嘉義縣 96 學年度中小學飲用水衛生安全管理研習 飲用水水質與設備管理介紹

1. 嘉義縣96學年度中小學飲用水衛生安全管理研習飲用水水質與設備管理介紹嘉義縣96學年度中小學飲用水衛生安全管理研習飲用水水質與設備管理介紹 林財富 成功大學環境工程學系 中華民國九十七年一月廿九日

2. 報告綱要 • 水中污染物種類 • 水中污染物之單位 • 污染物進入人體的途徑 • 水處理介紹 • 淨水器選擇與維護 • 水塔清洗與維護 • 嘉義地區自來水水質概況 2

3. 水中污染物的種類 • 微生物 • 細菌, 病毒, 原生動物,毒性藍綠藻 • 有機物 • 揮發性有機物, 合成有機物, 消毒副產物, 農藥 • 無機物 • 重金屬, 硬度, 鹽類, 氯, 溶解性固體物 3

4. 微生物指標(I) • 大腸桿菌群密度 • < 6 MPN/100ml • 會有其他病菌存在 • 總菌落數< 100/mL • 消毒效率評估 • 其他致病性微生物 • 痢疾桿菌(化糞池近水井) 4

5. 微生物指標(II) • 2007年度10大醫藥新聞之一(中國時報) • 北屯國小爆發桿菌性痢疾群聚感染 • 台中市百年老校北屯國小11月下旬因化糞池老舊龜裂汙染地下水，爆發12年來最嚴重之桿菌性痢疾群聚感染事件。疫情疑由該校1名一年級女童傳開，短時間內全校就有上百名師生出現上吐下瀉的疑似症狀。 • 衛生署經疫調查知主要傳染途徑後，立即要求校方關閉地下水源，並針對全校2千多名師生進行全面預防性投藥，疫情才得以控制

6. 痢疾相關案例 • 84年桃園縣某國小(186人) • 水井之S . sonnei志賀氏桿菌檢驗結果為陽性 • 洗手台的供水造成 • 86年間新竹縣某國小(>200人) • 地下水之洗手台檢出D 群痢疾桿菌陽性 • 飲用地下水或用洗手臺的水刷牙或漱口均有較高的相對危險性 • 87年桃園某殘障教養院 (>9人) • 淺水井井水污染

7. 痢疾相關案例注意事項 • 非不得已，人體接觸用水勿使用地下水 • 尤其是淺層地下水井 • 地下水井與化糞池之距離不宜太近 • >~15 m • 定期投追蹤劑，確認化糞池之完整性 • 有色染劑 • 地下水與自來水水源管制與標示

8. 微生物指標(III) • 2000年5月，加拿大安大略（Ontario）省、Walkerton市飲用水系統發生腸出血性大腸桿菌O157（Escherichia coliO157）及彎曲桿菌（Campylobacter） 菌事件 • 造成7人死亡、2500人感染 • 消毒不完全所引起 • 供水系統的經理Stan Koebel被判監禁一年，供水系統的負責人被判在家監禁9個月。 8

9. 微生物指標(IV) • 原生動物 • 梨形鞭毛蟲 (8-10 mm X 7-10 mm) • 隱孢子蟲 (直徑 4-6mm) (1mm = 0.0001公分) • 平均喝入10s 以上會引起腸胃疾病 • 過去20年: 數十案例 (>100 人受感染) • 1993年美國威斯康辛州密爾瓦基市隱孢子蟲 事件, 40萬人感染, 4,000人住院, 100人死亡 9

10. 梨形鞭毛蟲 10

11. 微生物指標(V) • 原生動物 • 尚無法規標準(英國有) • 加氯消毒效果不佳 • 可藉過濾程序有效去除 • 表面水中存在 • 燒開水有效果 11

12. 常見單位 • 每公升水中污染物的重量 • mg/L = 毫克每公升 • (= ppm = 百萬分之一) • mg/L = 微克每公升 • (= ppb = 十億分之一) • ng/L = 奈克每公升 • (= ppt = 一兆分之一) 12

13. 有機物(I) • 消毒副產物 • 主要是三鹵甲烷, 加氯消毒所引起 • CHCl3, CHCl2Br, CHClBr2, CHBr3 • 致癌物 • 加氯量愈多、水中有機物愈多、水源受污染程度愈高，產生量也愈大 • 管制標準 < 0.1 mg/L (= ppm = 百萬分之一) • 2006年7月改為0.08 mg/L 13

14. 有機物(II) • 消毒副產物 • 鹵化乙酸, 加氯消毒所引起 • HAA5，一氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、一溴乙酸、二溴乙酸 • 醋酸的氫原子被氯或溴原子取代 • 疑似致癌物 • 加氯量愈多、水中有機物愈多、水源受污染程度愈高，產生量也愈大 • 國內尚無管制標準 ，美國 < 0.06 mg/L (= ppm = 百萬分之一) 14

