PDF《船上生活饮用水中亚硝酸盐污染及其治理》

第20 卷第2 期海洋环境科学Vol .

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1 年5月MARI NE ENVI RONMENTAL SCI ENCE M ay , ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !

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0 1 船上生活饮用水中亚硝酸盐污染及其治理 金明明, 冯旭文, 曾江宁 (国家海洋局第二海洋研究所, 国家海洋局海底科学重点实验室, 浙江 杭州

310012 ) 摘要:经测定, 某航次船上饮用开水中亚硝酸盐的浓度为0 .180 mg/ dm3 , 超过GB

8537 -87 标准35 倍;

冷自 来水中为1 .76 mg/ dm3 , 超标350 倍.航次结束后, 从码头自来水管取的四份水样中亚硝酸氮则全部未检出. 本文报道了船上饮用水与生活用水受到具有致癌性的亚硝酸盐污染, 并为消除亚硝酸盐污染提出了对策. 关键词:亚硝酸盐污染;

生活饮用水;

船;

给水系统 中图分类号: X52 文献标识码: A 文章编号: 1007-6336 (

2001 ) 02-0038-04 Nitrite pollution of domestic drinking water in the Vessel and its treat ment JI N M ing- m ing , FENG Xu- wen , ZENGJiang-ning (Second Institute of O ceanography , Key Lab of Submarine Geoscience , SOA, H angzhou

310012 , China ) Abstract : During a cruise of

71 days and in the vessel , the nitrite in boiling drinking water is

0 .180 mg/dm3 , and

35 ti mes higher than GB

8537 -87 ;

the nitrite in cold tap water as domestic usage

1 .73 mg/dm3 , and

350 ti mes higher . But the nitrite was unde- tectable to the four rawsa mples in cold tap water at the harbor . w e reported that the drinking water and domestic water in the ves- sel were polluted by nitrite of carcinogenicity , and propose the way to treat the nitrite pollution . Key words : nitrite pollution ;

domestic drinking water ;

vessel ;

feed-system 在某海洋考察航次中, 作者承担海水样品 中的 NO-

2 - N、 NO-

3 - N 和NH+

4 - N 的分析.在 最初的几天测量时, 有几滴测定液落到水槽 里, 约5 m in 后槽中少量的水体显深红色, 其 色度远远深过海水样品所显的颜色.为了解 释这一每次出现的现象, 作者开始对船上各种 生活饮用水的 NO-

2 - N 进行测量.到45 d 后 海水分析结束为止, 一直检测到在冷自来水中 有高浓度的 NO-

2 - N 污染.

1 实验方法 生活饮用水按照 GB

7493 -

87 进行监 测, 其中, NO-

2 - N 用重氮偶氮法测量 [

1 ] .所用 试剂均为分析纯, 仪器是日本SH I MADZU 公 司的 UV -1206 和上海分析仪器厂生产的723 分光光度计.标准曲线方程由国家海洋局杭 州标准物质中心配制的亚硝酸盐国家一级标 准溶液GB w08638 给出. 饮用开水取自船上全体人员灌饮用开水 的一个电水箱;

冷自来水与热自来水取自船上 实验室或生活区的水管;

超纯水是经反渗透和 离子交换的纯水.为了确认船上生活饮用水 的NO-

2 - N 污染是否源于码头自来水, 在船靠 码头后, 作者从码头自来水管中采取了4 份水 收稿日期: 2000-08-14 , 修改稿收到日期: 2000-10-15 基金项目:中国首次北极科学考察项目资助;

国家重点基础研究专项 东、 黄海生态系统动力学与生物资源可持续利 用 项目资助 (G19990437 ) 作者简介:金明明 ( 1962- ) , 男, 浙江宁波人, 助理研究员, 从事海洋环境化学和化学海洋学工作. 样;

并连带从一个旧的饮用水铁筒中, 取了饮 用水水样.在采水样之前, 每一个无氮的采样 瓶或管先用被采样水反复、 仔细地洗5 遍.

2 结果与讨论

2 .1 N0 -

2 - N 的测定结果 三种船上饮用水和两种码头饮用水中 N0 -

2 - N 的测量结果 (见表1 ) .冷自来水中的 N0 -

2 - N 浓度 (

1 .76 m g/ dm3 ) 比饮用开水 (

0 .180 mg/ d m3 ) 高约10 倍, 比该海区海水中的浓度 最高值0 .0175 mg/ d m3 高了100 倍.正是自 来水中如此高含量的 N0 -

2 - N 与少量测定液 作用5 m in 以后, 水槽水体显深红色.按照 GB8537 -87 [

2 ] , 饮用水中N0 -

2 - N 含量0 .005 mg/ d m3 为合格.这样, 饮用开水中 N0 -

2 - N 含量超过国家标准35 倍;

