意效果。
　　.阻止偶發性病原菌出現 其他措施同樣重要，但是難以設想如果沒有剩余消毒劑是否能以控制。
　　.剩余消毒劑作為管網水受到污染信號 這種辦法對于剩余消毒劑來說，提出的理由不充足。
　　（4）選擇剩余消毒劑
　　.游離氯--穩定性很好、直接毒性低、生物膜控制好，但形成化學付產物的量大。
　　.二氧化氯—穩定性好、直接毒性適中、生物膜控制也好，但是對化學付產物的形成應予以限制。
　　.一氯胺—穩定性極好、直接毒性低、生物膜控制很好、化學付產物形成的數量很有限。
總之，在用戶對飲用水要求外觀更加清澈和要求水質更為優越的狀況下，可能應把所有這些消毒劑平行使用。最好辦法也許是應當保護飲用水水質良好的管網系統統且留有剩余消毒劑。

采用資料 JAWWA 1999-1、AQUA 1999-1