摘要：对当前我国地面水环境污染状况进行了归纳，认为氨氮污染是我国饮用水处理中普遍面临的问题。对饮用水中氨氮浓度过高可能产生的水质问题进行了探讨，认为可能造成饮用水中亚硝酸盐浓度过高。国内外饮用水标准的比较表明，欧洲国家对饮用水中氨氮有严格的要求，我国对水源水的氨氮限值有规定，但饮用水标准中没有规定，应该逐步推行氨氮标准。目前去除氨氮的最好方法是生物预处理技术。
关键词：饮用水 氨氮 水质标准
1 饮用水处理中氨氮问题现状
作为有机生命体的重要组成元素，氮在自然环境中存在一个循环过程。由于城市人口集中和城市处理相对不力，以及农业生产大量使用化学肥料，使地表水体中的氨氮达到了较高的浓度。
根据90年代中国环境状况公报［1～7］的统计(见表1)，我国地表水环境污染状况堪忧，七大水系中仅长江、珠江情况较好，且水质有逐年下降的趋势，氨氮在地表水体超标污染物中出现频率非常高。
上海某水厂从黄浦江下游取水，1995年其原水氨氮变化如图1所示。从图中可以看出，该厂原水氨氮污染较严重，很多时间在2mg/l以上，最高可达6～7mg/l，用如此污染状况的原水生产自来水，需重视氨氮对饮用水水质的影响。
2 氨氮浓度过高时的问题
水中的氮主要以氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮和有机氮几种形式存在。WWW.11665.cOm在特定条件下，如氧化和微生物活动，有机氮可能转化为氨氮。好氧情况下，氨氮又可被硝化细菌氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。
表1 90年代我国七大水系污染状况统计
年份
项目
长江
黄河
珠江
淮河
松花江
辽河
海河
1992
比例
(%)
ⅰ、ⅱ：58；
ⅲ：22；
ⅳ、ⅴ：20
ⅰ、ⅱ：24；
ⅲ： 6；ⅳ、ⅴ：70
ⅰ、ⅱ：47；ⅲ：6；
ⅳ、ⅴ：47
ⅰ、ⅱ：13；ⅲ：20；
ⅳ、ⅴ：67
ⅲ：26；
ⅳ、ⅴ：74
ⅲ：14；
ⅳ、ⅴ：86
ⅰ、ⅱ：16；ⅲ：10；
ⅳ、ⅴ：74
主要
污染物
有机物、酚、氨氮
有机物、酚、氨氮
hg、氨氮
有机物、酚、氨氮
hg、氨氮、酚
有机物、酚、氨氮、hg、cu
有机物、氨氮
1993
比例
(%)
ⅰ、ⅱ：37；
ⅲ：31；ⅳ、ⅴ：32
ⅰ、ⅱ：13；
ⅲ：18；ⅳ、ⅴ：69
ⅰ、ⅱ：29；
ⅲ：40；
ⅳ、ⅴ：31
ⅰ、ⅱ：18.3；
ⅲ：15.7；ⅳ、ⅴ：66
ⅲ：38；
ⅳ、ⅴ：62
ⅲ：13；
ⅳ、ⅴ：87
ⅲ：50；
ⅳ、ⅴ：50
主要
污染物
mn、酚、氨氮、cu、as
mn、酚、bod、氨氮
氨氮、cu、as
mn、酚、氨氮
hg、氨氮、酚
mn、hg、氨氮、酚、cu
mn、酚、氨氮
1994
比例
(%)
ⅰ、ⅱ：42；
ⅲ：29；ⅳ、ⅴ：29
ⅰ、ⅱ：7；
ⅲ：27；
ⅳ、ⅴ：66
ⅰ、ⅱ：39
ⅲ：43；
ⅳ、ⅴ：18
ⅰ、ⅱ：16；
ⅲ：40；
ⅳ、ⅴ：44
ⅰ、ⅱ：6；
ⅲ：23；
ⅳ、ⅴ：71
ⅰ、ⅱ：32；
ⅲ：24；
ⅳ、ⅴ：44
主要
污染物
mn、酚、氨氮、cu、as
mn、酚、bod、氨氮
氨氮、as、
mn
氨氮、
mn
mn、氨氮、酚、cn
-
mn、酚、氨氮、bod
1995
比例
(%)
ⅰ、ⅱ：45；
ⅲ：31；
ⅳ、ⅴ：24
ⅰ、ⅱ：5；
ⅲ：35；
ⅳ、ⅴ：60
ⅰ、ⅱ：31；
ⅲ：47；
ⅳ、ⅴ：22
ⅰ、ⅱ：27；ⅲ：22；
ⅳ、ⅴ：51
ⅰ、ⅱ：4；
ⅲ：29；
ⅳ、ⅴ：67
ⅰ、ⅱ：42；
ⅲ：17；
ⅳ、ⅴ：41
主要
污染物
mn、酚、氨氮
mn、酚、bod、氨氮
氨氮、
mn
mn、氨氮
mn、氨氮、酚
mn、酚、氨氮、bod
1996
比例
(%)
ⅰ、ⅱ：38.8；
ⅲ：33.7；
ⅳ、ⅴ：27.5
ⅰ、ⅱ：8.2；
ⅲ：26.4；
ⅳ、ⅴ：65.4
ⅰ、ⅱ：49.5；
ⅲ：31.2；
ⅳ、ⅴ：19.3
ⅰ、ⅱ：17.6；
ⅲ：31.2；
ⅳ、ⅴ：51.2
ⅰ、ⅱ：2.9；
ⅲ：24.3；
