藍(lán)俊康1，藍(lán)艷紅2?
(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院， 湖北武漢 430074；2.廣西柳江縣衛(wèi)生防疫站，廣西柳江 510004)

　　摘　要：總結(jié)了國(guó)外在集雨工程的水質(zhì)污染和保護(hù)方面的研究成果并對(duì)我國(guó)的水窖和水柜水質(zhì)進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果表明我國(guó)集雨工程的水質(zhì)不容樂(lè)觀，水中氨氮、微生物、COD等多項(xiàng)指標(biāo)超標(biāo)，而且新建集雨工程的水質(zhì)呈堿性問(wèn)題也亟需解決。
　　關(guān)鍵詞：集雨工程；水質(zhì)；水窖；水柜
　　中圖分類(lèi)號(hào)：TU991.14
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
　　文章編號(hào)：1000-4602(2002)08-0023-03

1 國(guó)外研究進(jìn)展

1.1 污染源和污染物
　　①污染源
　　a.大氣
　　在工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)，由于空氣污染而導(dǎo)致飲用雨水不安全，因此美國(guó)不主張?jiān)诠I(yè)區(qū)的48km范圍以?xún)?nèi)建設(shè)集雨工程作為生活用水源(除非沒(méi)有其他水源)。由于空氣污染，在車(chē)流密度大的地方或重工業(yè)基地附近，重金屬鉛是最常見(jiàn)的污染物。
　　b.集雨面
　　在集雨面上的主要污染物有：屋頂灰塵、鳥(niǎo)或動(dòng)物的糞便、落葉以及其他由人類(lèi)帶來(lái)的污染物。
　　在印度進(jìn)行的試驗(yàn)表明，由于屋頂材料和結(jié)構(gòu)的差異會(huì)導(dǎo)致集雨中的細(xì)菌含量有很大的不同，其污染程度由低至高依次為：鐵制屋頂、塑料屋頂、石棉瓦屋頂、紅瓦屋頂，這是因?yàn)槭尥吆图t瓦屋頂表面呈波浪型，鳥(niǎo)類(lèi)易停留且其糞便、灰塵和樹(shù)葉又難以被風(fēng)吹走，因此集蓄的雨水中往往大腸桿菌含量較高；而鐵制屋頂因表面光滑而使灰塵易被風(fēng)吹走，另外其表面被曬后溫度升高也易于殺滅細(xì)菌。
　　② 污染物
　　a.微生物污染物
　　目前的研究已發(fā)現(xiàn)在雨水集蓄水樣中有很多類(lèi)型的病原微生物，包括沙門(mén)氏菌(Salmonela)、梭狀芽孢桿菌(Clostridium perfringens)、產(chǎn)氣單胞菌屬(Aeromonas)、弧菌(Vibrio parahaemolyticus)、彎曲桿菌屬(Campylobacter)、賈第蟲(chóng)(Giardia)等，但這些病原體對(duì)人體的危害性仍很難確定，這是因?yàn)橹虏〉囊蛩睾芏啵绮【臐舛取⑷说牡挚沽Α⑹褂梅椒?放置多久、煮沸與否)等。另外由于集雨工程多為家庭行為，如果發(fā)生水質(zhì)問(wèn)題而致病也因規(guī)模小而不會(huì)受到廣泛重視，所以迄今為止有關(guān)因雨水水質(zhì)而引起疾病爆發(fā)的報(bào)道僅有幾例。
　　20世紀(jì)80年代有報(bào)道認(rèn)為集蓄雨水水質(zhì)達(dá)不到飲用水的標(biāo)準(zhǔn)，特別是細(xì)菌學(xué)指標(biāo)不合格^［1～3］。
　　b.化學(xué)污染物
　　研究發(fā)現(xiàn)集雨水質(zhì)的化學(xué)指標(biāo)一般都符合飲用要求，其含鹽量、總?cè)芙庑怨腆w、硬度等指標(biāo)達(dá)到軟水或極軟水水平，但也有例外，如在新西蘭發(fā)現(xiàn)有25個(gè)家庭蓄雨水池中的鉛超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)12%；在馬來(lái)群島還發(fā)現(xiàn)蓄雨水池中的鉛超標(biāo)3.5倍。?
1.2 水質(zhì)保護(hù)措施
　　① 集雨系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　　a.集雨屋頂應(yīng)該采用光滑、干凈、不含有毒物質(zhì)的不透水材料建造，如蓄水池上有懸掛樹(shù)枝時(shí)應(yīng)該移去以防樹(shù)葉下落。
　　b.水龍頭或取水管距離蓄水池底板至少5cm以上，以防底泥進(jìn)入。
　　c.蓄水池必須加蓋以避免陽(yáng)光進(jìn)入而導(dǎo)致藻類(lèi)生長(zhǎng)，還應(yīng)使用鋼絲網(wǎng)或尼龍網(wǎng)蓋住所有的入口以防止小動(dòng)物進(jìn)入。
　　d.應(yīng)在雨水入口處設(shè)置一個(gè)過(guò)濾器以預(yù)先除去樹(shù)葉、泥沙等沉淀物。
　　② 維護(hù)方法
　　a.定期檢查和清洗集雨系統(tǒng)的各個(gè)部位以確保蓄水箱無(wú)滲漏、無(wú)污染。
　　b.因大雨過(guò)后的水較渾，故不要急于使用，應(yīng)經(jīng)過(guò)凈化處理后再使用。
　　c.不得將其他來(lái)源的水與水箱中的存水混合。
　　③ 排除初雨
　　因初雨污染嚴(yán)重而不宜作為飲用水，但“初雨”如何定量?Yaziz等人利用屋頂集雨采樣研究發(fā)現(xiàn)，最初1L雨水中的大腸桿菌含量為40～410個(gè)，后續(xù)的4～5L雨水中的大腸桿菌數(shù)幾乎為零^［1］。Thomas在非洲對(duì)集雨工程的水質(zhì)研究表明，最初1mm的降雨十 分渾濁(含泥量很高)，而在1～2.5mm內(nèi)其濁度則急劇下降，因此去除2.5mm內(nèi)的初雨是十分必要的。
　　在發(fā)達(dá)國(guó)家有許多類(lèi)型的自動(dòng)排除初雨的設(shè)備出售(如自動(dòng)沖洗水槽、蓄水池中設(shè)置沉淀小隔室、自動(dòng)沖洗的入口塞網(wǎng)等)，但價(jià)格較貴。在發(fā)展中國(guó)家的貧窮地區(qū)一般只能采用人工操作去除初雨。
　　④ 防止蚊蟲(chóng)孳生
　　當(dāng)蚊子帶有害菌時(shí)會(huì)對(duì)人體健康帶來(lái)威脅，目前適合于家庭生活蓄水池防蚊孳生的手段不多，一般只能采取水箱密封或在入口處設(shè)立防蚊網(wǎng)等措施。
　　⑤ 貯存水的凈化
　　如果在雨水的收集和使用過(guò)程中出現(xiàn)污染則必須進(jìn)行凈化處理：
　　a.氯化處理，當(dāng)貯存的雨水有異色或異味時(shí)常采用此法；
　　b.煮沸處理，煮沸1min以上即可以保證集水不受細(xì)菌和病原菌的侵害；
　　c.過(guò)濾，在雨水進(jìn)入貯水池之前或使用之前進(jìn)行過(guò)濾可除去水中的可見(jiàn)物；
　　d.陽(yáng)光下曝曬，因?yàn)樘?yáng)直接照射能殺死水中許多有害細(xì)菌，所以可把水盛在透明的玻璃容器或塑料瓶中放在太陽(yáng)下直曬幾個(gè)小時(shí)^［4］；
　　e.紫外線照射，F(xiàn)ujioka在夏威夷島進(jìn)行的試驗(yàn)表明，利用太陽(yáng)能紫外線設(shè)備對(duì)集蓄水中的指示性細(xì)菌指標(biāo)的去除率可達(dá)99.9%^［5］。?

