清华大学&给水排水 | 饮用水水质指标及处理技术科普：微生物指标

水中可能存在的病原微生物包括尺寸极小的病毒（如肠病毒）、尺寸居中的有害细菌（如霍乱菌）及尺寸较大的原后生动物（如隐孢子虫和贾第鞭毛虫，俗称“两虫”）等。不同病原微生物的致病性不同（图1）。所谓致病性或致病能力，即引起腹泻、呕吐、发烧等急性疾病时所摄入的病 原微生物的数目。一般来说，病毒的致病性最强 ，如腺病毒、轮状病毒和甲肝病毒，摄入数个或数十个病毒即可引发急性疾病。 “两虫”的致病性也很强，稍弱于上述几种病毒。 而 多数病原菌 ，如沙门氏菌、大肠杆菌的 致病性则稍弱 。实际上，水中的大多数细菌对人是无害的。

图片来源：【科普】如何预防介水传染病！

病毒场景模型图（图源：千图网）

“两虫”场景模型图（图源：千图网）

病原菌大肠杆菌场景模型图（图源：千图网）

饮用水处理采取 “多级屏障” 策略来降低出厂水中病原微生物的浓度。所谓多级屏障，即依赖于多个工艺单元来控制病原微生物，每一个工艺单元被称为一级屏障。 最常采用的屏障包括过滤和消毒两种。 过滤在前，消毒在后。 过滤可以去除水中绝大部分的病原微生物，而消毒则进一步灭活水中残存的病原微生物。 相比而言，过滤对“两虫”的去除能力要高于对病毒的去除能力。与之相反，传统消毒剂游离氯（包括氯气、次氯酸和次氯酸根）对病毒具有更好的灭活效果，对“两虫”的灭活能力较差。所以说，过滤和消毒两者不可或缺，一定程度上说是互为补充。

自来水厂滤池，照片由北京市自来水集团有限责任公司提供

自来水厂滤池，照片由苏州市自来水有限公司提供

在上一篇 《浊度》 中我们讲到， 浊度是间接的微生物指标。 一般而言，滤后水的浊度越低，其中的病原微生物浓度也越低，也越有利于后续消毒单元对病原微生物的灭活。因此，自来水厂都在努力降低滤后水的浊度，确保不超过内控指标（如0.3 NTU）。一些水厂采用了较为新型的超滤工艺，容易实现滤后水浊度低于0.1 NTU。设计和运行良好的“混凝+沉淀+砂滤”常规工艺水厂，也较容易实现滤后水浊度值低于0.1 NTU。低浊度尤其反映工艺对隐孢子虫的去除能力（表1）。消毒对病原微生物的灭活率则主要取决于所谓的CT值。CT值是一个较为专业的概念。简单理解，增加出厂水中消毒剂的浓度，延长消毒剂与水的接触时间，可以提高CT值，从而提升消毒剂的灭活效果。由于传统自由氯消毒剂对“两虫”的灭活能力较差，当存在“两虫”风险时，水厂会采用臭氧、二氧化氯或紫外线消毒技术，提升消毒效果。

注1：常规工艺是指由混凝、沉淀和砂滤组合而成、以砂滤为核心的水处理工艺。

注2：滤后水混合水是指工艺中所有滤格的产水汇合后、进入消毒工段前的混合水。

注3：数值代表95%保证率水平下的浑浊度值，即所有水样中至少有95%的水样的浊度值低于此数值。

饮用水中未检出总大肠菌群和大肠埃希氏菌以及菌落总数值很低，极大可能代表其中的病原微生物浓度极低，该饮用水是卫生的。

浊度是更为间接的微生物指标。 浊度指标的优势在于非常容易检测、检测成本极低，多数水厂都实现了在线浊度监测。 相比而言， 贾第鞭毛虫和隐孢子虫非常难以检测、检测成本高 ，两虫 (及许多微生物) 检测实时性差，我国《标准》对“两虫”指标的 检测频率 要求是 2次/年 。因此，与检测贾第鞭毛虫和隐孢子虫等直接微生物指标同等甚至更为重要的是，加强浊度等间接微生物指标的检测，对保障饮用水卫生非常有利。此外，如前所述，确保消毒过程满足CT值要求，在输配水管网中维持一定的消毒剂余量（浓度水平），也至关重要。

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编校：王祺、李新鑫

审核：张彬