聚合氯化鋁(PAC)已成為許多水廠使用的凈水劑。目前,國內監測該產品的國家標準有兩個,一是國家質量監督檢驗、檢疫局2009年發的GB 15892-2009 生活飲用水用聚氯化鋁(以下簡稱“國標”);二是衛生部制定的《生活飲用水化學處理劑衛生安全評價規范》,2001年9月1日起施行(以下簡稱“規范”)。這兩個標準不一致,執行標準的政府機構也不一致,這使生產PAC的廠家和使用PAC的水廠就無所遵從。按GB 15892-2009 執行,鎘、鉛、Al不合格,按“規范”執行,汞、鉻不合格。為什么會出現此類現象呢?主要是沒有統一的標準和統一的檢測方法,為此,對聚合氯化鋁產品的評價,根據我們的實踐經驗,對兩個標準提出幾點建議:
一、對GB15892-2009國標的建議
國標共規定了十項指標,其中五項為功能性指標(氧化鋁、鹽基度、密度、不溶物、pH值),五項為有毒有害指標(砷、鉛、鎘、汞、六價鉻)。
1、關于pH指標。指標規定為3.5~5.0(10g/L水溶液)。我們認為此項指標可以取消,因為PAC的pH值與鹽基度呈正相關,當鹽基度到達國標規定的下限值40%時,pH值一般不會低于3.5,同樣在鹽基度到達國標規定的上限值90%時,pH值也不會超越5.0,即使超過,對水處理也有利無害,因為這時PAC對水的pH值降低影響減少了。
2、關于密度指標。指標規定為≥1.12。我們認為此項指標也可以取消,因為在符合產品氧化鋁質量分數≥10.0%,鹽基度40-90%的情況下,根據我國目前所使用的原料主要為氫氧化鋁及鋁酸鈣粉等,其產品密度不會低于1.12,若出現低于1.12,而其他指標又合格,則這樣的產品會更清澈、更好。
3、增加COD指標。由于市場上有部分PAC產品是用副產品鹽酸生產的,有可能將毒性較大的苯系物、染料以及農藥中間體等有機物帶入產品,因而國標規定應采用工業合成鹽酸,這是非常正確的。但標準中沒有相應的檢測指標,由于有機物種類繁多,很難檢測。曾設想用氣相色譜法,選用適當的色譜柱檢測其出峰總面積,但是難度不小,目前PAC生產廠也不具備此條件。而采用檢測COD(鉻法或錳法) 則比較現實可行, 一些有機物會在COD值上反映出來。現行水質標準對耗氧量也有規定(CODMn≤3.0mg/L),因而在PAC標準中增加COD指標是合理的。若在PAC中復配入某種有機助凝劑,則另當別論。
4、恢復硫酸鹽指標。一些水廠在使用PAC過程中,發現儲槽壁及管道中出現嚴重的針狀結晶物,這主要是硫酸鈣(CaSO4·2H2O),因為多數生產廠使用鋁酸鈣調鹽基度,在產品中含有大量的鈣離子,硫酸鈣在水中的溶解度小, 但在PAC中的化學變化過程不甚明確,造成產品運至水廠后,會在設備中逐漸析出。因此在產品中規定SO42-限制值,對保證水廠設備正常運行是有必要的。
5、適當放寬氧化鋁質量分數指標至8.0%。水廠在使用液體PAC時,多數是稀釋后再投加,上海水司一般稀釋成3%(Al2O3),美國水廠稀釋成0.5%(Al2O3),即稀釋3-20倍后使用,放寬后對水廠實際使用毫無影響。放寬后衛生毒理指標( 砷、鉛、鎘、汞、六價鉻)以及供需雙方計價仍應折算成10.0%。這對利用國家鋁礦產資源及降低生產成本,節能降耗等方面都是有利的,對研制多元聚鋁新產品也創造了條件。
6、增加混凝效果指標。PAC主要功能是對原水的去濁作用,通過混合、反應、沉淀、過濾,使水質達到較可能低的濁度值,同時減少了微生物等吸附量。也希望形成的礬花粗大緊密,沉降快易于過濾,對延長過濾周期,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。新國標增加了附錄A(混凝性能的判定),顯然強調了這一主要功能,但能否有具體的量化指標?由于原水的物理化學性質各異,反應條件影響大,要制定量化指標及評價方法有難度,建議能否用高嶺土,純水配制規定濃度的人工原水(如100mg/L),用附錄A的方法,在20-25℃水溫,用國內通用的六聯攪拌機進行混凝試驗,投加某一劑量(如1mg/L) 的Al,要求達到澄清水的濁度為1NTU。