饮用水消毒的历史及发展

故事要从十九世纪说起。

当时，一些城市建立起了集中的供水系统，但因缺乏常规的处理和消毒，所以某些情况下，它们正是引起疾病爆发的原因：用泵和管道输送水的过程中，一旦受到污染，就能在其服务的社区或城市扩散病原。

1848年前后，伦敦爆发霍乱，2年内大约有14600人死亡。

1850年，John Snow 首先将氯气用于供水的消毒上。他首次尝试用氯来消毒伦敦 Broad Street 泵房的供水，从而有效地防止了当时伦敦霍乱的蔓延。

1897年，英国肯特郡的梅德斯通伤寒爆发，患者出现持续性高热、中毒面容、相对缓脉并伴有皮肤玫瑰疹等症状，危及生命。Sims Woodhead 在饮用水主要输配管道中使用“漂白液”作为一种临时性的消毒方法，结果出人意料的好，因伤寒死亡的人数急剧降低。

1908年，氯化消毒在英国伦敦成功实施后，这一技术传到大西洋的另一岸。美国新泽西州的泽西岛市也率先对自来水进行氯化消毒，该市的伤寒致死率迅速下降。

之后，国际上许多城市纷纷推广使用了氯化技术。随着越来越多的城市对水进行氯化，水传播疾病得到了有效控制，由水传播疾病导致的死亡率大幅降低，人们的生活质量得到显著改善，公共卫生有了明显提升。

1997年的《生活杂志》记录了这一成功，文章称：“对饮用水进行过滤，以及氯的使用可能是近千年以来公共卫生方面最重大的进步。”

氯消毒被广泛应用于给水处理之中，尽管由于它会产生消毒副产物、无法有效灭活隐孢子虫卵囊等因素而对它的质疑声不绝于耳、此起彼伏，因此也不断有新的消毒技术被发明，新的消毒工艺被投入使用。但目前来看，氯依然是消毒的一大主流，氯化饮用供水系统仍是全球范围内预防水传播疾病和保护公共卫生的基石。

饮用水消毒就是杀灭水中对人体健康有害的绝大部分病原微生物，包括细菌、病毒、原生动物等，以防止通过饮用水传染疾病。前文提到的伤寒就是由伤寒沙门氏菌这种细菌引起的，如果没有其他干涉的情况下，它能在水中存活2~3周。

饮用水消毒过程有几大要素比较重要：微生物类型和浓度、消毒剂的有效浓度、有效接触时间，此外环境中的pH(酸碱度)、温度等也会影响消毒的效果。

另外，普遍使用的物理消毒技术为紫外线消毒。其应用简单，可有效灭活饮用水中的微生物，对隐孢子虫具有高效杀灭作用，也不会产生有害的消毒副产物。但紫外线不具有持续的消毒作用，在管网内细菌容易重新繁殖，所以单纯的紫外线消毒一般用于小水量处理后水立即被使用的情况(如社区和住户的饮用水消毒、直饮水消毒)。而在大型水厂应用时必须跟氯结合，因此其目前的应用范围仍受到一定的限制。所有的消毒技术都有其独特的优点、局限性和成本，任何一种消毒技术都无法适用于所有情况。供水系统的管理者和决策者必须综合考虑各方面的因素，设计出匹配每个系统特点、需求、资源和水源水质的消毒方案。

了解基本的背景知识后，我们来解决最近公众的担忧。

而近期十分嚣张的新型冠状病毒对一些消毒剂是很敏感的，具体的削减效果和反应机理有待科研工作者进一步研究论证。国家卫健委和疾控中心最新编写的《新型冠状病毒感染的肺炎公众防护指南》给出了说明，新型冠状病毒对紫外线和热敏感，56℃ 30分钟以及乙醚、75%乙醇、含氯消毒剂、过氧乙酸和氯仿等脂溶剂均可有效灭活病毒，氯己定不能有效灭活病毒。我国城市供水主要采取的就是氯消毒技术

臭氧消毒的原理是臭氧在水中发生氧化还原反应，产生氧化能力极强的单原子氧（O）和羟基（·OH），瞬间分解水中的有机物质，细菌和微生物。羟基（·OH）是强氧化剂，催化剂，可使有机物发生连锁反应，反应十分迅速。羟基（·OH）对各种致病微生物有极强的杀灭作用。单原子氧（O）也具有强氧化能力，对顽强的微生物和病毒，芽孢等有强大的杀伤力。

自来水等饮用水在中国目前普遍使用氯剂消毒，而使用氯法有严重的二次污染问题存在。1973年起，荷兰，加拿大，美国等国相继发现用氯消毒后的自来水会产生卤代有机物（氯仿，氯胺等），经动物实验证明有致癌危险。况且氯消毒容易受温度和PH值影响。余氯还会影响饮用水的 口感，特别对于饮料用水，余氯会使碳酸饮料等饮料制品产生氯的臭味，并使饮料中的色素发生氧化，影响产品质量。

采用紫外线消毒时，不同的对象菌致死所需的照射能量差异较大，另一方面原水水质对紫外线杀菌效果也有影响。紫外线因在水中的穿透力有限而难以达到理想效果，而且紫外线消毒不能像余氯那样维持消毒效果。

臭氧具有比氯更强的氧化消毒能力，不但可以较彻底的杀菌消毒，而且可以降解水中含有的有害成分和去除重金属离子以及多种有机物等杂质，如铁，锰，硫化物，有机磷，有机氯，氰化物等，还可以使水除臭脱色，从而达到净化水的目的。臭氧适应能力强，受水温，PH值影响较小。臭氧适用范围广，不受菌种限制，杀菌效果比氯消毒和紫外线消毒效果好。与氯不同的是残余臭氧可以自行分解为氧气，不会产生二次污染。臭氧处理后的水无色无臭，口感好，能改善饮用水品质。

故此，为了提高瓶装饮用水的质量和延长保质期，国际瓶装水协会（IBWA）建议采用臭氧处理。在臭氧处理前，瓶装水一般用反渗透，纳滤，超滤去除天然水中99%的有机物，从而降低臭氧的用量。