飲用水中磷的限制因子作用研究
給水(shui)(shui)(shui)管網(wang)中異(yi)養菌(jun)的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長會造成(cheng)飲(yin)(yin)用水(shui)(shui)(shui)濁度、色度的(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)，致病菌(jun)的(de)(de)(de)出現，管網(wang)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕等一(yi)系列問題(ti)［1］。生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)飲(yin)(yin)用水(shui)(shui)(shui)，是指在(zai)(zai)給水(shui)(shui)(shui)管網(wang)中不會引(yin)起(qi)異(yi)養細菌(jun)等微生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)再(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長的(de)(de)(de)飲(yin)(yin)用水(shui)(shui)(shui)。飲(yin)(yin)用水(shui)(shui)(shui)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)研究，早在(zai)(zai)20世紀70年代就已引(yin)起(qi)研究人(ren)員的(de)(de)(de)廣泛關注(zhu)[2]。長期以(yi)來(lai)，飲(yin)(yin)用水(shui)(shui)(shui)中可生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)降解(jie)的(de)(de)(de)有(you)機物(wu)，特別是可同化有(you)機碳(Assimilable Organic Carbon，AOC)含量的(de)(de)(de)高(gao)低，被(bei)普遍認(ren)為是控制(zhi)(zhi)(zhi)給水(shui)(shui)(shui)管網(wang)中細菌(jun)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長的(de)(de)(de)限(xian)制(zhi)(zhi)(zhi)因(yin)(yin)素(su)［3～8］。近(jin)年來(lai)磷對(dui)飲(yin)(yin)用水(shui)(shui)(shui)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)影(ying)響引(yin)起(qi)了(le)研究人(ren)員的(de)(de)(de)關注(zhu)。1996年，《Nature》上發表了(le)Ilkka T Mlettinen博士(shi)的(de)(de)(de)一(yi)篇論文(wen)［9］，指出了(le)磷源成(cheng)為引(yin)起(qi)管網(wang)細菌(jun)再(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長限(xian)制(zhi)(zhi)(zhi)因(yin)(yin)子的(de)(de)(de)情況。這一(yi)發現改變(bian)了(le)可生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)降解(jie)有(you)機物(wu)是飲(yin)(yin)用水(shui)(shui)(shui)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)惟一(yi)限(xian)制(zhi)(zhi)(zhi)因(yin)(yin)子的(de)(de)(de)傳統(tong)觀念(nian)，為提高(gao)飲(yin)(yin)用水(shui)(shui)(shui)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)性(xing)(xing)提出了(le)新(xin)的(de)(de)(de)途徑。
2 磷的(de)限制因子作用研究(jiu)
磷在飲用(yong)水(shui)生(sheng)物穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)中(zhong)可能(neng)的(de)(de)限制因(yin)(yin)子作用(yong)，在20世紀80年(nian)代末已經有初步的(de)(de)試驗研究(jiu)［10］，但是(shi)并沒有引起足夠的(de)(de)重視。近幾年(nian)來，研究(jiu)人員在研究(jiu)過程中(zhong)發(fa)(fa)現，有些(xie)地(di)區給水(shui)管網中(zhong)細(xi)菌的(de)(de)再生(sheng)長能(neng)力，同(tong)水(shui)中(zhong)AOC濃(nong)度之(zhi)間不具有相(xiang)關(guan)性(xing)(xing)［11，12］。在對這一(yi)現象進(jin)(jin)行深(shen)入分(fen)析(xi)與(yu)研究(jiu)的(de)(de)基礎(chu)上，Ilkka T Mlettinen［9］提出了(le)磷在飲用(yong)水(shui)生(sheng)物穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)中(zhong)的(de)(de)限制因(yin)(yin)子作用(yong)。