聚合氯化鋁(PAC)已成為許多水廠使用的凈水劑。目前,國(guó)內(nèi)監(jiān)測(cè)該產(chǎn)品的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè),一是國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)、檢疫局2009年發(fā)的GB 15892-2009 生活飲用水用聚氯化鋁(以下簡(jiǎn)稱“國(guó)標(biāo)”);二是衛(wèi)生部制定的《生活飲用水化學(xué)處理劑衛(wèi)生安全評(píng)價(jià)規(guī)范》,2001年9月1日起施行(以下簡(jiǎn)稱“規(guī)范”)。這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)不一致,執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的政府機(jī)構(gòu)也不一致,這使生產(chǎn)PAC的廠家和使用PAC的水廠就無(wú)所遵從。按GB 15892-2009 執(zhí)行,鎘、鉛、Al不合格,按“規(guī)范”執(zhí)行,汞、鉻不合格。為什么會(huì)出現(xiàn)此類現(xiàn)象呢?主要是沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一的檢測(cè)方法,為此,對(duì)聚合氯化鋁產(chǎn)品的評(píng)價(jià),根據(jù)我們的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),對(duì)兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)提出幾點(diǎn)建議:
一、對(duì)GB15892-2009國(guó)標(biāo)的建議
國(guó)標(biāo)共規(guī)定了十項(xiàng)指標(biāo),其中五項(xiàng)為功能性指標(biāo)(氧化鋁、鹽基度、密度、不溶物、pH值),五項(xiàng)為有毒有害指標(biāo)(砷、鉛、鎘、汞、六價(jià)鉻)。
1、關(guān)于pH指標(biāo)。指標(biāo)規(guī)定為3.5~5.0(10g/L水溶液)。我們認(rèn)為此項(xiàng)指標(biāo)可以取消,因?yàn)镻AC的pH值與鹽基度呈正相關(guān),當(dāng)鹽基度到達(dá)國(guó)標(biāo)規(guī)定的下限值40%時(shí),pH值一般不會(huì)低于3.5,同樣在鹽基度到達(dá)國(guó)標(biāo)規(guī)定的上限值90%時(shí),pH值也不會(huì)超越5.0,即使超過(guò),對(duì)水處理也有利無(wú)害,因?yàn)檫@時(shí)PAC對(duì)水的pH值降低影響減少了。
2、關(guān)于密度指標(biāo)。指標(biāo)規(guī)定為≥1.12。我們認(rèn)為此項(xiàng)指標(biāo)也可以取消,因?yàn)樵诜袭a(chǎn)品氧化鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥10.0%,鹽基度40-90%的情況下,根據(jù)我國(guó)目前所使用的原料主要為氫氧化鋁及鋁酸鈣粉等,其產(chǎn)品密度不會(huì)低于1.12,若出現(xiàn)低于1.12,而其他指標(biāo)又合格,則這樣的產(chǎn)品會(huì)更清澈、更好。
3、增加COD指標(biāo)。由于市場(chǎng)上有部分PAC產(chǎn)品是用副產(chǎn)品鹽酸生產(chǎn)的,有可能將毒性較大的苯系物、染料以及農(nóng)藥中間體等有機(jī)物帶入產(chǎn)品,因而國(guó)標(biāo)規(guī)定應(yīng)采用工業(yè)合成鹽酸,這是非常正確的。但標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有相應(yīng)的檢測(cè)指標(biāo),由于有機(jī)物種類繁多,很難檢測(cè)。曾設(shè)想用氣相色譜法,選用適當(dāng)?shù)纳V柱檢測(cè)其出峰總面積,但是難度不小,目前PAC生產(chǎn)廠也不具備此條件。而采用檢測(cè)COD(鉻法或錳法) 則比較現(xiàn)實(shí)可行, 一些有機(jī)物會(huì)在COD值上反映出來(lái)。現(xiàn)行水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)耗氧量也有規(guī)定(CODMn≤3.0mg/L),因而在PAC標(biāo)準(zhǔn)中增加COD指標(biāo)是合理的。若在PAC中復(fù)配入某種有機(jī)助凝劑,則另當(dāng)別論。
