一、水质要求的发展
随着人们对水中污染物认识的提高、分析水平的提高和生活水平的提高以及大量的科学实验和生产实践，人们对水质要求不断有新的发展。
１．以重金属为主的一般有毒有害物质，曾是重点关注的危害健康的污染物
上世纪５０年代，日本工业高速发展，而环保未相应跟上，导致地区性的汞引起的水俣病和镉引起的痛痛病等。有些国家和地区也陆续出现过这类疾病。由于含汞、镉等重金属的污水，排放点少，排放量也少，通过工厂内部治理，多数较快得到缓解。但供水中一般有毒有害物质，如氟、砷等在某些地区仍存在一定问题。
随着人们对污染物认识的提高，对某些污染物有了新的认识。如铅，曾作为水管的管材，现在认识到铅摄入过多，将影响中枢和外周神经系统，干扰钙的代谢，出现血压升高，引起生殖腺功能障碍等，是一种有毒有害物质。又如砷，原认为是一般有毒有害物质，现在癌症研究机构（ＩＡＲＣ）已把它列为一类致癌物质，即对人体致癌物质。
２．有机物特别是微量有机物大量检出，使人们对水质要求和控制发展到一个新的阶段
随着检测技术的提高，发现多种水中微量有机物。
１９６９年，美国联邦污染控制部门从新奥尔良Ｃａｒｒｏｌｌｔｏｎ水厂检出３６种有机物，其中５种为致癌物质，３种为损害动物肝脏的有毒物质。
１９７４年１１月，又在上述水厂检出６６种有机物及２０种其他物质。１９７４年１２月５日，加利福利亚广播电台在黄金时间播送了一个节目叫“注意饮水可能危害你的身体健康！”把这个情况曝了光，曝光后反响强烈。
１９７４年，美国及荷兰的研究人员发现，水加氯后引起一系列氯的副产物。于是国家有机物查勘测定机构（ＮＯＲＳ）于１９７６－１９７７年调查了１１３个城市，结果显示ＴＨＭｓ在饮水中普遍存在。ＮＯＲＳ及其他机构以后又在饮水中发现７００种以上有机化合物。其他国家也作了类似的测定。这种情况引起各界密切关注。
到８０年代，已在水中发现２２２１种微量有机物，其中有的是致癌或可疑致癌物质。于是各国政府有关部门和有关供水的研究、生产单位，致力于有机物特别是微量有机物的测定，形成机理、毒理研究，处理对策和控制标准等的一系列研究试验工作。所以专家称８０年代是有机物的时代。
由于检测技术提高，检测精度从ｍｇ／Ｌ到μｇ／Ｌ，甚至ｎｇ／Ｌ，能检出水中更多的有机物。另外，世界上每年要增加很多新的合成有机物，包括工业产品、农药、药品等，这些有机物可能通过不同途径，在不同程度上进入水体。有机物特别是微量有机物将层出不穷，供水工作者相应控制的研究也需持之以恒。
当前，上较关注的主要是激素、抗生素和藻毒素。
３．微生物已成为当前对健康风险更大的污染物
１９９１年１月起，拉丁美州霍乱大流行，１３０万人生病，１．２万人死亡。其中重要原因之一是担心氯的副产物，以致削弱甚至不消毒。
据美国自来水协会研究基金的专题研究报告，１９９１年流行病调查结果，在所有年龄组，每人每年生肠道病０．６６次，其中２－１２岁为０．８４次。肠道病的３５％是由于饮水引起的。
１９９３年４月，美国米尔沃基市供水系统发生隐性孢子虫事故。使该市超过１５０万居民受感染，４０．３万人生病，４４００人住院，死了近百人。当时美国水质标准对隐性孢子虫尚无规定。该事件引起震动。据美国自来水协会统计，美国发生隐孢子虫事故１０次，英国２１次，加拿大４次，日本１次。
美国自来水协会对美国１９７６－１９９４年间由于饮水引发的流行病情况作了调查统计，如下表。
| 致病原因 | 爆发次数 | 爆发比例（%） | 致病人数 | 致病比例（%） |
| 原生动物 | 101 | 24.5 | 435776 | 82.5 |