同(tong)時日(ri)本國內也(ye)進(jin)(jin)行了(le)磷與(yu)飲用(yong)水(shui)生(sheng)物穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)的(de)(de)相(xiang)關(guan)性(xing)(xing)研究(jiu)[13，14]，發(fa)(fa)現相(xiang)當一(yi)部分(fen)水(shui)廠(chang)水(shui)源經過水(shui)廠(chang)處理后，出水(shui)中(zhong)磷的(de)(de)含(han)量(liang)極低（<5μg/L），成為(wei)飲用(yong)水(shui)生(sheng)物穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)的(de)(de)限制因(yin)(yin)子。目前，有關(guan)這一(yi)問題的(de)(de)研究(jiu)多(duo)集中(zhong)于歐洲國家和日(ri)本。
荷蘭的(de)(de)(de)(de)Ilkka T Mlettinen［9］利(li)用(yong)(yong)平板(ban)計數(shu)(shu)法(fa)測定(ding)(ding)水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)細(xi)菌(jun)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)長能(neng)力，針對水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)PO43-－P濃(nong)度低于2μg/L的(de)(de)(de)(de)飲用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)樣進行分(fen)(fen)析研究(jiu)(jiu)(jiu)，分(fen)(fen)別(bie)對添(tian)加(jia)(jia)了(le)(le)(le)(le)各種無機(ji)鹽(yan)組分(fen)(fen)、只(zhi)添(tian)加(jia)(jia)PO43-－P和不(bu)添(tian)加(jia)(jia)任(ren)(ren)何無機(ji)鹽(yan)的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)樣進行了(le)(le)(le)(le)測定(ding)(ding)。發(fa)現添(tian)加(jia)(jia)了(le)(le)(le)(le)各種無機(ji)鹽(yan)組分(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)樣，同只(zhi)添(tian)加(jia)(jia)了(le)(le)(le)(le)50μg／L的(de)(de)(de)(de)PO43-－P水(shui)(shui)(shui)(shui)樣中(zhong)(zhong)細(xi)菌(jun)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)長能(neng)力相近，都大(da)大(da)高于不(bu)添(tian)加(jia)(jia)任(ren)(ren)何無機(ji)鹽(yan)的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)樣，從而(er)確定(ding)(ding)了(le)(le)(le)(le)磷(lin)對于飲用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)生(sheng)物(wu)穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)限制因子(zi)作(zuo)用(yong)(yong)。進一步的(de)(de)(de)(de)詳細(xi)研究(jiu)(jiu)(jiu)發(fa)現［15］，對于上(shang)(shang)述水(shui)(shui)(shui)(shui)樣，分(fen)(fen)別(bie)添(tian)加(jia)(jia)0～5μg/L不(bu)同量的(de)(de)(de)(de)PO43-－P后 ，水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)細(xi)菌(jun)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)長能(neng)力隨著水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)PO43-－P的(de)(de)(de)(de)增加(jia)(jia)呈(cheng)顯(xian)(xian)著的(de)(de)(de)(de)上(shang)(shang)升趨勢，磷(lin)的(de)(de)(de)(de)限制因子(zi)作(zuo)用(yong)(yong)明(ming)顯(xian)(xian)。再(zai)繼續(xu)增加(jia)(jia)PO43-－P含量到(dao)10μg/L后，水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)細(xi)菌(jun)生(sheng)長能(neng)力的(de)(de)(de)(de)增加(jia)(jia)不(bu)再(zai)明(ming)顯(xian)(xian)，說明(ming)該飲用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)樣中(zhong)(zhong)磷(lin)含量低于5μg/L時，磷(lin)是水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)細(xi)菌(jun)再(zai)生(sheng)長的(de)(de)(de)(de)限制因子(zi)。