2 國(guó)內(nèi)研究概況

2?1 水窖的水質(zhì)及凈化
　　我國(guó)北方一般把建在地表之下的蓄水箱稱(chēng)為水窖。我國(guó)水窖的水質(zhì)不容樂(lè)觀，劉洪亮等人對(duì)地窖水質(zhì)的研究發(fā)現(xiàn)，由于貯存期過(guò)長(zhǎng)而使地窖水帶有腥味，水中微生物、耗氧量、氨氮等也經(jīng)常超標(biāo)，色度和濁度較差，Ⅰ級(jí)水率為19.23%～79.62%，Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)水總和也僅僅為23.08%～92.31%^［6］。
　　劉洪亮等人采用高分子粘合劑將二氯異氰腮酸粘附、包容以使其逐漸釋放、慢慢溶出，經(jīng)這種簡(jiǎn)易的持續(xù)消毒器處理后的地窖水Ⅰ級(jí)水率上升到98.84%、Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)水總和達(dá)到了100%(見(jiàn)表1)。?

表1 簡(jiǎn)易消毒器對(duì)水窖水的處理效果 項(xiàng) 目 原地窖水 消毒后水 色度(倍) 5～20 ＜5 濁度(NTU) 1～12 1～6 嗅和味 Ⅱ級(jí)(腥) Ⅰ～Ⅲ級(jí)(氯味) 耗氧量(mg/L) 0.5～4.8 0.3～2.33 氨氮(mg/L) 0.02～0.58 0.02～0.14 細(xì)菌總數(shù)(個(gè)/mL) 9～3600 0～96 大腸菌數(shù)(個(gè)/L) 3～238 3～4