有些水廠片面考慮性價比,用混凝效果差,價格便宜的PAC,用增加投加量來使濁度達標,殊不知增加投加量的同時,帶入水中的雜質(如鋁離子)也多了,對人體有害無益。如果量化指標有困難,是否可以用文字表述,例如“水廠水質部門對來自各方的凈水劑應進行混凝試驗對比,根據試驗對比數據,有權擇優選用(適當考慮性價比),有關領導應充分尊重水質部門的意見。”不可否認,在目前有少數水廠領導憑關系,憑上層領導意志決定取舍,而不是將千家萬戶的飲用健康放在前面。
二、對衛生部2001年9月1日實施的《生活飲用水化學處理劑衛生安全評價規范》的建議
“規范”主要監測飲用水化學處理劑中的有毒有害物質,以保證飲用水衛生健康,對功能性指標不列入。對PAC主要是砷、鉛、鎘、汞、六價鉻五項毒理指標。“規范”要求PAC加入水中后其容許限值為水質標準的10%,以鉛為例,鉛的水質標準限值為0.01mg/L,則加入某一計量的PAC到純水中后,水中鉛不得超過0.001mg/L。
具體檢測方法是PAC樣品采集配制后,按照水質檢驗方法檢測出PAC的含鉛量,然后按下式計算:
ρ=ρ1×(1/1000)×ρ2—“規范”文本中式(5)
式中:
ρ一有害物質被帶入飲用水中的濃度,μg/L;
ρ1一樣品中有害物質的含量,μg/g;
ρ2一生活飲用水化學處理劑建議的評價劑量,mg/L。
對于PAC,“規范”建議的評價劑量為25mg/L(以Al表示),說是建議,基層衛生行政部門卻是照此執行的。
國標規定液體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“國標”為合格,但是按式(5)計算:ρ=10μg/g×(1/1000)×472mg/L=0.01μg/mg×472mg/L=4.72μg/L,對“規范"而言,此值已經超標4.72倍。亦即同一產品,按“國標”為合格,按“規范”為不合格。
筆者建議:
1、“國標”與“規范”不匹配,關鍵是評價劑量的數值25mg/L(以Al表示)。實際上水廠使用PAC的投加量一般約為1mg/L(以Al表示),即20mg/L(以PAC表示)左右, 建議將評價劑量改為采樣時水廠的實際投加量,其實“規范”將容許限值定為水質限值的10%,健康系數夠高了。
2、檢測方法應以“國標”為準。例如鉛的測定,“規范”和“國標”均采用無火焰原子吸收分光光度法,但“規范”用標準曲線法,而“國標”2003修訂時對鉛的檢測方法進行專題研究,發現由于受PAC中基體影響,標準曲線法的回收率偏高約300%,采用標準加入法回收率較好,故采用標準加入法。偏高三倍的方法誤差是不能忽視的。
3、按“規范”式(5)中對五項毒理指標進行計算比較。(評價劑量ρ2按500mg/L液體PAC計),發現砷“國標”與“規范”相同,鎘、鉛按照“國標”合格,“規范”不合格,汞、六價鉻按照“國標”超標,但是“規范”仍合格,見下表:
水質標準(μg/L) | 規范(μg/L) | 國標(μg/L) | ρ(μg/L) | 備注 | |
砷 | 10 | 1 | 2 | 1 | 國標與規范一致 |
鎘 | 5 | 0.5 | 2 | 1 | 國標合格,但規范不合格 |
鉛 | 10 | 1 | 10 | 5 | 國標合格,但規范不合格 |
汞 | 1 | 0.1 | 0.1 | 0.05 | 國標不合格,但規范合格 |
六價鉻 | 50 | 5 | 5 | 2.5 | 國標不合格,但規范合格 |
這種不匹配現象是由于水質指標與PAC國標的相對值不同,而由相同的式(5)串聯形成,能否合理解決?
產品國標及衛生規范企業需要嚴格執行,但標準是人制定的,與時俱進,每隔數年,標準要修訂。以上建議供有關部門及專家們參考。希望國標修改時,國家質量監督檢驗檢疫局能邀請國家衛生部的有關部門共同協商制定。