針對以上(shang)(shang)研究(jiu)(jiu)(jiu)，考慮到(dao)水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)PO43-－P只(zhi)占總磷(lin)的(de)(de)(de)(de)一部(bu)分(fen)(fen)，而(er)水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)其它形(xing)態的(de)(de)(de)(de)磷(lin)也有被細(xi)菌(jun)吸收(shou)利(li)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)可(ke)能(neng)性(xing)(xing)，Markku J Lehtola［16］提出了(le)(le)(le)(le)微生(sheng)物(wu)可(ke)利(li)用(yong)(yong)磷(lin)（Microbially Available Phosphorus，MAP）的(de)(de)(de)(de)概念，并建立了(le)(le)(le)(le)MAP的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)析方法(fa)。通(tong)過進一步的(de)(de)(de)(de)研究(jiu)(jiu)(jiu)［17］，MAP可(ke)以作(zuo)為控(kong)制飲用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)生(sheng)物(wu)穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)一項重要(yao)參數(shu)(shu)。
日本的Sathasivan A [14]博士采用細菌(jun)再生長(chang)潛(qian)力（Bacterial Regrowth Potential，BRP）的分(fen)析方法(fa)，對添(tian)加了各種無(wu)機鹽組份、只添(tian)加30μg／L的PO43-－P和不添(tian)加任(ren)何無(wu)機鹽的飲用水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)樣(yang)進行測定(ding)，結果(guo)表明磷在飲用水(shui)(shui)(shui)生物穩(wen)定(ding)性中(zhong)起限制因子作用。同時A Sathasivan利用平板計(ji)數(shu)法(fa)[13]，在飲用水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)樣(yang)中(zhong)分(fen)別添(tian)加0～10μg/L的PO43-－P后測定(ding)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)細菌(jun)的生長(chang)能力，試驗結果(guo)同Ilkka T Mlettinen的結果(guo)相吻合。
另外，T Yoshizaka［18］在(zai)研究臭(chou)氧(yang)活(huo)性(xing)(xing)炭工藝過(guo)(guo)(guo)程中發(fa)現，水(shui)(shui)(shui)源水(shui)(shui)(shui)經過(guo)(guo)(guo)常規處理(li)(li)和(he)臭(chou)氧(yang)氧(yang)化后(hou)，在(zai)出(chu)水(shui)(shui)(shui)中添(tian)加50μg/L的(de)PO43-－P進(jin)入(ru)活(huo)性(xing)(xing)炭柱，會提高(gao)活(huo)性(xing)(xing)炭的(de)處理(li)(li)效果。Wataru Nishijima［19］經過(guo)(guo)(guo)進(jin)一步的(de)研究指出(chu)，其原因在(zai)于(yu)進(jin)水(shui)(shui)(shui)中磷(lin)是微生(sheng)(sheng)物生(sheng)(sheng)長的(de)限制因子。由于(yu)常規的(de)混凝沉淀(dian)過(guo)(guo)(guo)濾工藝可以有效地去(qu)除水(shui)(shui)(shui)源水(shui)(shui)(shui)中的(de)磷(lin)［14，19，20］，上述試驗從(cong)一個側面說明了磷(lin)成為飲用水(shui)(shui)(shui)生(sheng)(sheng)物穩定性(xing)(xing)限制因子的(de)可能。
磷(lin)(lin)與飲用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)生物(wu)穩(wen)定性(xing)(xing)的關系研究，在(zai)(zai)國(guo)(guo)內尚未見到正式相關報道。考慮到我國(guo)(guo)水(shui)(shui)(shui)源(yuan)受到有(you)(you)機(ji)物(wu)污染的現狀(zhuang)，水(shui)(shui)(shui)源(yuan)水(shui)(shui)(shui)中有(you)(you)機(ji)物(wu)含(han)量(liang)往往較高(gao)，對(dui)于(yu)(yu)某(mou)(mou)些(xie)水(shui)(shui)(shui)廠的出水(shui)(shui)(shui)，磷(lin)(lin)有(you)(you)可能成為(wei)(wei)飲用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)生物(wu)穩(wen)定性(xing)(xing)的限制(zhi)因(yin)子(zi)(zi)。筆者(zhe)在(zai)(zai)相關試驗中已(yi)經發(fa)現這(zhe)一情況的存在(zai)(zai)，并將對(dui)這(zhe)一問題進(jin)行(xing)深入研究。