15. 有機物(III) • 消毒副產物 • 臭氧消毒也會產生 • 但量較小 • 溴酸鹽、醛類等 • 可口可樂問題 15

16. 有機物(IV) • 揮發性有機物 • 芳香族碳氫化合物 • 苯、甲苯、乙苯、二甲苯等，均為汽油成份 • 受石油污染之水源(水上淨水場、旗山溪事件) • 含氯碳氫化合物 • 三氯乙烯、四氯乙烯、二氯乙烷、三氯乙烷等 • 常為工業廢棄物或廢水不當排放，造成地下水水源污染(大寮鄉昭明村地下水井三氯乙烯事件) • 合成有機物、農藥 16

17. 無機物(I) • 重金屬 • 砷、鉛、硒、鉻、鎘、鋇、銻、鎳、汞等九種 • 水源污染 • 地質狀況(例如西南部沿海地下水砷) • 六腳鄉高達700 ppb (10 ppb 為目前法規標準) • 台西鄉超過100 ppb • 管線材料釋出(例如鉛) • 民國六十五年以前老舊建築物可能使用鉛管 17

18. 無機物(II) • 硝酸鹽 • 硬度 • 鈣, 鎂鹽類 • 地質狀況 • 造成茶垢 • 無定論之健康危害 18

19. 土霉味 氯味 魚腥 味 臭味輪 冷 乾 油 金屬 鹹 苦 甜 酸 口感 味 土霉味 化學品味 臭 氯味 藥水 味 草味 魚腥 味 沼澤味 芳香 味 19

20. 土霉味的成因與來源 • 土臭味是最容易存在於飲用水中的一種生物代謝臭味 • Geosmin 、2- MIB • 來源常是放線菌、藍綠藻 • 藻類也會造成 • 其他如芳香味、魚腥味、沼澤味等 • 台灣地區水源中主要以土臭味及魚腥味為主 20

21. 飲用水中之污染物進入人體之途徑(1) • 喝、呼吸及皮膚接觸 • 水中各類污染物均可藉由喝水進入人體 • 揮發性高的污染物易由呼吸進入人體 • 脂溶性高的污染物易由皮膚進入人體 21

22. 飲用水中之污染物進入人體之途徑(2) • 微生物、無機物及重金屬：喝 • 三鹵甲烷及揮發性有機物：喝、呼吸、皮膚接觸(部分污染物) • 合成有機物及農藥：喝及皮膚接觸 22

23. 飲用水中之污染物進入人體之途徑(3) • 降低三鹵甲烷暴露量 • 降低飲水中的量(例如水燒開後打開水壺蓋子，並持續燒1-2分鐘) • 降低呼吸暴露量(例如沖澡時間減短或增加浴室通風量) • 降低皮膚接觸(例如泡澡時間減短) 23

24. 淨水程序 • 傳統單元 • 只能去除粒狀物, 細菌與病毒 • 高級處理單元 • 不同單元能去除不同之溶解性污染物 • 有機物 • 重金屬 • 口感物質 24

25. 一般(傳統)水廠流程圖 前加氯 混凝池 原水 膠凝池 沉澱池 過濾池 清水池 25 配水管網 加氯消毒

26. 臺北水源地位於林木蒼鬱的新店溪右岸 ( 觀音山 ) 民國前三年竣工，開始供應臺北市民生用水。 26

27. 自來水博物館--仿歐洲文藝復興後期巴洛克式建築風格自來水博物館--仿歐洲文藝復興後期巴洛克式建築風格 27

28. 現今公館淨水場 28

29. 澄清湖高級淨水廠 29

30. 使致病細菌及病毒失去活性 去除顆粒及部分細菌 澄清湖高級水廠新增單元 去除有機物、重金屬、硬度等 高級處理單元也是淨水器中常見的單元! 30

31. 過濾 • 淨水器之濾水器 • 通常是由濾布、棉線、矽藻土或陶磁材料所構成之濾心型淨水器 • 功能類似自來水單元中之過濾池 • 僅對水中顆粒型雜質有去除的功能 • 處理效果受過濾器濾心的材質、孔徑等主要因素影響 31

32. 薄膜法 • 依去除之微粒大小分成微過濾(MF), 超過濾(UF), 奈米過濾(NF)及逆滲透(RO) • 微過濾: 去除細菌, 粒狀物 • 超過濾: 去除細菌, 粒狀物, 高分子有機物 • 奈米過濾: 去除細菌, 粒狀物, 高分子有機物, 部分離子(礦物質) • 逆滲透: : 去除細菌, 粒狀物, 高分子有機物, 多數離子(礦物質) 32

