农村地区饮用水消毒技术研究

摘要：水资源作为人类生存和发展的重要资源，具有不可忽视性。伴随时代的进步，人们思想得到解放，特别是农村地区，越来越多的人开始研究饮用水消毒技术的使用，该项工作顺利实施，不仅可以确保农村用水的安全性，还能为水资源管理提供重要保障。为保障西南石漠化地区农村饮用水安全，助力精准扶贫，实现乡村振兴。本文以广西壮族自治区河池市东兰县三弄瑶族乡农村饮用水为研究对象，说明农村地区饮用水消毒的必要性，进一步介绍农村地区饮用水消毒技术，从而提升农村地区饮用水消毒技术水平。

关键词：农村；饮用水；消毒；技术

基金项目：2020年度广西高校中青年教师科研基础能力提升项目《助力精准扶贫—石漠化地区集雨饮用水水质净化技术研究》

项目编号：2020KY34023

在农村地区，饮用水的安全，直接影响人们的身体健康。我国作为农业大国，必须确保农村地区饮用水质量。这一目标的实现，离不开水处理技术。在处理过程中，最常见且关键的就是水消毒技术。消毒技术的科学应用，在一定程度上可以保障水质的安全性。但是，农村地区饮用水消毒技术，在推广和使用过程中，仍旧面临着一些挑战。研究农村地区饮用水消毒技术，将其作为当前的重点工作。

一、农村地区饮用水概述

农村地区饮用水主要是指供农村人口日常生活使用的水，包括餐饮、饲养牲畜以及洗漱等各个方面。2021年，我国水利相关部门负责人指出，结合现行标准，我国贫困地区人口的饮水安全问题，已经得到妥善解决，而农村地区面临的苦咸水及饮水型氟超标也实现了科学解决。在农村地区，在通常情况下，饮用水来自湖泊、河流、水库、水井等，在石漠化资源性缺水地区，雨水成为最重要的水源，为了确保饮用水安全，就要做好净化处理。

农村地区饮用水具有一定的特殊性。这种特殊性主要表现在水源地方面。地下水和地表水，是农民用水和取水的重要途径，关于农村饮用水水源地，其特殊性表现在以下三个方面。

供水方式。结合供水方式，农村饮用水水源地供水主要有两种：一种是集中式供水；另一种是分散式供水。常见的是分散式供水，特别是山较多的地区，由于农民居住较为分散，都是需要寻找合适的水源当作水源地，此种供水具有分散性、规模小以及数量多等特点。而集中式供水是农村集体开发的水源地，常见的是水井。

水源地类型。从水源地类型来讲，集中式供水往往是通过自建水井抽取浅层地下水。而分散式供水，往往是将坑塘和山泉等水源，当作取水地。

水源地选址。大部分选址都是农民自发组织，没有经过专业规划，存在一定的随意性，这就使得其缺少监管。缺乏水源地水质水量监测，农村供水相对比较分散，并且供水量有时候会受季节或气候影响，存在不稳定性。大多数都是通过山泉直接进行取水，以铺设暗管形式，当作饮用水直接进行饮用，中间并没有检测水质，或者使用一些过滤装置，长此以往，会影响身体健康。尽管我国推行自来水进农村，但是，并没有全面普及。所以，对于农村地区的饮用水，还存在很多问题，需要重点关注。

二、农村地区饮用水消毒的必要性

农村地区饮用水包括分散供水和集中供水两种形式。为了确保饮用水安全，就要重视饮用水消毒工作。农村地区饮用水消毒必要性主要體现在三个方面。

第一，分散式供水。基本上属于水窖存水，存留时间过长，水温低于地表温度，并且窖内水温变化往往在4℃上下，这种稳定的水温可以为水质的稳定提供重要保障。然而，在过滤和水源收集过程中，会存在很多微生物，水中总大肠菌群及菌落总数往往超标，这时就要对水窖中的水进行消毒。