于(yu)(yu)鑫等人在(zai)(zai)對(dui)淮(huai)河流域某(mou)(mou)地(di)面水(shui)(shui)(shui)廠飲用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)進(jin)行(xing)生物(wu)濾(lv)池試驗研究過程(cheng)中發(fa)現，該水(shui)(shui)(shui)源(yuan)水(shui)(shui)(shui)經過常規混凝沉(chen)淀后(hou)，出水(shui)(shui)(shui)磷(lin)(lin)含(han)量(liang)較低。在(zai)(zai)出水(shui)(shui)(shui)中添加15μg/L的PO43-－P后(hou)進(jin)入生物(wu)濾(lv)池，可以(yi)提高(gao)生物(wu)濾(lv)池對(dui)有(you)(you)機(ji)物(wu)的去(qu)除效率。這(zhe)一試驗結果同樣也說明，就(jiu)我國(guo)(guo)某(mou)(mou)些(xie)地(di)方的飲用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)而言，磷(lin)(lin)有(you)(you)可能成為(wei)(wei)其生物(wu)穩(wen)定性(xing)(xing)的限制(zhi)因(yin)子(zi)(zi)（“磷(lin)(lin)元素生物(wu)處理中的限制(zhi)因(yin)子(zi)(zi)作(zuo)用(yong)(yong)”一文(wen)，已(yi)由《環境科學》發(fa)表）。
3 磷(lin)作為限制因子的意義與(yu)分析
磷(lin)作為飲(yin)(yin)(yin)用水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)生(sheng)物(wu)(wu)穩定性(xing)(xing)(xing)限制因(yin)(yin)子的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發現，具(ju)有(you)(you)開創(chuang)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)意(yi)義。它改變了可(ke)(ke)生(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)解有(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)是飲(yin)(yin)(yin)用水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)生(sheng)物(wu)(wu)穩定性(xing)(xing)(xing)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)惟一(yi)限制因(yin)(yin)子的(de)(de)(de)(de)(de)(de)傳統觀念，對(dui)于飲(yin)(yin)(yin)用水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理(li)領域具(ju)有(you)(you)重要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)指(zhi)導意(yi)義。研究表明［13，15，17］，在磷(lin)源是細(xi)菌生(sheng)長的(de)(de)(de)(de)(de)(de)限制因(yin)(yin)子的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況下，水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)中磷(lin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)少(shao)量(liang)增加(jia)將會大大提(ti)高細(xi)菌的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)長能(neng)力。因(yin)(yin)此在飲(yin)(yin)(yin)用水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理(li)過程中，如果采用有(you)(you)效手段盡可(ke)(ke)能(neng)降(jiang)低飲(yin)(yin)(yin)用水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)中磷(lin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含量(liang)，使(shi)磷(lin)成為飲(yin)(yin)(yin)用水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)生(sheng)物(wu)(wu)穩定性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)限制因(yin)(yin)子，這樣(yang)在飲(yin)(yin)(yin)用水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)中有(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)濃度(du)相(xiang)對(dui)較(jiao)高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況下，仍然可(ke)(ke)以(yi)有(you)(you)效抑制管網(wang)細(xi)菌的(de)(de)(de)(de)(de)(de)再生(sheng)長，保證飲(yin)(yin)(yin)用水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)穩定性(xing)(xing)(xing)。