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1 引言
水是生命之源，与人的关系极为密切。随着我国经济高速发展，环境污染日益严重，威胁人们的饮用水安全。不仅如此，一些传统的和非传统的安全问题，如藻类水华发生的频率和幅度不断增加、美国的“9?11恐怖事件”、日本地铁“沙淋事件”、中国的“非典事件”以及发生在我国吉林化工厂有毒苯生产车间爆炸事故引发的松花江流域大面积污染等突发事件，对饮用水安全同样构成很大威胁。饮用水源一旦发生大面积污染，会对人类健康造成巨大威胁，如不及时处理，往往会造成极大恐慌并导致社会混乱局面出现。因此，应加强饮用水安全保障应急处理技术和应急预案的研究。
2 我国饮用水水质安全面临的威胁
2.1饮用水水质安全的现实威胁
根据《2009年中国环境状况公报》，2009年全国废水排放总量达589.2亿吨，化学需氧量排放量为1277.5万吨，氨氮排放量为122.6万吨；全国203条河流408个地表水国控监测断面中Ⅳ类水质以下的占42.7%。近年来因企业违法排污和事故而引发的重大水污染事件也是接连发生，其中较为典型的有松花江水污染事件、广东北江镉污染事件、辽宁浑河抚顺段酚浓度超标事件、广西红水河天峨段水质污染事件、湖南湘江株洲和长沙段镉污染事件、盐城酚化合物污染事件等。我国严峻的水污染形势和多发的水污染事故构成了饮用水安全的现实威胁。
2.2饮用水水质安全的潜在威胁
2.2.1放射性对饮用水的威胁
自从20世纪上半叶，世界上第一座人工反应堆诞生以来，核能已广泛应用于军事、电力、农业、食品、医疗等领域。1945年美国将两颗原子弹投放在日本的广岛、长崎，产生了严重的热辐射、光辐射、冲击波和放射性尘埃，导致数万人死亡和几代人的残疾、畸形[ ]。核污染的地区以广岛、长崎为例，数年内有寸草不生之处，至今仍有污染地区[ ]。1986年在前苏联发生的切尔诺贝利核电站泄漏事故，在爆发之后，来自一个开启的反应堆的放射性物质大量被释放[ ]，当场造成31人死亡，209名职业受照人员得了急性放射性病，30km内的居民约20－30万人全部撤离，所有的损失估计达到了2350亿美元，受染面积7000平方公里[ ]。目前中国正在大力发展核电站，今后5-10年我国核电机组将以5-8台/年递增，今后10年的投资规模将达1万亿，而建核电站的地方大都是工业发达、用电量大、人口密集的地区，如果发生泄漏事故，后果将十分严重。
2.2.2生物战剂对饮用水的威胁
20世纪以来，随着科学技术的发展，生物武器开始研制并在第二次世界大战中应用。生物武器自开始应用于战争起，就引起了国际上的关注。化武公约1997年正式生效,已进入正式实施阶段,生物武器公约修订强化工作也在积极进行[ ]。然而，尽管生物武器受到的约束比化学武器还要多，但由于生物武器的多样性和双重性，使得《禁止生物武器公约》的执行有相当大的困难。生物武器生产设备比较简单，原料容易获得，所以生物战剂往往也会成为恐怖分子攻击的一种工具。美国继9.11恐怖事件后,爆发了多起邮寄炭疽杆菌的生物恐怖袭击事件[ ]，就充分说明了这一点。目前比较常见的生物战剂主要有以下几种：炭疽杆菌、 鼠疫杆菌、霍乱弧菌、土拉杆菌、布鲁氏杆菌、黄热病毒、伯氏考克斯体、肉毒杆菌毒素等。未来战争或恐怖袭击中一旦使用了生物武器，上述生物战剂的扩散、蔓延必将带来巨大的危害，它不仅对生活用水会产生巨大的污染，而且一旦人员饮用了这种生物战剂污染的水，病原体将通过消化道摄入人体，各种传染病、微生物、细菌等会蔓延开来，给沾染区里的人员造成巨大的心理恐慌。微生物在水和食物中比在空气中能存活更长的时间，甚至在食物中繁殖。少量的生物战剂即可使水源长期污染。将一种叫超级出血热菌的“基因武器”投入对方的水系，会使水系流域的居民多数丧失生活能力，这要比核弹杀伤力大好几十倍[ ]。