4、恢復(fù)硫酸鹽指標(biāo)。一些水廠在使用PAC過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)槽壁及管道中出現(xiàn)嚴(yán)重的針狀結(jié)晶物,這主要是硫酸鈣(CaSO4·2H2O),因?yàn)槎鄶?shù)生產(chǎn)廠使用鋁酸鈣調(diào)鹽基度,在產(chǎn)品中含有大量的鈣離子,硫酸鈣在水中的溶解度小, 但在PAC中的化學(xué)變化過(guò)程不甚明確,造成產(chǎn)品運(yùn)至水廠后,會(huì)在設(shè)備中逐漸析出。因此在產(chǎn)品中規(guī)定SO42-限制值,對(duì)保證水廠設(shè)備正常運(yùn)行是有必要的。
5、適當(dāng)放寬氧化鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)指標(biāo)至8.0%。水廠在使用液體PAC時(shí),多數(shù)是稀釋后再投加,上海水司一般稀釋成3%(Al2O3),美國(guó)水廠稀釋成0.5%(Al2O3),即稀釋3-20倍后使用,放寬后對(duì)水廠實(shí)際使用毫無(wú)影響。放寬后衛(wèi)生毒理指標(biāo)( 砷、鉛、鎘、汞、六價(jià)鉻)以及供需雙方計(jì)價(jià)仍應(yīng)折算成10.0%。這對(duì)利用國(guó)家鋁礦產(chǎn)資源及降低生產(chǎn)成本,節(jié)能降耗等方面都是有利的,對(duì)研制多元聚鋁新產(chǎn)品也創(chuàng)造了條件。
6、增加混凝效果指標(biāo)。PAC主要功能是對(duì)原水的去濁作用,通過(guò)混合、反應(yīng)、沉淀、過(guò)濾,使水質(zhì)達(dá)到較可能低的濁度值,同時(shí)減少了微生物等吸附量。也希望形成的礬花粗大緊密,沉降快易于過(guò)濾,對(duì)延長(zhǎng)過(guò)濾周期,減少反沖洗及污泥處理均有好處,也就是許多研究工作者的追求目標(biāo)。新國(guó)標(biāo)增加了附錄A(混凝性能的判定),顯然強(qiáng)調(diào)了這一主要功能,但能否有具體的量化指標(biāo)?由于原水的物理化學(xué)性質(zhì)各異,反應(yīng)條件影響大,要制定量化指標(biāo)及評(píng)價(jià)方法有難度,建議能否用高嶺土,純水配制規(guī)定濃度的人工原水(如100mg/L),用附錄A的方法,在20-25℃水溫,用國(guó)內(nèi)通用的六聯(lián)攪拌機(jī)進(jìn)行混凝試驗(yàn),投加某一劑量(如1mg/L) 的Al,要求達(dá)到澄清水的濁度為1NTU。有些水廠片面考慮性價(jià)比,用混凝效果差,價(jià)格便宜的PAC,用增加投加量來(lái)使?jié)岫冗_(dá)標(biāo),殊不知增加投加量的同時(shí),帶入水中的雜質(zhì)(如鋁離子)也多了,對(duì)人體有害無(wú)益。如果量化指標(biāo)有困難,是否可以用文字表述,例如“水廠水質(zhì)部門對(duì)來(lái)自各方的凈水劑應(yīng)進(jìn)行混凝試驗(yàn)對(duì)比,根據(jù)試驗(yàn)對(duì)比數(shù)據(jù),有權(quán)擇優(yōu)選用(適當(dāng)考慮性價(jià)比),有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)充分尊重水質(zhì)部門的意見(jiàn)。”不可否認(rèn),在目前有少數(shù)水廠領(lǐng)導(dǎo)憑關(guān)系,憑上層領(lǐng)導(dǎo)意志決定取舍,而不是將千家萬(wàn)戶的飲用健康放在前面。
二、對(duì)衛(wèi)生部2001年9月1日實(shí)施的《生活飲用水化學(xué)處理劑衛(wèi)生安全評(píng)價(jià)規(guī)范》的建議
“規(guī)范”主要監(jiān)測(cè)飲用水化學(xué)處理劑中的有毒有害物質(zhì),以保證飲用水衛(wèi)生健康,對(duì)功能性指標(biāo)不列入。對(duì)PAC主要是砷、鉛、鎘、汞、六價(jià)鉻五項(xiàng)毒理指標(biāo)。“規(guī)范”要求PAC加入水中后其容許限值為水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的10%,以鉛為例,鉛的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值為0.01mg/L,則加入某一計(jì)量的PAC到純水中后,水中鉛不得超過(guò)0.001mg/L。