由此為減(jian)少(shao)消(xiao)毒(du)過程的(de)(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)氯(lv)量(liang)，降(jiang)低消(xiao)毒(du)副(fu)產(chan)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形成，提(ti)高飲(yin)(yin)(yin)用水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)生(sheng)物(wu)(wu)穩定性(xing)(xing)(xing)，改善(shan)飲(yin)(yin)(yin)用水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質提(ti)供了一(yi)個新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)思路。
在(zai)我國，飲用水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)源(yuan)的(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)(wu)染(ran)已經(jing)(jing)成為一個普(pu)遍的(de)(de)(de)(de)事實［21］，其(qi)中(zhong)有(you)機物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)超標是許(xu)多(duo)(duo)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)源(yuan)面臨的(de)(de)(de)(de)主要問題(ti)之一。自來(lai)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠出水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)AOC大多(duo)(duo)超出100μg/L［6，22］，BDOC往往高于0.5mg/L[6，23，24]，難以達到保證飲用水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)穩(wen)定性(xing)的(de)(de)(de)(de)標準（AOC<50～100μg/L[5，25]，BDOC<0.15mg/L［26］）。為此，不(bu)得不(bu)增加耗(hao)氯量(liang)，結果造成消毒副產物(wu)(wu)(wu)(wu)增加，損害(hai)了飲用水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)安全性(xing)。國內(nei)進行(xing)的(de)(de)(de)(de)飲用水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)穩(wen)定性(xing)相關(guan)(guan)研(yan)究一般認定，飲用水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)可(ke)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)降(jiang)解(jie)的(de)(de)(de)(de)有(you)機物(wu)(wu)(wu)(wu)（AOC或(huo)BDOC）是引(yin)起(qi)管網細菌再生(sheng)(sheng)長的(de)(de)(de)(de)關(guan)(guan)鍵因素［5，6，22，27］。長期以來(lai)，圍繞如(ru)何有(you)效地(di)去除受污(wu)(wu)(wu)染(ran)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)源(yuan)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)有(you)機物(wu)(wu)(wu)(wu)，特別(bie)是可(ke)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)降(jiang)解(jie)有(you)機物(wu)(wu)(wu)(wu)，國內(nei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理(li)工(gong)(gong)作(zuo)者(zhe)進行(xing)了大量(liang)的(de)(de)(de)(de)研(yan)究。但是，傳統處理(li)工(gong)(gong)藝對(dui)(dui)有(you)機污(wu)(wu)(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)去除能力有(you)限。在(zai)我國現有(you)的(de)(de)(de)(de)經(jing)(jing)濟(ji)條件下(xia)，水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理(li)過程中(zhong)引(yin)入深度處理(li)對(dui)(dui)大多(duo)(duo)數水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠來(lai)說(shuo)難以承受。如(ru)何采用經(jing)(jing)濟(ji)有(you)效的(de)(de)(de)(de)手段來(lai)提高飲用水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)穩(wen)定性(xing)，仍然是水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理(li)工(gong)(gong)作(zuo)者(zhe)的(de)(de)(de)(de)研(yan)究熱點。