2.2.3化学毒剂对饮用水的威胁
第二次世界大战期间及战后，军事大国为研制化学毒剂作出了极大的努力，化学毒剂的种类不断发展与更新。沙林、维埃克斯为主要代表物的神经性毒剂和一些新类型毒剂陆续成为现代化学毒剂的主要成员。它们的剧烈毒性与良好的使用性能显着提高了化学武器的作战性能和军事价值。这些毒剂构成了现代化学毒剂新家族，也成为美、俄等军事大国的主要化学武器装备体系。而恐怖分子也不断利用化生毒剂制造事端。70年代以来,发生了上百起与化生武器材料有关的恐怖活动事件,最重大的1995年3月20日东京地铁沙林中毒事件中,死亡11人,受伤近5000余人。这足以警示人们加强对它的防范。
3 饮用水水质应急检测技术
饮用水水质检测方法从使用场合来说，可分为现场简易应急检测方法和实验室应急检测方法。实验室应急检测方法（包括应急检测车-组合式流动实验室）用于进行一些污染物成份复杂、污染范围大、持续影响时间长的特大的饮用水污染事故全面检测分析工作，为事故处理及彻底消除事故影响和遗害提供科学依据。现场简易应急检测方法在处理各类事故的初期具用简便快速、结果直观，有的选择性、灵敏度也非常高，为事故的初期预处理、减少损失和降低危害程度，都有非常重要的意义。现场简易应急检测方法从大的分类来说有化学分析法、便携式仪器分析法和免疫分析法等。
水质在线自动化检测系统是一套以在线自动分析仪器为核心，运用现代传感器技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术以及相关的专业分析软件和通讯网络所组成的一个综合性的在线自动化检测体系。在线自动化检测系统通常由一个中心检测站和若干个固定检测子站组成。每个子站也是一个独立完整的水质自动化检测系统，一般由采样系统、预处理系统、检测仪器系统、PLC控制系统、数据采集、处理与传输子系统及远程数据管理中心和监视房或检测小屋等6个部分组成。为了提高应对突发水质事件的快速反应能力，确保饮用水水质的安全使用，在线自动化检测技术逐步由原水、出厂水的检测与预警向管网水的扩展，而且其自身的多元化、集成化、远传化和快速准确化水平都在不断提高。
4 核生化污染饮用水的应急处理
对放射性沾染水净化处理，必须考虑放射性杂质在水中的状态，根据放射性杂质的分散度，可分为四类：①不溶于水的悬浮物，如结构材料的腐蚀产物和吸附在悬浮颗粒上的放射性核素；②胶体物质；③分子态物质；④离子态物质。化学沉淀、离子交换、蒸发是实际中使用的三种基本工艺。近年来，膜分离技术得到飞速发展，其在饮用水处理上的应用正在展开。
现代战争形势下，单独使用生物战剂和化学毒剂或者生物战剂和化学毒剂同时使用的战争，均有可能发生。和平时期也要具有一定的应对类似美国“炭疽热”等突发生物战剂和化学毒剂恐怖侵袭事件的能力。遭受生物战剂、化学毒剂污染的生活用水，一旦被人员使用，它将对人体产生极大的危害。在如果短时间内找不到可供使用的安全水，那么应该将这种受到污染的水经过一系列处理之后才能饮用。
4.1 核生化沾染水应急处理技术