| 细菌 | 48 | 11.6 | 15715 | 3.0 |
| 病毒 | 25 | 5.9 | 12169 | 2.3 |
| 化学物质 |
33 | 8.0 | 3886 | 1.0 |
| 不明原因 | 207 | 50.0 | 61191 | 11.6
|
| 共计 | 414 | 100 |
528757 | 100 |
１９７６－１９９４年间美国共发生水质事故４１４次，生病人数共５２８７５７人，死１００人以上，除少量原因不明者外，８４．１％的事故次数和９９．２％的生病人数系微生物项目引起。
有些细菌难以处理。当ｐＨ为６．７，温度为５℃时，同样灭活９９％，氯的浓度和接触时间的ＣＴ总值（ｍｇ／Ｌ－分），大肠菌需０．３４－０．０５，甲肝病毒需１．８，贾弟鞭毛虫为３０－６３０，隐性孢子虫为７．７－８．７×１０６。大肠菌合格不等于病毒合格，更不等于原生动物合格。
美国zui近发生一系列水致疾病，很多是在经过*处理（过滤和消毒），水质*符合现行水质标准情况下发生。美国疾病预防及控制中心（ＣＤＣ）估计，美国饮用水引起微生物疾病而死亡的人数每年为９００－１０００人。这个数字可能是低估的，因有些患者致病原因很难确
认。
这一系列情况，引起各方重视和密切关注。美国教授Ｄａｎｉｅｌ Ｏｋｕｎ说，二次大战后发现水中存在合成有机物及消毒副产物引起我们关注，但今天水中生物风险比化合物风险更严峻。
根据推算及统计，微生物风险已大于化学性。美国进行风险平衡研究，安全饮水法的重点已由长期的致癌风险调整到急性的微生物风险。加强水处理规则就是为了降低微生物风险到每年万分之一。
美国自来水协会研究部微生物污染委员会报告，在１９８０年初，似乎饮水的未来研究是在化学污染物，主要关注三卤甲烷、农药、除草剂及重金属。现在，可称９０年代为微生物的十
年。
对细菌的认识、测定及规定上尚有待发展。大肠菌是我们熟悉的，但近年来又冒出０－１５７。在其他动物身上可能有很多种病毒和寄生虫，爱滋病、“非典”以及zui近在流行的“禽流感”，其病毒均来自其他动物。动物中的病毒可能传播到人。特别在传播过程中病毒可能产生异变，使病毒对人类具有更大的传染性和危害性。在宿主体内繁殖的病毒和寄生虫，其粪便中将含有大量这类病毒。这些病毒通过不同途径，可能不同程度上排放到水体。
现认为水中有病毒１４０种，但现在仅能检测８４种。检测技术也有待不断发展。
微生物对人身健康的影响也将会有进一步发展。zui近研究指出，有些细菌对胃癌、心脏病和糖尿病起着作用。
面临这样形势，供水工作者研究和控制水中微生物的任务，更是任重道远。
４．对供水感官性指标的要求也在提高 供水水质中的感官性项目，会影响其外观、气味或味道，用户往往以此来评价水质并以此来确定能否接受，因此水的感官项目也要达到可接受的水平。感官性项目有些不好，一般不影响健康，故世界卫生组织强调：制订国家标准时应仔细权衡控制这类项目时的投入和效益，因地制宜提出要求；也可以像美国那样，把有关健康的项目作为强制性标准，而把感官性项目作为建议，国家在统计是否完成标准要求时，不包括感官性项目。
但随着人民生活水平不断提高，对感官性项目的要求也不断提高。２００１年，日本人均ＧＮＰ为３８２６０美元，几年来，日本主管供水的厚生省曾布置研究：怎样的水是可口的；怎样达到可口；然后提出快适水（口味好）的水质标准。该标准不属强制执行，而是引导性的，政府对为此采取深度处理的，给予部分经济补贴。
５．突发性事故和人为破坏事故可能成为供水的突出矛盾
