藍俊康1，藍艷紅2?
(1.中國地質(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)了國外在集雨工程的水質(zhì)污染和保護方面的研究成果并對我國的水窖和水柜水質(zhì)進行了調(diào)查，結(jié)果表明我國集雨工程的水質(zhì)不容樂觀，水中氨氮、微生物、COD等多項指標(biāo)超標(biāo)，而且新建集雨工程的水質(zhì)呈堿性問題也亟需解決。
　　關(guān)鍵詞：集雨工程；水質(zhì)；水窖；水柜
　　中圖分類號：TU991.14
　　文獻標(biāo)識碼：B
　　文章編號：1000-4602(2002)08-0023-03

1 國外研究進展

1.1 污染源和污染物
　?、傥廴驹?br> 　　a.大氣
　　在工業(yè)發(fā)達地區(qū)，由于空氣污染而導(dǎo)致飲用雨水不安全，因此美國不主張在工業(yè)區(qū)的48km范圍以內(nèi)建設(shè)集雨工程作為生活用水源(除非沒有其他水源)。由于空氣污染，在車流密度大的地方或重工業(yè)基地附近，重金屬鉛是最常見的污染物。
　　b.集雨面
　　在集雨面上的主要污染物有：屋頂灰塵、鳥或動物的糞便、落葉以及其他由人類帶來的污染物。
　　在印度進行的試驗表明，由于屋頂材料和結(jié)構(gòu)的差異會導(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，這是因為石棉瓦和紅瓦屋頂表面呈波浪型，鳥類易停留且其糞便、灰塵和樹葉又難以被風(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型的病原微生物，包括沙門氏菌(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(Giardia)等，但這些病原體對人體的危害性仍很難確定，這是因為致病的因素很多，如病菌的濃度、人的抵抗力、使用方法(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)問題而致病也因規(guī)模小而不會受到廣泛重視，所以迄今為止有關(guān)因雨水水質(zhì)而引起疾病爆發(fā)的報道僅有幾例。
　　20世紀(jì)80年代有報道認(rèn)為集蓄雨水水質(zhì)達不到飲用水的標(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個家庭蓄雨水池中的鉛超過國家標(biāo)準(zhǔn)12%；在馬來群島還發(fā)現(xiàn)蓄雨水池中的鉛超標(biāo)3.5倍。?
1.2 水質(zhì)保護措施
　?、?集雨系統(tǒng)設(shè)計
　　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枝時應(yīng)該移去以防樹葉下落。
　　b.水龍頭或取水管距離蓄水池底板至少5cm以上，以防底泥進入。
　　c.蓄水池必須加蓋以避免陽光進入而導(dǎo)致藻類生長，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物進入。
　　d.應(yīng)在雨水入口處設(shè)置一個過濾器以預(yù)先除去樹葉、泥沙等沉淀物。
　　② 維護方法
　　a.定期檢查和清洗集雨系統(tǒng)的各個部位以確保蓄水箱無滲漏、無污染。
　　b.因大雨過后的水較渾，故不要急于使用，應(yīng)經(jīng)過凈化處理后再使用。
　　c.不得將其他來源的水與水箱中的存水混合。
　?、?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，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)達國家有許多類型的自動排除初雨的設(shè)備出售(如自動沖洗水槽、蓄水池中設(shè)置沉淀小隔室、自動沖洗的入口塞網(wǎng)等)，但價格較貴。在發(fā)展中國家的貧窮地區(qū)一般只能采用人工操作去除初雨。
　　④ 防止蚊蟲孳生
　　當(dāng)蚊子帶有害菌時會對人體健康帶來威脅，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。
　?、?貯存水的凈化
　　如果在雨水的收集和使用過程中出現(xiàn)污染則必須進行凈化處理：
　　a.氯化處理，當(dāng)貯存的雨水有異色或異味時常采用此法；
　　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.過濾，在雨水進入貯水池之前或使用之前進行過濾可除去水中的可見物；
　　d.陽光下曝曬，因為太陽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下直曬幾個小時^［4］；
　　e.紫外線照射，F(xiàn)ujioka在夏威夷島進行的試驗表明，利用太陽能紫外線設(shè)備對集蓄水中的指示性細(xì)菌指標(biāo)的去除率可達99.9%^［5］。?

2 國內(nèi)研究概況

2?1 水窖的水質(zhì)及凈化
　　我國北方一般把建在地表之下的蓄水箱稱為水窖。我國水窖的水質(zhì)不容樂觀，劉洪亮等人對地窖水質(zhì)的研究發(fā)現(xiàn)，由于貯存期過長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級水率為19.23%～79.62%，Ⅰ級和Ⅱ級水總和也僅僅為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)這種簡易的持續(xù)消毒器處理后的地窖水Ⅰ級水率上升到98.84%、Ⅰ級和Ⅱ級水總和達到了100%(見表1)。?

表1 簡易消毒器對水窖水的處理效果 項 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(腥) Ⅰ～Ⅲ級(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/mL) 9～3600 0～96 大腸菌數(shù)(個/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1個)，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(有些則無蓋)，為取水方便老百姓多用膠管吸水入戶使用。
　　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)性山泉時才有水涌出，因此每個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#水柜存水進行水質(zhì)監(jiān)測的結(jié)果見表2。由表2可見：
　?、?有蓋水柜的水質(zhì)尚可，除了pH值偏高之外，其余指標(biāo)均達到飲用水標(biāo)準(zhǔn)，可見只要防護得當(dāng)，優(yōu)質(zhì)的山泉水在儲存7個月或更長的時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)測結(jié)果 項 目 1# 2# 3# 保存時間 4個月 7個月 7個月 保護情況 無蓋 有蓋 無蓋 可見物 少量草屑和藻類 無 樹葉漂浮和沉底腐爛 色度(倍) 5 5 5 味和嗅 無臭無味 無臭無味 無臭無味 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/mL) 60 90 110 糞大腸菌數(shù)(個/L) ＜3 ＜3 ＜3 氟化物(mg/L) 0.11 0.10 0.07

　?、?無蓋水柜的水質(zhì)比較差，主要表現(xiàn)在經(jīng)常有藻類、樹葉、草屑、搖蚊幼蟲等漂浮物且細(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)見參考文獻［7］)，另外無蓋水柜水的氯化物、硫酸鹽、總氮、細(xì)菌總數(shù)也要高于有蓋水柜。不過由于無蓋水柜中的藻類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；
　?、?三個檢測水樣中的水均為弱堿性，pH值都超過了飲用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(8.5)，堿化原因推 測為水柜內(nèi)壁水泥石中的Ca(OH)₂在軟水(硬度＜1.5mmol/L)的長期作用下發(fā)生溶解的結(jié)果，同時也使水中的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使用有硅灰、稻殼灰等摻合劑的水泥；
　?、?水柜中的大腸桿菌含量較少說明該地區(qū)建造水柜位置的選擇是恰當(dāng)?shù)?，能有效地防止人、畜糞便的污染。但有些水柜的總菌數(shù)超標(biāo)，建議對貯存期較長的水必須煮沸后方可飲用、漱口。?

3 結(jié)語

　?、?從目前的研究資料看，我國集雨工程的水質(zhì)問題不容樂觀，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)。
　?、?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)象還需進行深入研究。

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　　收稿日期：2002-02-07