核生化沾染水的应急处理技术有很多种，应根据现场实际情况选择适合的处理技术，这里重点介绍活性炭吸附技术、消毒剂消毒技术和膜分离技术。
4.1.1 活性炭吸附[ - ]
活性炭有不同的形态（粒状、粉状、布、毡、成型体等），目前在水处理上仍以粒状和粉状两种为主。粉状炭用于间歇吸附，即按一定的比例，把粉状炭加到被处理的水中，混合均匀，藉沉淀或过滤将炭、水分离，这种方法也称为静态吸附。粒状炭用于连续吸附，被处理的水通过炭吸附床，使水得到净化，这种方法在形式上与固定床完全一样，也称为动态吸附。能被活性炭吸附的物质很多，有机的或无机的，离子型的或非离子型的，此外，活性炭的表面还能起催化作用，所以可用在许多不同的场合下。活性炭在饮用水处理方面有广泛的用途。
4.1.2 消毒剂消毒技术
消毒剂对化学毒剂和生物战剂有消毒灭菌作用。国内外装备的洗消药剂从消毒原理上可归纳为氯化氧化型消毒剂、碱性消毒剂、碱醇胺配方消毒剂、洗涤型消毒剂等。作为军用消毒剂，要求不仅能与毒剂和生物战剂作用使其失去或降低毒性，而且在使用中还应兼具以下特点：①能快速与毒剂作用；②对各类毒剂（如V类、G类和H类等）没有选择性；③对洗消对象（如皮肤、金属兵器、油漆涂层、橡胶塑料等）腐蚀性小，最好是无腐蚀；④消毒剂本身低毒，易降解，不对人员和环境造成威胁；⑤在贮存和运输过程中稳定性好；⑥装备成本低。
4.1.3膜法水处理技术
核生化沾染水因固有的特性，使水处理的工作者在处理该类水，特别是将水回用方面，在处理工艺选择上将最新、最先进的技术作为首选，再加上越来越严格的饮用水标准的实施，促进了被称之为水处理工艺当代重大突破的膜技术在饮水净化中的应用。这主要包括微滤（MF）、超滤（UF）、电渗析（ED）、纳滤（NF）和反渗透（RO）。其中，纳滤以能有效去除水中致癌、致畸、致突变物质，使水中Ames试验阳性水变为阴性水，TOC去除率高且能保留对人体健康有益的矿物质和能耗省等特点而得到广泛的应用。
4.2 纳滤组合工艺在核生化沾染饮用水应急处理中的应用
近年来为了解决一些生活条件艰苦地区部队的生活饮用水问题，包括战时为解决核生化武器条件下沾染水净化问题，本课题组进行了许多研究，不少工艺也为我们进一步处理类似日本地铁“沙淋事件”等突发事件开展研究提供有益的经验与参考。
4.2.1纳滤组合工艺净化部队平时饮水的试验研究[ - ]
试验使用TS40型和TS80型纳滤膜及ACM1反渗透膜脱除水中的无机盐、氨基酸、BOD、COD、细菌、病毒等。结果表明：TS40型纳滤膜对有机物的去除，特别是对三致物质的去除，与ACM1反渗透膜接近（87.5％），且对TOC的去除率达到90%以上。虽然对无机离子的去除率不如TS80型纳滤膜和ACM1反渗透膜，但却保留了一些必要的有益的Ca2+等无机离子，故为提供健康饮水，应优先选用TS40型纳滤膜。
4.2.2纳滤组合工艺去除模拟放射性沾染水的试验[ ]
试验采用纳滤组合工艺对模拟核爆后的沾染水进行了净化研究，结果表明：当沾染水的放射性比活度为1.36×106Bq/L时，经纳滤组合工艺处理后，出水的放射性比活度为8.96×102Bq/L，符合相关饮用水卫生标准。
4.2.3纳滤组合工艺去除类炭疽杆菌和芽孢的试验[ ]
试验分别采用了类炭疽杆菌（AMMS8008）芽孢及其繁殖体，作为模拟生物战剂试验菌，观察了净水装置对人工染菌水样的消毒与过滤效果，结果发现：对生物战剂人为模拟沾染的水样，先加入三合二消毒剂，使其在水中有效氯浓度为50mg/L，作用20min后，开启纳滤净水装置，经水处理装置处理后，所有各次试验均不再有试验菌检出。