美国ＥＰＡ发布消息，确定２００３年１１月及１２月为安全供水月。在发布消息的同时，发表了一篇短文说，以往认为供水企业的使命是，向用户始终可靠地供应安全的水。２００１年９月１１日事件后，使命突然戏剧性地扩大到安全防范和反恐怖。
为此，美国对反恐怖作了一系列防范措施。总统６３号令组织国家基础设施防护中心（ＮＩＰＣ），并ＵＳＥＰＡ负责供水分部。早在珍珠港事件前，美国*任联邦调查局长就写过：“我们很久已认识到，在公用事业中，供水是国外打击的zui脆弱点。而供水关系到工业生产、人民健康和信心的战略地位。”
供水的外来和内部的生产事故以及人为的破坏，可能严重影响供水水质。除净水构筑物停役或损坏外，水源和供水系统遭受有毒物污染，可能严重影响供水水质。污染可能是微生物、生物毒素或剧毒化合物。有些毒物的毒性很强，如以砷的毒性为１，氢化物为９，ＶＸ为３００，肉毒杆菌毒素为１００００。
介绍以上供水水质发展的用意是，上世纪９０年代，特别是后５０年，供水工作者对水质的认识以及相应的对策均有很大发展，还些问题有待解决。在新的世纪里，新的问题将层出不穷，相应的对策也将层出不穷。我们在认识上和信息上要跟上水技术的发展，在对策研究和实施上要适应国家形势发展的要求。
二、基本对策 １．科学地制订或修订水质标准和实施标准，是保障广大用户饮水健康的重大措施
《标准》是法规性的要执行的文件，当对某污染物有新的认识和新的要求时，得制订或修订相应标准。随着人们对水中污染物认识的提高，分析水平的提高和生活水平的提高，需要控制的污染物品种越来越多，就得相应地科学地制订或修订水质标准。
现行饮用水水质标准，美国基本标准８５项，二级标准１５项；世界卫生组织饮用水水质准则（第二版）共１５７项；欧盟水质准则共４８项，我国国标为３５项，卫生部规范为９６项，其中３４项为必须检测项目。
自来水中有众多的污染物，对健康的风险不可能避免。所谓安全，是把风险降到国家或地区掌握的可接受的水平。总结以往经验，现在上制订或修订水质标准工作在理念上和方法上也更为科学合理。
如美国制订或修订一项标准，要调查：
当前全国供水中，该项目的实际指标值。
把指标值（即污染物浓度）降低到不同数值时，预计相应能降低的病例。
降低到不同指标值，要用什么处理工艺。不同的处理规模，降低到不同的指标值时，全国需要的投资、经常费和成本。如除砷，选用了１３种工艺，１２种规模。
预测不同的指标值时，可降低的病例及其避免的损失（即效益）。如美国降低一次腹泻病例按３０００美元计。
根据投入－产出分析，求出推荐的新指标值。
把调查计算的所有资料编写成文本，广泛征求意见后上报。
这样制订或修订标准，已结合国家或地区的经济条件和资源条件。如各项标准基本上按该理念和方法制订，则各标准的风险均掌握到比较接近的水平。
标准也不宜一步到位。如美国在１９８９年提出“地表水处理条例（ＳＷＴＲ）”，当时要求滤后水浊度９５％几率＜０．５ＮＴＵ，zui高＜５ＮＴＵ。为控制供水中的隐孢子虫，１９９８年提出“加强地表水暂行条例（ＩＥＳＷＴＲ）”，提出去除隐孢子虫＞２ｌｏｇ，相应要求滤后水浊度９５％几率＜０．３ＮＴＵ，zui高＜１ＮＴＵ。２００２年又提出“加强地表水处理条件长期计划*期（ＬＴＩＥＳＷＴＲ）”的建议，要求按原水存在的隐孢子虫数量，相应的去除率为２－４．５ｌｏｇ，为此滤后水浊度将达０．１５ＮＴＵ或０．１ＮＴＵ．