對(dui)于飲用水(shui)處(chu)理(li)(li)過(guo)程中磷(lin)的(de)(de)去除研究，一直以來(lai)沒(mei)有(you)(you)引起水(shui)處(chu)理(li)(li)工作(zuo)者足夠的(de)(de)重視。事實上以磷(lin)作(zuo)為(wei)限制(zhi)因子來(lai)提高飲用水(shui)的(de)(de)生物穩(wen)定性具有(you)(you)重要的(de)(de)現實意(yi)義。有(you)(you)效降低水(shui)中磷(lin)含量，使其(qi)成為(wei)飲用水(shui)生物穩(wen)定性的(de)(de)限制(zhi)因子，可以作(zuo)為(wei)提高我國飲用水(shui)生物穩(wen)定性、改善飲用水(shui)水(shui)質(zhi)的(de)(de)一種(zhong)經濟有(you)(you)效的(de)(de)方(fang)式。
首先(xian)，相對(dui)(dui)(dui)有機物(wu)(wu)而言，對(dui)(dui)(dui)于水(shui)(shui)(shui)源水(shui)(shui)(shui)中(zhong)磷的去除要容易得多，常(chang)規處(chu)理工藝(yi)即可以達到90％以上的去除率［14，19，20］。Ilkka T Mlettinen等［15］對(dui)(dui)(dui)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)磷含(han)量在(zai)(zai)10～50μg/L之間的水(shui)(shui)(shui)源經過常(chang)規處(chu)理后，水(shui)(shui)(shui)中(zhong)磷源往往表現出限(xian)(xian)制(zhi)因子作用。A Sathasivan[14]在(zai)(zai)研究中(zhong)發現，原(yuan)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)總磷在(zai)(zai)80μg/L左右(you)時(shi)，經過常(chang)規水(shui)(shui)(shui)處(chu)理過程即可使水(shui)(shui)(shui)中(zhong)磷含(han)量下降(jiang)到5μg/L左右(you)，使出水(shui)(shui)(shui)中(zhong)磷成(cheng)為其生物(wu)(wu)穩定(ding)性的限(xian)(xian)制(zhi)因子。
另外需要指出的是，Ilkka T Mlettinen、 Sathasivan A等在進行關于飲用水生物穩定性中磷的限制因子作用研究時，飲用水水樣中添加的外來磷源是PO43-－P（KH2PO4、Na2HPO4等）。PO43-－P添加量在0～5μg/L時[13,15]，細菌的生長能力受到水中磷源的限制。PO43-－P是容易被細菌直接充分吸收利用的磷源。而水環境中的磷元素，往往同大分子有機物相結合或以膠體狀態存在［28］，從而降低了微生物對其利用的可能性，實際上能被細菌所吸收利用的磷源只占水中總磷的一部分［16］。因此，如果以水中存在的各種形態磷的總和（總磷）計算，當飲用水中總磷含量未低于5μg/L時，就可能表現出對飲用水生物穩定性的限制因子作用。
我(wo)國水(shui)(shui)(shui)源(yuan)水(shui)(shui)(shui)中總(zong)磷(lin)含(han)量(liang)一般(ban)不會超過80μg/L，而(er)由(you)于水(shui)(shui)(shui)源(yuan)受到有(you)機物(wu)污染，總(zong)體上(shang)我(wo)國飲(yin)用水(shui)(shui)(shui)中有(you)機物(wu)的(de)含(han)量(liang)要比歐洲發(fa)達國家及日本的(de)飲(yin)用水(shui)(shui)(shui)中有(you)機物(wu)的(de)含(han)量(liang)高。由(you)此可(ke)以推斷(duan)，就(jiu)我(wo)國的(de)水(shui)(shui)(shui)源(yuan)水(shui)(shui)(shui)而(er)言(yan)，采取有(you)效手段盡可(ke)能降低水(shui)(shui)(shui)中磷(lin)的(de)含(han)量(liang)，使(shi)磷(lin)成為飲(yin)用水(shui)(shui)(shui)生物(wu)穩定性的(de)限制因(yin)子的(de)可(ke)能性是(shi)存在(zai)的(de)。
4 結論與建議