4.2.4纳滤组合工艺去除模拟化学毒剂沾染水的试验[ ]
试验采用纳滤组合工艺处理芥子气、维埃克斯和沙林三种模拟化学毒剂染毒水，在本试验条件下分别经过30h净化试验后净水分析结果全部低于指标限量值。其中，芥子气浓度为0.5mg/L，维埃克斯浓度为0.0005 mg/L，沙林浓度为0.0002 mg/L，远远低于相关标准中规定芥子气1.5 mg/L，维埃克斯0.01 mg/L，沙林0.07mg/L的限值。
4.3高压脉冲放电等离子体技术在饮用水处理中的应用
在深化进行纳滤组合工艺推广应用研究的同时，本课题组正在进行高压脉冲放电等离子体技术处理饮用水装置的研究工作。高压脉冲放电等离子体技术综合了高能电子束辐射氧化、臭氧氧化、紫外光照射和活性自由基物质的作用机理，在水处理过程中不会造成二次污染，是一种清洁的处理工艺“在由脉冲电源提供高压的情况下，放电电极间含有水雾的气体放电产生等离子体，这些生成物与水雾充分接触，产生四种效应：放电产生的臭氧包围水的雾珠后可充分溶于水，对水起强氧化作用；放电产生的某些自由基充分溶于水后，可与水中的某些有毒物质反应或促进反应；放电产生的载能电子直接轰击水雾中的某些物质，使分子断链或离解成小分子；放电产生的紫外光照射水雾起到杀灭细菌及提供某些物质反应的外部激励源的作用”。因此，可以说高压脉冲放电等离子体技术处理饮用水的消毒技术是很有发展前途的[ ]。
5建立和完善饮用水应急安全保障机制
5.1 严格执行相关政策，建立和完善饮用水水质预警机制
建立健全全社会安全预警体系和应急机制，是贯彻中央科学发展观和构建社会主义和谐社会的重要内容，是全面履行政府职能、执政为民的重要体现，对于提高预防和处置突发公共事件的能力，预防和减少各类突发事件及其造成的损失，保障公众的生命财产安全和维护社会稳定，促进经济社会全面协调可持续发展，具有十分重要的意义。要认真贯彻落实“国家突发公共事件总体应急预案”及各地供水行业编制的供水安全保障与应急预案，以确保任何情况下大、中、小城市供水的安全。要建立各级政府、政府各相关部门和单位及供水企业各方职责，依法进行管理的日常安全保障体系。要居安思危，以预防为主，加强日常安全管理工作，常抓不懈，防患于未然。
5.2 加大宣传力度，提高全民水安全意识
近年来，由于人为因素所造成的严重水污染事故时有发生，只有下大力气做好加强饮用水安全体系相关法规的宣传力度，提高全社会成员自觉关心、爱护水源地、水厂和输配水设施等城市公共设施的守法意识，才能够更好地防止人为因素所造成的水污染事故发生，防患于未然，减少不必要的人员、物资等的浪费与损耗。
5.3 加强供水安全技术保障体系研究
针对自然灾害、各种水污染事故及核生化恐怖袭击等突发事件，制定相应技术对策和措施。国家和各级政府主管部门应当充分调动和协调各方面的技术力量和技术资源，分地区、分专业建立专家库，并组织建立技术储备和技术保障网络体系，以便在发生紧急情况和突发事件时，能够迅速组织和调动专家和技术人员，在各级政府和有关部门的领导下，根据应急预案和技术保障措施的要求，结合实际情况，有针对性地采取具体的应对措施，保证迅速、有效地解决相关技术问题，为安全供水提供必要的技术保障。
人民网2012-04-8
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