美国的科技人员早就知道，浊度及极大多数污染物越低越好。但是，标准是在一定经济条件和资源条件下，投入-产出分析的结果。我们在编制或修订水质标准时，宜尽可能吸收上科学的理念和方法。因各国经济条件、资源条件（如水源、现有供水设备）不同，不宜机械照搬发达国家的标准，也不宜不顾技术经济条件过分强调接轨。我们要密切关注有关水质的信息和技术的发展，待条件成熟适时进行标准的修改补充。一般，如某污染物为有毒有害物质，在分布上有一定的面，一定程度上掌握了可能对健康的危害和风险，并具备测定和去除该污染物的条件时，世界卫生组织和美国等国家即会制订该污染物标准。
有些研究某污染物的论文，在定性上把该污染物讲得很可怕。我们要密切关注其发展动态，力争搞清情况，同时要冷静分析，如致癌物质，定性上可怕，但定量上极微。水质标准使用的单位为１０亿分之一，而苯并ａ芘的标准为一千亿分之一。另外，毕竟水中污染物仅占人体总摄入量的１０％－２０％。而且，一般水质标准比其他标准更严，如氯仿我国水质标准为６０μｇ／Ｌ，英国卫生处医药控制中心批准的普通喉痛吃的药水含氯仿０．４７％，按剂量推算，１２－１８岁少年每天摄入氯仿１６９ｍｇ，相当于２升水的１４０８倍。
２．保障水质安全的多重屏障
现在美国等国家提倡多重屏障的理念。用我们的话说就是：符合要求的水源和水源保护；收集井及收集系统的保护；符合要求的净水工艺构筑物和良好的管理维护；完善的配水系统和良好的维护管理；用户可获得饮用水水质资料和的渠道。
实际上，这是全面的质量控制。美国实施向用户定期报告水质制度后取得良好效果。一般居民可在网上查到供水水质，水质项目的卫生意义及制订标准的依据，经常关心的水质问题的问和答等资料。除供水企业，ＥＰＡ及自来水协会均有内容很全面的。ＥＰＡ安全供水能迅速解决你所关心的水质问题，如２００２年８月，收到２２３２次，Ｅ－ｍａｉｌ２８２次，平均等候时间为１６秒，１分钟内给予回答问题占总数的９４％。另外遇到发生微生物有问题的水质，需立即通过各渠道全面地通知用户喝开水或瓶装水。
供水企业在保证供水水质方面有很多工作要做，关键是加强科学管理，前提是有符合要求的工艺构筑物。
３．加强科学管理
总目标是提高供水水质的合格率。
要保证供水水质合格率，首先要做好出厂水质。在常规处理水厂一般要及时掌握好浊度和余氯两个主要运行指标（个别的需增加其他运行指标）。浊度要稳定地低于目标要求。余氯能稳定地维持在规定的幅度内。为此该两个指标该装在线仪表。
一般常规处理水厂，通过合理加注混凝剂，合理选用助凝剂和助滤剂，充分发挥现有净水设备作用（个别需改造混和不充分、絮凝不完善等技术上不合格的薄弱环节），均能把滤后水浊度控制在＜０．５ＮＴＵ。要稳定地控制滤后水浊度，关键是稳定沉淀水浊度，特别是不加注助滤剂的情况下。而稳定沉淀水浊度，关键是合理加注混凝剂，合理使用助凝剂。一般讲，用降低滤速，延长沉淀时间的方式已不是科学地降低浊度的基本方向。
比起消毒副产物的风险，首先要保证满足消毒要求。世界卫生组织为降低总的风险，宁可把氯仿指标值提高到２００μｇ／Ｌ。美国在信息收集规则（ＩＣＲ）及ＬＴＩＳＷＴＲ中，风险平衡也是重点研究的问题之一。基本观点是，消毒必须保证，同时副产物风险也要降低。美国ＳＷＴＲ要求贾弟鞭毛虫去除率为３ｌｏｇ。一般常规处理中，随着浊度降低可去除２ｌｏｇ左右，故尚需在消毒中再去除１ｌｏｇ，在水温５℃时，自由氯的ＣＴ值需５０，氯氨需７３７。按照这个要求，病毒将是安全的。
美国消毒基本上用自由氯。据１９９８年调查，２９．４％的水厂出厂水为氯氨，其中７２．４％为先加氯后加氨，平均滞后时间为２５．７分钟。