通過以(yi)上論述(shu)與分析，我(wo)們認為，磷(lin)作(zuo)為飲用水(shui)(shui)(shui)生(sheng)(sheng)物(wu)穩(wen)定性(xing)的(de)(de)限制(zhi)因(yin)子的(de)(de)發(fa)現具有(you)重要意義，為提(ti)高(gao)我(wo)國飲用水(shui)(shui)(shui)生(sheng)(sheng)物(wu)穩(wen)定性(xing)提(ti)供(gong)了一(yi)(yi)個新的(de)(de)思路。在飲用水(shui)(shui)(shui)處理工藝過程中(zhong)，應盡(jin)可能地去(qu)(qu)除(chu)原(yuan)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)磷(lin)。同時，減少(shao)甚至杜絕(jue)水(shui)(shui)(shui)廠和輸(shu)水(shui)(shui)(shui)管網中(zhong)外來磷(lin)源(yuan)的(de)(de)引入，保證(zheng)輸(shu)水(shui)(shui)(shui)管網中(zhong)磷(lin)的(de)(de)低含量，使磷(lin)成為管網細菌(jun)再生(sheng)(sheng)長的(de)(de)限制(zhi)因(yin)子，從而(er)保證(zheng)飲用水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)穩(wen)定性(xing)。考慮到(dao)我(wo)國水(shui)(shui)(shui)源(yuan)受污染、水(shui)(shui)(shui)源(yuan)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)有(you)機物(wu)含量較高(gao)的(de)(de)現狀(zhuang)，以(yi)及水(shui)(shui)(shui)源(yuan)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)磷(lin)的(de)(de)去(qu)(qu)除(chu)相(xiang)對有(you)機物(wu)而(er)言要容(rong)易的(de)(de)事實，有(you)效(xiao)地去(qu)(qu)除(chu)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)磷(lin)以(yi)提(ti)高(gao)飲用水(shui)(shui)(shui)生(sheng)(sheng)物(wu)穩(wen)定性(xing)，具有(you)一(yi)(yi)定的(de)(de)現實意義。
磷在飲用(yong)(yong)水處(chu)(chu)理(li)過程中(zhong)并不(bu)作(zuo)為一(yi)項常規檢(jian)測指(zhi)標，關(guan)于磷在飲用(yong)(yong)水處(chu)(chu)理(li)過程中(zhong)去(qu)除(chu)情況的研(yan)(yan)究(jiu)也十分缺乏。為了(le)深入(ru)了(le)解(jie)磷在飲用(yong)(yong)水生物穩定性中(zhong)的限制因(yin)子作(zuo)用(yong)(yong)和其(qi)現實意義(yi)，有(you)必要對(dui)磷在各個水處(chu)(chu)理(li)工藝過程中(zhong)的去(qu)除(chu)情況以及(ji)如何提高(gao)磷的去(qu)除(chu)效率等一(yi)系(xi)列相關(guan)問題進(jin)行深入(ru)研(yan)(yan)究(jiu)。
5 參考文獻
1 Bruce E Rittmann，Vernon L Snoeyink. Achieving biologically stable drinking water. J AWWA，1984, 76(10): 106～114.
2 Van Der Kooij. Biological stability: a multidimensional quality aspect of treated water. Water Air and Soil Pollution, 2000,123：25～34.
3 LeChevallier M W, Schulz W, Lee R G. Bacterial nutrients in drinking water. Appl Environ Microbiol,1991(57): 857～862.
4 Isabel C Escobar, Andrew A Randall,James S Taylor. Bacterial growth in distribution systems: Effect of assimilable organic carbon and biodegradable dissolved organic carbon. Environ Sci Technol, 2001, 35(17): 3442～3447.
5 吳紅偉，劉文(wen)君，張淑琪(qi)，等. 提供生物穩定飲用水的最佳工藝.環境科學(xue)，2000，21（5）：64～67.
6 劉(liu)文君，吳紅偉，張淑琪，等. 某市(shi)飲用水水質生物穩(wen)定性(xing)研究.環境(jing)科(ke)學，1999，20（3）：34～37.
7 Peter M Huck. Measurement of biodegradable organic matter and bacterial growth potential in drinking water a review. J AWWA,1990,82（7）:78～86.
8 Mark W LeChevallier, Nancy J Welch, Darrell B Smith. Full-scale studies of factors related to coliform regrowth in drinking water. Appl Environ Microbiol,1996,62(7): 2201～2211.
9 Miettinen I T,Vartiainen T,Martikainen P J. Contamination of drinking water. Nature,1996,381: 654～655.
10 Charles N Haas,Paul Bitter, Peter A Scheef. Preliminary determination of limiting nutrients for standard plate count organisms in Chicago intake water. Water Air and Soil Pollution, 1988. (37): 65～72.