第二，采用集中供水的方式，经常会受季节影响。一般来说，水量分成丰水期和枯水期。在水源处，枯水期水质较清澈，指标处于合格状态下。而在丰水期，水中经常会含有泥沙，使得水体较为浑浊，水中微生物指标如总大肠菌群、菌落总数存在超标现象。这就要通过消毒和过滤，这样才能确保饮用水满足卫生标准。

第三，科学技术的进步和发展，一些新产品应运而生。比较严重的就是农药，农民在除草或者除害虫过程中，一些化学元素会逐渐渗透至饮用水中，若是不消毒，就会对人们的生命安全产生威胁。同时，农村森林乱砍乱伐逐渐严重的情况下，山体滑坡严重，若是没有对水源地进行科学保护，一些山泉水就会出现浑浊现象，导致细菌增多，此时就要采取消毒或者过滤的方式，确保水质安全。由此可见，农村地区饮用水消毒非常有必要。

三、农村地区饮用水消毒技术

针对我国农村，自来水厂主要水来源于地表水，基本上都受到工业废水与生活污水的污染，自来水厂利用过滤或者沉降措施，往往不能完全将有害微生物以及病菌处理干净，若是直接饮用这类水，很可能会传播各类疾病，不利于人体健康。我国农村生活污水以及矿区废水等，都会对农村水质安全产生影响，为了进一步确保农村饮用水的可靠性及安全性，让人们喝上安全的自来水，就要采用消毒技术，将农村地区饮用水中的微生物或者病菌加以处理。

（一）物理消毒技术

在农村地区饮用水消毒中，采用物理消毒技术，可以将水中致病菌的灭火生物蛋白质以及遗传物质加以改变，最终达到良好的消毒效果。

1.二氧化钛光催化消毒法

它主要是利用二氧化钛光催化反应，形成较强的氧化性羟基自由基，从而将水中大分子有机物进行氧化分解。从本质上来说，二氧化钛属于一种光催化剂，没有任何毒害，也不会对水体造成污染。除此之外，它还是不溶于水的一种固体物质，不管是在运输还是存储方面，都非常方便。采用二氧化钛光催化技术，对农村饮用水进行处理，已经成为研究的重点。

2.紫外线消毒法

在农村饮用水消毒中，利用紫外线消毒技术，具有消毒彻底、运作简单和维护费用低等优点。它主要是使用波长为200～275纳米范围内的紫外光照射微生物。在紫外光中，存在一定的光子能量，可以让生物蛋白质变性失活，对生物核酸快速破坏，进而阻碍微生物的繁殖以及发育，将水中致病菌加以消灭。采用紫外线消毒法，既不会出现无机副产物，又不会产生有机副产物，可以安全快速地将微生物消除。然而，在利用紫外线消毒过程中，消毒效果在不同程度上会受一些因素的影响，包括水中离子强度、紫外光照强度以及水的浊度。所以，在开展消毒作业时，对水澄清度有着一定要求。针对这一问题，可以利用水预处理来解决。同时，针对管网中水的二次污染，紫外线消毒并无法将这一问题解决，它在农村饮用水消毒方面得到广泛的应用。

（二）化学消毒技术

在农村饮用水中投加化学药剂，可以生成强氧化还原等物质，将水体中微生物细胞酶等遗传物质破坏，达到最终的消毒效果。电化学消毒原理如图1所示。

1.电化学消毒

电化学消毒技术，被广泛应用在降解环境有机污染物中。伴随科学技术的进步，各种新型材料应运而生，为农村地区饮用水消毒奠定了坚实基础。这种消毒技术，之所以具备良好的灭菌能力，主要依赖于电极表面产生的间接或者直接氧化反应的协同效应。关于电化学消毒，基本原理如图2所示，主要是在电解期间，会形成强杀菌活性氧，包括H2O2，也会出现活性氯，包括ClO3等活性化学物质，这些物质在电场的诱导下，会从孔隙自由进入至微生物内部，造成细胞损伤，从而达到灭菌的最终目的。