冷自来水则超标

350 倍. 表1 表明, 船上冷自来水、 热自来水和饮 用开水中 N0 -

3 - N 的含量低于 (

0 .505

0 .020 ) mg/ d m3 , 码头自来水低于 (

0 .558

0 .020 ) mg 表1 三种船上生活饮用水和两种码头 生活饮用水中三氮的含量1 ) T ab .1 N itrite- N itrate- ammonia contents in the domestic drinking Waters in the vessel and Wharf 三氮 / mg・ dm-3 冷自 来水 热自 来水 饮用 开水 码头 自来水 码头 饮水 杭州 纯水 N0 -

2 - N

1 .76

0 .211

0 .180 ―

1 .20 ― N0 -

3 - N

0 .508

0 .307

0 .267

0 .489 ― ― N~-

3 - N ― ―0 .003

5 nd nd ―

1 )表中数据为两次测定平均值 (相对误差为

3 .0 % ) ;

― 为低于检测下限;

nd 为未检测. / d m3 .这些值均远远低于国家标准 GB

8537 -87 所规定的 N0 -

3 - N 浓度45 mg/ d m3 .同时, 上述水样中 N~+

4 - N 浓度均低于2 .0 mg/ d m3 .从上述测量结果可以看到, 码头自来水 未受到三氮的污染.

2 .2 N0 -

2 - N 污染的可能机理及其污染场所 以电子活度 ( pE ) 为自变量来作水中 N~+

4 - N0 -

2 - N0 -

3 系统的形态浓度对数方程 [

3 ] , 那么 可以看到: N0 -

2 在pE

2 !10 之间只有6 !7 很小的范围内稳定存在;

此时水体 D0 水平为

10 -25 Pa .所以, N0 -

2 稳定存在的一般条件是 贫氧水平.而船上封闭的给水箱和水管中的 水体一直处于贫氧状态. N 在出厂自来水中主要以 N~+

4 或N0 -

3 形式存在;

只有被微生物催化时才有常温压下 水中 N 的转化 [

3 ] .这样, 除了被 N0 -

2 化学污 染这种稀有的外源性情形外, 高浓度的 N0 -

2 只能由微生物催化而生成.给水系统 (给水箱 和水管) 内微生物群落亚硝化作用的可能机 理[3!5]如下: 船刚建成时, 给水箱和水管内不存在微生 物群落.灌入自来水后, 给水箱的静水压使占 干燥空气体积79 % 的N2 溶解在水中.根据 亨利定律,

25 C 时N2 在水中的溶解量约为

496 mol/ d m3 .此时, 溶解N原子量(992 m ol/ dm3 ) 是冷自来水中 N0 -

2 - N (表1 中1 .76 mg/ d m3 的N0 -

2 - N 相当于

38 mol/ d m3 的N0 -

2 - N) 的26 倍.也就是说, 给水箱内水中 的溶解 N 完全可以成为 N0 -

2 - N 污染的来源. 随着时间的延续, 自来水中固氮菌属 ( a- Zotobacter ) 、 几种梭菌属 (clostridiu m) 以及蓝 绿藻 (blue-green algae ) 可以进行复杂的固氮 作用 [

3 ,

4 ] .另一种途径是, 水生微生物直接将 溶解 N 转化为有机质中的 N, 如蛋白质中的 R- N~2 , 然后降解成 N~+

4 .接着, 水中少量的 亚硝化毛杆菌 (Nitroso monas ) 将N~+

4 氧化成 N0 -

2 ;

或者 N~+

4 与水中的C0

2 合成 N0 -

2 , 同 时生成亚硝化毛杆菌 [

5 ] .从此, 微生物群落 进入亚硝化毛杆菌占优势种的成熟稳定阶段. 这就是一些水厂出水中的 N0 -

2 - N 浓度比源 水中更高 [

6 !

8 ] 的原因. 此外, 连接给水箱 (或锅炉) 至出水口之间 的水管也处于贫氧状态, 也可以同时被亚硝化 毛杆菌群落附着, 并发生亚硝化反应.所以, 水管中同样存在水质被 N0 -

2 - N 污染的问题. 由此可以断定: 船上自来水以及饮用开水 中N0 -

2 - N 的污染是由给水系统 (给水箱和水

9 3 第2 期 金明明等:船上生活饮用水中亚硝酸盐污染及其治理对策 管) 内的微生物群落造成.间接的一个证据 是: 码头铁筒中饮用凉水含有1 .2 mg/ d m3 的NO-

2 - N, 超过 GB

8537 -87

240 倍以上.十 分明显, 正........