具體檢測(cè)方法是PAC樣品采集配制后,按照水質(zhì)檢驗(yàn)方法檢測(cè)出PAC的含鉛量,然后按下式計(jì)算:
ρ=ρ1×(1/1000)×ρ2—“規(guī)范”文本中式(5)
式中:
ρ一有害物質(zhì)被帶入飲用水中的濃度,μg/L;
ρ1一樣品中有害物質(zhì)的含量,μg/g;
ρ2一生活飲用水化學(xué)處理劑建議的評(píng)價(jià)劑量,mg/L。
對(duì)于PAC,“規(guī)范”建議的評(píng)價(jià)劑量為25mg/L(以Al表示),說(shuō)是建議,基層衛(wèi)生行政部門卻是照此執(zhí)行的。
國(guó)標(biāo)規(guī)定液體PAC含Al2O3≥10.0%,換算成Al為≥5.3%,則25mg/L的Al劑量換算成PAC原液為25/0.053=472mg/L, 若PAC中含鉛量為0.001%(10μg/g) ,按照“國(guó)標(biāo)”為合格,但是按式(5)計(jì)算:ρ=10μg/g×(1/1000)×472mg/L=0.01μg/mg×472mg/L=4.72μg/L,對(duì)“規(guī)范"而言,此值已經(jīng)超標(biāo)4.72倍。亦即同一產(chǎn)品,按“國(guó)標(biāo)”為合格,按“規(guī)范”為不合格。
筆者建議:
1、“國(guó)標(biāo)”與“規(guī)范”不匹配,關(guān)鍵是評(píng)價(jià)劑量的數(shù)值25mg/L(以Al表示)。實(shí)際上水廠使用PAC的投加量一般約為1mg/L(以Al表示),即20mg/L(以PAC表示)左右, 建議將評(píng)價(jià)劑量改為采樣時(shí)水廠的實(shí)際投加量,其實(shí)“規(guī)范”將容許限值定為水質(zhì)限值的10%,健康系數(shù)夠高了。
2、檢測(cè)方法應(yīng)以“國(guó)標(biāo)”為準(zhǔn)。例如鉛的測(cè)定,“規(guī)范”和“國(guó)標(biāo)”均采用無(wú)火焰原子吸收分光光度法,但“規(guī)范”用標(biāo)準(zhǔn)曲線法,而“國(guó)標(biāo)”2003修訂時(shí)對(duì)鉛的檢測(cè)方法進(jìn)行專題研究,發(fā)現(xiàn)由于受PAC中基體影響,標(biāo)準(zhǔn)曲線法的回收率偏高約300%,采用標(biāo)準(zhǔn)加入法回收率較好,故采用標(biāo)準(zhǔn)加入法。偏高三倍的方法誤差是不能忽視的。
3、按“規(guī)范”式(5)中對(duì)五項(xiàng)毒理指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算比較。(評(píng)價(jià)劑量ρ2按500mg/L液體PAC計(jì)),發(fā)現(xiàn)砷“國(guó)標(biāo)”與“規(guī)范”相同,鎘、鉛按照“國(guó)標(biāo)”合格,“規(guī)范”不合格,汞、六價(jià)鉻按照“國(guó)標(biāo)”超標(biāo),但是“規(guī)范”仍合格,見(jiàn)下表:
水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(μg/L) | 規(guī)范(μg/L) | 國(guó)標(biāo)(μg/L) | ρ(μg/L) | 備注 | |
砷 | 10 | 1 | 2 | 1 | 國(guó)標(biāo)與規(guī)范一致 |
鎘 | 5 | 0.5 | 2 | 1 | 國(guó)標(biāo)合格,但規(guī)范不合格 |
鉛 | 10 | 1 | 10 | 5 | 國(guó)標(biāo)合格,但規(guī)范不合格 |
汞 | 1 | 0.1 | 0.1 | 0.05 | 國(guó)標(biāo)不合格,但規(guī)范合格 |
六價(jià)鉻 | 50 | 5 | 5 | 2.5 | 國(guó)標(biāo)不合格,但規(guī)范合格 |
這種不匹配現(xiàn)象是由于水質(zhì)指標(biāo)與PAC國(guó)標(biāo)的相對(duì)值不同,而由相同的式(5)串聯(lián)形成,能否合理解決?
產(chǎn)品國(guó)標(biāo)及衛(wèi)生規(guī)范企業(yè)需要嚴(yán)格執(zhí)行,但標(biāo)準(zhǔn)是人制定的,與時(shí)俱進(jìn),每隔數(shù)年,標(biāo)準(zhǔn)要修訂。以上建議供有關(guān)部門及專家們參考。希望國(guó)標(biāo)修改時(shí),國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫局能邀請(qǐng)國(guó)家衛(wèi)生部的有關(guān)部門共同協(xié)商制定。