2.氯化消毒

在農村地区饮用水消毒中，当前使用最广泛的就是含氯制剂。它是一种价格低廉且有效的饮用水消毒剂。一般情况下，水源中的水，在经过氯化消毒之后，可以将病菌去除，但是，也会出现一些消毒副产物，最常见的就是“卤乙酸”“卤代醛”以及“三卤甲烷”，关键是不能挥发的“卤乙酸”和可以挥发的“三卤甲烷”，它们都是致死、致残以及致癌类物质，对人的身体健康会造成严重威胁，想要确保管网应有的消毒能力，对管网末梢就有一定要求，就是存在相应的余氯量。但是，若是余氯量太多，则会使得饮用水存在很大气味，降低感官指标。在实践中，尽管氯化消毒存在上述不良问题，但是，尤其成本低和消毒效果好，至今还被应用在饮用水消毒中。

农村地区，常见的含氯消毒剂主要有三种：一是漂白粉。使用漂白粉消毒过程中有一定的要求，就是被消毒的水中不应存在容易形成恶臭的化学污染物，加之亚氯酸钠在一定程度上可以保障水中的钙离子等产生沉淀，最终使管线或者投药设备出现结块现象。此类消毒方式会导致产生的余氯消失较快，若是有效时间维持补偿，就不适合应用在管道输送饮用水中，作为消毒剂使用。二是漂白水。它的主要成分是次氯酸钠，不仅成本较低，而且有着良好的杀菌效果，将其使用在饮用水消毒中，可以控制水中的铁离子。在现实生活中，往往会采用次氯酸钠发生器，操作起来比较简单，且费用不高，在农村地区饮用水消毒中，扮演着重要角色。三是漂粉精。它的主要成分为次氯酸钙，由于价格比较低廉，一直被广泛使用。但是，也存在一定缺陷，就是溶解相对困难，在完成消毒工作后，经常会留一层白色沉淀物。

（三）联合消毒技术

无论是哪种消毒技术，在不同程度上使用中会存在缺陷。要将单一消毒技术的最大价值发挥出来，在实际应用中，可以将两种或者两种以上的消毒技术联合使用，从而弥补单一技术存在的不足。现阶段，不管是国内还是国外，很多饮用水处理厂已经开始应用联合消毒供给，消毒农村地区的饮用水。其中，主要有以下两种方法。

1.氯和臭氧联合消毒法

采用臭氧消毒技术，一般情况下，不会出现有机副产物，不但消毒速度快，而且能够有效灭活“两虫”。然而，需要格外注意，对臭氧浓度以及接触时间加以合理控制。这样在某种条件下规避出现的溴酸盐化合物，达到良好的消毒效果。结合实践来看，若是有效氯含量一样，与单一消毒技术相比，采用联合消毒技术，可以进一步增强大肠杆菌的去除率，还能有效降低“三氯甲烷”生成量。

在出水微生物指标相同的情况下，组合消毒工艺在微生物去除方面，效果会更好，并且生成的消毒副产物也会减少。

2.氯和氯胺联合消毒法

农村地区饮用水在消毒过程中，通过采用游离态氯能够在较短时间内，达到消毒效果。氯消毒作用在确定时，最大程度地将水中天然有机物以及单质氯反应生成的消毒副产物数量加以降低。可以充分利用氯胺消毒的特点，将其持续性发挥到最大化，对管网中的水质稳定性加以有效维持。除此之外，不管是氯胺消毒，还是对氯的单独使用，都要特别关注，把握好消毒剂的实际作用时间。有关学者在研究水中微生物稳定性过程中，指出消毒剂浓度越高，其稳定性就会越差，进而将微生物再次生长的潜能激发出来。

四、结语

综上所述，为了提高农村地区饮用水安全性，将消毒技术的最大价值发挥出来，要树立可持续发展理念，明确农村应用饮用水的基本内涵，掌握农村地区饮用水消毒的重要性，结合当前我国农村地区饮用水特点以及实际情况，采用科学有效的消毒术，确保农村饮用水更加安全可靠，满足农村地区生产和生活的现实需求，以此提升人们的用水安全。

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作者简介：陆夏铭（1979），女，广西壮族自治区百色市人，硕士，副教授、工程师，研究方向为环境影响评价及污水处理技术。