2?2 水柜的水質(zhì)
　　 南方的老百姓常常把建在地表的小水池稱(chēng)為水柜。廣西河池巖溶山區(qū)的水柜一般建在房屋附近(1戶(hù)1個(gè))，用灰?guī)r塊石和水泥漿砌筑而成(容積為40～60m³)，有些水柜頂部設(shè)有鋼筋混凝土蓋(有些則無(wú)蓋)，為取水方便老百姓多用膠管吸水入戶(hù)使用。
　　河池山區(qū)水柜的取水源是季節(jié)性山泉水，雨水經(jīng)過(guò)山體上的土壤、植被及山體本身的裂隙滲 濾后流出的泉水十分清澈，每到暴雨季節(jié)有突發(fā)性山泉時(shí)才有水涌出，因此每個(gè)水柜在一年之中往往只能注一次水，村民們則必須靠各自水柜中的存水生活一年。
　　分別取1#、2#、3#水柜存水進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)的結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可見(jiàn)：
　　① 有蓋水柜的水質(zhì)尚可，除了pH值偏高之外，其余指標(biāo)均達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)，可見(jiàn)只要防護(hù)得當(dāng)，優(yōu)質(zhì)的山泉水在儲(chǔ)存7個(gè)月或更長(zhǎng)的時(shí)間后仍可作為生活飲用水；

表2 河池地區(qū)飲用水柜的水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果 項(xiàng) 目 1# 2# 3# 保存時(shí)間 4個(gè)月 7個(gè)月 7個(gè)月 保護(hù)情況 無(wú)蓋 有蓋 無(wú)蓋 可見(jiàn)物 少量草屑和藻類(lèi) 無(wú) 樹(shù)葉漂浮和沉底腐爛 色度(倍) 5 5 5 味和嗅 無(wú)臭無(wú)味 無(wú)臭無(wú)味 無(wú)臭無(wú)味 濁度(NTU) 1 1 1 pH 9.21 9.00 8.97 COD(mg/L) 2.67 1.21 2.77 氨氮(mg/L) 0.101 0.029 0.075 亞硝酸鹽氮(mg/L) 0.003 0.001 0.002 硝酸鹽氮(mg/L) 0.042 0.563 0.039

總硬度(mg/L) 40.3 60.7 49. 0 TDS(mg/L) 67 81 55 氯化物(mg/L) 0.251 0.154 0.370 硫酸鹽(mg/L) 7.32 4.21 11.49 總鐵(mg/L) 0.000 0.000 0.000 總錳(mg/L) 0.000 0.000 0.000 鋅(mg/L) 0.00 　 　 硒(μg/L) 0.31 　 　 總磷(mg/L) 0.013 0.058 0.024 總氮(mg/L) 0.16 0.128 0.139 細(xì)菌總數(shù)(個(gè)/mL) 60 90 110 糞大腸菌數(shù)(個(gè)/L) ＜3 ＜3 ＜3 氟化物(mg/L) 0.11 0.10 0.07

　　② 無(wú)蓋水柜的水質(zhì)比較差，主要表現(xiàn)在經(jīng)常有藻類(lèi)、樹(shù)葉、草屑、搖蚊幼蟲(chóng)等漂浮物且細(xì)菌總數(shù)、COD、氨氮、亞硝酸鹽氮往往超標(biāo)(農(nóng)村飲用水的推薦標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)參考文獻(xiàn)［7］)，另外無(wú)蓋水柜水的氯化物、硫酸鹽、總氮、細(xì)菌總數(shù)也要高于有蓋水柜。不過(guò)由于無(wú)蓋水柜中的藻類(lèi)吸收了水中的一部分磷而使其總磷含量明顯低于有蓋水柜；
　　③ 三個(gè)檢測(cè)水樣中的水均為弱堿性，pH值都超過(guò)了飲用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(8.5)，堿化原因推 測(cè)為水柜內(nèi)壁水泥石中的Ca(OH)₂在軟水(硬度＜1.5mmol/L)的長(zhǎng)期作用下發(fā)生溶解的結(jié)果，同時(shí)也使水中的Ca²⁺、硬度和總?cè)芙庑怨腆w均有所提高。為了減少堿性危害，建議在建造飲用水柜時(shí)使用有硅灰、稻殼灰等摻合劑的水泥；
　　④ 水柜中的大腸桿菌含量較少說(shuō)明該地區(qū)建造水柜位置的選擇是恰當(dāng)?shù)模苡行У胤乐谷恕⑿蠹S便的污染。但有些水柜的總菌數(shù)超標(biāo)，建議對(duì)貯存期較長(zhǎng)的水必須煮沸后方可飲用、漱口。?

3 結(jié)語(yǔ)

　　① 從目前的研究資料看，我國(guó)集雨工程的水質(zhì)問(wèn)題不容樂(lè)觀，特別是水窖的污染較嚴(yán)重，而南方山區(qū)地表水柜的水質(zhì)較好，其原因仍需深入探討，以利于改善水窖水質(zhì)。
　　② 初建的水窖和水柜因蓄水與水泥石發(fā)生反應(yīng)而使水質(zhì)呈弱堿性，如何有效地防止此現(xiàn)象還需進(jìn)行深入研究。

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　　收稿日期：2002-02-07