ⅳ、ⅴ：72.8
ⅰ、ⅱ：39.7；
ⅲ：19.2；
ⅳ、ⅴ：41.1
主要
污染物
mn、酚、氨氮、cu
mn、酚、bod、氨氮
氨氮、as、
mn
mn、氨氮
mn、酚、氨氮、hg
mn、酚、氨氮、cu、hg
mn、酚、氨氮、bod
1997
比例
(%)
ⅰ、ⅱ、ⅲ：67.7；
ⅳ、ⅴ：32.3
ⅳ：66.7
ⅰ、ⅱ、ⅲ：62.5；
ⅳ：29.2；
ⅴ：8.3
干流以ⅲ、ⅳ为主
ⅳ：70.6
ⅴ以下：50
ⅴ以下：50
主要
污染物
mn、酚、bod
mn、酚、bod、氨氮
氨氮、hg、
mn
mn、氨氮
mn、酚、bod
mn、酚、氨氮、bod
mn、bod、氨氮
1998
比例
(%)
ⅰ：4；ⅱ：67；
ⅲ：4；
ⅳ：11；
ⅴ：4
ⅱ：24；
ⅲ：5；
ⅳ：47；
ⅴ以下：24
ⅰ：29；
ⅱ：36；
ⅲ：7；
ⅳ：22；
ⅴ：2；
ⅴ以下：4
ⅱ：11；
ⅲ：17；
ⅳ：18；
ⅴ：6；
ⅴ以下：48
ⅰ：5；
ⅱ：19；
ⅲ：4；
ⅳ：10；
ⅴ：9；
ⅴ以下：53
ⅰ：4.5；
ⅱ：2.3；
ⅲ：4.5；
ⅳ：22.7；
ⅴ：4.5；
ⅴ以下：61.4
ⅲ：4；
ⅳ：67；
ⅴ：21；
ⅴ以下：8
主要
污染物
mn、ss、氨氮
ss、酚
氨氮、石油、ss
mn、bod
mn、氨氮、石油、酚
mn、酚、氨氮
酚、石油
注ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ、ⅴ分别表示按照我国地面水环境质量标准划分的ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ和ⅴ类水体。
水中氨氮浓度并非固定不变，而是可在多种氮的存在形式间互相转化。我国地面水环境质量标准的说明［8］中指出了水中三氮(氨氮、亚硝酸氮和硝酸氮)出现的水质意义，见表2。
由表2可知，根据原水中三氮出现情况的不同，水质呈现不同的污染特征。但只要水中有氨氮出现，则表示水体受到新的污染，水体自净尚未完成。自来水厂面对这样的原水，为了保证饮用水安全，应该采取相应的水处理措施。
表2三种含氮化合物在原水中出现的意义
nh
+4-n
no
-2-n
no
-3-n
意义
+
-
-
水新近被污染
+
+
-
新近被污染，分解正在进行
+
+
+
水以前被污染，已开始分解并仍有新污染
-
+
+
水中污染物已分解，趋向自净
+
-
+
旧污染分解已完成，现又有新污染
-
+
-
污染已分解，但未完全自净或硝酸盐还原为亚硝酸盐
-
-
+
水中污染物都已分解并达到了净化
-
-
-
清洁水
注“+”表示在水中出现；“-”表示在水中不出现。
到目前为止还没有看到过饮用水中氨氮危害人体健康的报道，但在地表水体中如果存在较高的氨氮，能对水生生物造成毒害，毒害作用主要是由水中非离子氨(nh3)造成的。水中氨氮以铵根(nh+4)和非离子氨(nh3)两种形式存在，这两种成分的比例随水温和ph值变化，以铵根为主。水中的亚硝酸盐不稳定，易在微生物或氧化剂的作用下转化为硝酸盐和氨氮。硝酸盐和亚硝酸盐浓度高的饮用水可能对人体造成两种健康危害［1～7］，即诱发正铁血红朊症(尤其是婴儿)和产生致癌的亚硝胺，这两种危害都是亚硝酸盐直接造成的，因而对硝酸盐的浓度限制较宽。
自来水中含高浓度的氨氮也可能产生亚硝酸盐的问题，尤其是在我国多层建筑广泛采用的屋顶水箱中。屋顶水箱容易受到二次污染，也容易造成死水，使自来水在水箱中停留较长时间才被用户使用。用含氨氮的自来水厂滤后水加氯后进行贮放试验，结果见图2。试验水样(滤后水)含氨氮1.38mg/l，加氯后水样的余氯为2.0mg/l，密闭贮存于5l棕色瓶内，放置在室内环境中，检测时从中取出少量水样分析余氯、氨氮和亚硝酸盐氮。试验期间水温从25℃逐渐升高至27℃。
由图2可知，2mg/l的余氯经2d就被消耗掉90%，同时开始进行硝化反应。在开始2d内氨氮稍有下降，应该是同水中余氯反应的结果。第5～8d，有一个硝化反应的高峰期，这段时间内氨氮浓度迅速下降，同时亚硝酸盐氮浓度迅速升高，最高时达到约0.7mg/l。