11 Gibbs R A, Scutt J E, Croll B T. Assimilable organic carbon concentrations and bacterial numbers in a water distribution system. Water Sci Technol, 1993, 27: 156～166.
12 Miettinen I T, Vartiainen T, Martikainen P J. Microbial growth and assimilable organic carbon in Finnish drinking waters. Water Sci Technol, 1997, 35: 301～306.
13 Sathasivan A, Ohgaki S, Yamamoto K, et al. Role of inorganic phosphorus in controlling regrowth in water distribution system. Water Sci Technol, 1997, 35(8): 37～44.
14 Sathasivan A, Ohgaki S.Application of new bacterial regrowth potential method for water distribution system - a clear evidence of phosphorus limitation. Water Res,1999,33(1):137～144.
15 Ilkka T Miettinen, Terttu Vartiainen,Pertti J. Martikainen. Phosphorus and bacterial growth in drinking Appl. Environ Microbiol,1997，63(8)：3242～3245.
16 Markku J Lehtola, Miettinen I Tiettinen, Vartiainen T Martikainen ,et al. A new sensitive bioassay for determination of microbially available phosphorus in water. Appl Environ Microbiol,1999,65(5):2032～2034.
17 Markku J Lehtola, Ilkka T Miettinen,Terttu Vartiainen,et al. Microbially available organic carbon, phosphorus, and microbial growth in ozonated drinking water. Water Res,2001,35(7):1635～1640.
18 Yoshizaka T, Ozaki M. On removal of ammonia nitrogen by addition of phosphoric acid in ozone-granulated carbon treatment. Water Supply, 1993, 11(3/4): 321～330.
19 Wataru Nishijima, Eiji Shoto, Mitsumasa. Improvement of biodegradation of organic substance by addition of phosphorus in biological activated carbon. Water Sci Technol,1997,36(12):251～257.
20 Sathasivan A, Ohgaki S, Otaki M. Can phosphorus control be a feasible option to control regrowth in Tokyo drinking water distribution system. Water Supply, 1998,16(3/4):249.
21 肖(xiao)羽堂，張晶晶，吳(wu)鳴，等. 我國水資源污染與飲用(yong)水安全性(xing)研究.長江(jiang)流域(yu)資源與環境，2001，10（1）：51～59.
22 吳紅偉，劉(liu)文君(jun)，張淑琪，等. 水(shui)廠常規工(gong)藝去除生(sheng)物可同化(hua)有機碳的(de)研究.中國(guo)給水(shui)排(pai)水(shui)，1999，15（9）：7～9.
23 吳紅(hong)偉(wei)，劉文君(jun)，王占生. 臭氧組合工(gong)藝去除(chu)飲用水源(yuan)水中(zhong)有(you)機物的效果(guo).環境科學(xue)，2000，21（7）：29～33.
24 吳紅偉，石(shi)振(zhen)清，王占生. 凈(jing)水工藝(yi)對(dui)水中可生物(wu)降(jiang)解有機(ji)物(wu)去除的研究.給水排(pai)水，1999，25（7）：16～18.
25 LeChevallier M W, Shaw N,Kaplan L,et al. Development of a rapid assimilable organic carbon method for water. Appl Environ Microbiol, 59(5): 1526～1531.
26 Servais P, Laurent P,Randon G. Comparison of the bacterial dynamics in various French distribution. J Water SRT-Aqua,1995,44(1):10～17.
27 余國(guo)忠，王(wang)根鳳，龍(long)小慶，等. 給(gei)水(shui)(shui)管(guan)網的細菌生長可能機制與防(fang)治對策.中國(guo)給(gei)水(shui)(shui)排(pai)水(shui)(shui)，2000，16（8）：18～20.
28 Baldwin D S. Reactive “organic” phosphorus revisited. Water Res, 1998, 32(8): 2265～2270.
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