33. 薄膜法 • 奈米過濾(NF)常用於自來水處理 • 逆滲透(RO)常用於海水淡化及家庭淨水器 33

34. 台灣地區民眾淨水器使用之比例 34

35. 台灣地區民眾使用淨水器類別之比例 35

36. 學校用水設備主要八種方式 (依據台北市各級學校用水設備及水質調查之結果) 1.生飲檯：主要有二種方式 (1)自來水→生飲檯 (2)自來水→飲水專用水池、水塔→生飲檯 2.中央飲水系統：使用多種設備處理及供應飲用水。 3.鍋爐(煮沸)：經鍋爐煮沸後飲用。 4.飲水機：一般常見立地式飲水機。 5.開飲機：以商品化之開飲機提供經煮沸之飲用水。 6.煮沸→紫外線：經煮沸過程後，再經由紫外燈消毒。 7.瓶裝蒸餾水：由蒸餾水供應商定期供應瓶裝蒸餾水。 8.僅有水池水塔：自來水儲存於水池水塔，沒有再處理。 36

37. 學校飲用水供應的主要問題 1. 飲水系統使用水源的水質不良 2. 供水管線太老舊或設置不當 3. 飲水系統欠缺維修（包括水池水塔的清洗） 4. 飲水機水質未能符合標準 5. 飲水系統設置不當或費用太高 37

38. 淨水器的認證 • 認證單位 • 中國國家標準方法（CNS） • 在美國是國家衛生基金會，NSF • 應以通過CNS國家標準的認證才是好的淨水器 38

39. 淨水器的維護管理(I) • 淨水器時進水溫度應避免過高 • 新使用的濾心型淨水器或淨水單元時應先使用清水沖洗或浸泡 • 活性碳 • 陽離子交換樹脂 • 逆滲透膜 39

40. 淨水器的維護管理(II) • 濾心更換頻率 • 參考操作維護手冊 • 注意通常廠商所用的水質條件及產水量是在標準的狀況下 • 原水中污染物濃度愈高，用水量愈大，則更換濾心換頻率應愈高 40

41. 淨水器的維護管理(III) • 濾心更換頻率(續) • 清水水質明顯變化、口感變差或系統的產水量降低時，必須檢查可能造成的原因 • 管線連接不當、管線或濾心破裂，必要時必須更換管線或濾心 • 肉眼判斷濾心已嚴重變成土黃色時，應考慮更換 • 避免照光，避免藻類滋生 41

42. 淨水器的維護管理(IV) 42

43. 淨水器的維護管理(V) • 典型逆滲透淨水器各單元更換週期 • 5mm濾心 3-12個月 • 活性碳濾心 6-12個月 • 1mm濾心 9-12個月 • 逆滲透膜 1-2年 • 後置活性碳濾心 8-12 個月 43

44. 淨水器的維護管理(VI) • 供水式系統管線 • 在長期停止操作後(例如寒暑假)，應對管線進行清洗及消毒，以減少污染。 • 使用檸檬酸清洗硬度結垢 • 使用氯溶液對生物膜進行消毒 44

45. 水池與水塔問題 • 常見水池水塔問題 • 未設防蟲網 • 水池設於地下 • 管線老舊 • 水塔未密封 • 水池孔沿未提高 • 水池堆雜物 • 與非自來水混用 45

46. 水池水塔:日常檢查 • 水池人孔缺乏人孔蓋或未密蓋，常使蟑螂、老鼠及其他雜物掉入，而造成水質污染。 • 水池未定期清洗會造成水質惡化，而水池清洗方法欠妥或設備缺乏定期檢修也會污染水質。 • 水塔人孔蓋材質不堅實或未上鎖，易為強風掀開或吹走，造成水塔無蓋或未密封，招致雨水、塵埃、昆蟲以及其他雜物進入，污染水質。 • 位於屋頂之水塔若未定期清洗，長期日曬雨淋也會使水質惡化，甚或生成藻類，嚴重影響水質的安全。 • 若水塔清洗方法欠妥或不當，也很容易造成水塔的再度污染。 46

47. 清洗與維護 • 水塔、水池之清洗為建築物用水設備重要的維護工作，至少應每半年清洗一次(得視水質情況彈性調整)。 • 清洗時應澈底清除水池、水塔之沈澱物與雜質，且同時檢修各項有關設備； • 可委託合格之專業清洗業者來辦理。 47

48. 水塔清洗頻率與清洗方式介紹 • 至少應每半年清洗一次 (得視水質情況彈性調整) • 排水出或抽除殘留於槽內之積水。 • 利用高壓洗淨機依出入口周圍、管線、頂板、壁面、底部順序洗淨。 • 以高濃度之氯溶液(餘氯50～100ppm)進行噴霧消毒。 • 最後採取水樣進行檢驗，若符合飲用水水質標準，始告完成。 48

49. 防蟲網 通氣管 不銹鋼人孔加蓋 人孔 20cm程度 溢流管 浮球閥 透氣管加防蟲網 Y 溢水面 G 出水面 排水管 洩水坡度 進水管 出水管 排水口空間 制水閥 排水管 蓄水池主要附屬設備 49

50. 水池外觀 通氣管 間隔 溢流管 排水管 50