另外，饮用水中氨氮浓度较高，在消毒时会产生令人厌恶的嗅和味。
3 国内外饮用水标准对氨氮浓度的规定
美国、前欧共体和who所制定的饮用水标准，代表了目前世界的先进水平。由于常规处理难以去除氨氮，且西方国家近年水源保护较好，原水氨氮浓度不高，目前各国饮用水标准中对氨氮的规定不一，见表3。
表3 国内外饮用水标准中对氨氮限值 mg/l
标准
名称
原欧共体(1998)
中国(1985)
美国(1996)
日本(1993)
who(1992)
法国(1989)
荷兰(1984)
德国(1990)
韩国(1984)
氨氮
限值
0.5
-
-
-
1.5
0.5
0.2
0.5
0.5
从表3可以看出，在饮用水标准中对氨氮有规定的主要是欧洲国家，其他如美国、日本都没有规定。
我国现行的饮用水标准(gb 5749—85)中对氨氮没有规定，而文献［9］中推荐的一类水司(供水量100 ×104m3/d以上的自来水公司)88项指标中，规定氨氮(以nh3计)的标准值为0.5mg/l。我国生活饮用水水源水质标准［10］将饮用水水源分为ⅰ、ⅱ两级，其中对原水氨氮的规定是：ⅰ级、ⅱ级≤0.5mg/l。水质指标超过ⅱ级标准限值的水源水，不宜作为生活饮用水的水源。若限于条件需加以利用，应采用相应的净化工艺进行处理。综上所述，我国并不是缺少对饮用水源的氨氮规范，而是目前自来水厂采用的标准gb5749—85中，没有氨氮的限值。
去除污染原水中的氨氮，需要较高的经济投入。在我国目前的经济条件下，普遍要求处理水中的氨氮较难实施，但有条件的自来水厂或原水受氨氮污染严重的水厂，应该逐渐实施去除水中的氨氮，还要逐步将这一要求推广开来。
4 解决饮用水中氨氮的方法
解决饮用水中氨氮污染的根本方法是控制水源污染，在当前的实际情况下，应该在水厂中强化、增加处理工艺，去除原水中的氨氮。
目前生物法处理是去除原水氨氮最有效、最经济的方法。生物预处理技术是在常规处理之前进行生物处理，该工艺不仅能去除60%～90%的原水氨氮，而且对水中有机物(mn、toc等)、浊度、色度和锰等均有一定的去除效果，特别适合原水遭到较严重有机污染的水厂采用。除此之外，生物活性炭深度处理工艺也能去除水中的氨氮，但受工艺条件限制，去除能力有限。
有些水厂常采用折点加氯的方法来去除氨氮，在原水被有机物污染的情况下，折点加氯会产生大量有机氯化物，使饮用水的安全性下降，因而一般不提倡使用折点加氯工艺。
5 结论
目前我国地表水污染情况较严重，饮用水源大多受到氨氮污染。原水中较高的氨氮浓度预示着水体遭到新的有机污染，饮用水中的氨氮可能导致管网末梢的亚硝酸盐问题和嗅味问题。目前欧洲多数国家对饮用水中的氨氮浓度有较严格的规定。我国对饮用水水源的氨氮浓度也有类似限值，但目前自来水厂采用的饮用水标准gb 5749—85对氨氮却没有规定，应该逐步推行控制饮用水氨氮浓度的标准。解决饮用水氨氮问题的根本办法是控制水源污染，但在控制污染不力的情况下，只能加强自来水厂的除污能力，生物法预处理技术是目前解决饮用水中氨氮问题最有效、最经济的方法。
参考文献：
［1］中国环境状况公报［j］.中国环境年鉴，1993，59-60.
［2］中国环境状况公报［j］.中国环境年鉴，1994，79-80.
［3］中国环境状况公报［j］.中国环境年鉴，1995，65-67.
［4］中国环境状况公报［j］.中国环境年鉴，1996，88-89.
［5］中国环境状况公报［j］.中国环境年鉴，1997，58-59.
［6］中国环境状况公报［j］.中国环境年鉴，1998，167-168.
［7］中国环境状况公报［j］.中国环境年鉴，1999，117-118.
［8］夏青，张旭辉.水质标准手册［m］.北京：中国环境科学出版社，1990.
［9］汪光焘.城市供水行业2000年技术进步发展规划［m］.北京：中国建筑工业出版社，1993，7.
［10］黄明明，张蕴华.给水排水规范实施手册［m］.北京：中国建筑工业出版社，1993，10.