我们考虑出厂余氯幅度，要保证消毒需要，保证管网能维持必要的余氯（有的可在管网中补加氯），同时考虑消毒副产物的控制。
保证用户用到合格的水，还要做好配水管网的水质管理。水从水厂流到用户，一般会遇到管道内壁不同程度的锈垢，水中色、铁、锰、浊度等会有一定程度的上升。水中可吸收的有机物（ＡＯＣ）可能使管网细菌、大肠菌繁殖。外来污染物进入配水管网，将使管网水受到污染，直至严重水质事故。管网水质管理的重点是：严防通过各种途径，使污染物进入配水系统（包括水箱和蓄水池）；有重点地合理地做好管网定期冲洗工作；根据本地水中ＡＯＣ量，余氯消失规律，确定合理的余氯量，使细菌、大肠菌符合要求；对新排管道要考虑防腐要求，对现有锈蚀较严重的管道，根据情况有计划地分别用刮管涂衬、管内管、折排等方式予以改造。
４．有适合净水要求的净水构筑物
上，科学地选择净水工艺的基本原则是：以zui低的总费用，把原水处理成符合标准或目标要求的水质。选用的工艺构筑物要能够把原水处理为符合要求的水，这是前提。如出水水质能符合水质要求，说明工艺能适应要求。净水工艺的技术改造应根据投入－产出的原则确定是否需要进行。如出水水质中有的项目超标，超标的项目属常规处理（或现工艺）能处理的范围，则应分析是管理原因抑或是某些工艺环节不合理，针对原因，予以改进。
如超标的项目属常规处理（或现工艺）不能去除的，则要根据上述科学选择工艺的基本原则，按照超标项目的特点，选择经济合理的深度处理工艺。一般要查阅该污染物的溶解性、分子量、氧化和吸附特性等资料，以便针对特性选择工艺，经过一定的试验，确定相应的工艺方案及主要参数。美国水质标准中的各项目，均有该项目的特性，污染物主要来源，对健康的影响，制订标准的依据，推荐主要处理工艺等资料。因净水工艺需要去除的污染物品种和程度不同，不宜简单套用国外某大城市的工艺。还是“对症下药”好，这样更经济合理。
５．注意降低微生物的风险，特别在提出可“直饮”的情况下
目前上的水质标准，一般有毒有害物的风险掌握到，人终身饮用（按每天饮２升，饮７０年计）无察觉性疾病；致癌物质则终身饮用，每１０万人约增加一个病例；微生物在争取降到每年每万人增加一个病例；感官性项目达到用户可接受的要求。在健康上讲，微生物风险相对较大。特别是由于人的免疫能力不同，对感染量差异很大。如隐孢子虫，一般健康的人摄入５－１０个才发病，但免疫力差者一个就会得病。按理，符合标准的水就能直饮，但微生物的风险较大些。我们不能说我们供的水不能直饮。随着对外开放，饮水习惯的变化，注意降低微生物的风险是必要的，特别是提出可直饮的情况下。
直饮的关键是保证微生物安全，其他有毒有害项目和感官性项目，直饮和烧开吃基本相同，而且指标值也是按直饮考虑的。保证微生物安全的关键是出厂水的安全。美国现行标准，除大肠菌（或粪大肠菌）１００％合格外，要求隐孢子虫的去除率＞２ｌｏｇ，贾弟鞭毛虫＞３ｌｏｇ，病毒＞４ｌｏｇ，争取不检出。ＬＴ２ＳＷＴＲ建议，根据原水中隐孢子虫的数量，确定去除率分别为２－４．５ｌｏｇ。对免疫能力差的人，则劝他们饮开水或可靠的瓶装水。日本不提对隐孢子虫指标要求，要求滤后水浊度＜０．１度。
净水厂保证微生物安全的关键是降低滤后水浊度和消毒达到一定的ＣＴ值。一般常规处理厂，滤后水浊度＜０．３ＮＴＵ，可去除隐孢子虫２ｌｏｇ左右，降到＜０．１５ＮＴＵ约可增加０．５ｌｏｇ，降到０．１ＮＴＵ约可增加１ｌｏｇ。微生物除了同时随浊度去除一部分外，其余要靠消毒的ＣＴ值灭活。美国基本上用氯氧化消毒，１９９８年用臭氧占５．６％，用二氧化氯占８．１％。日本在１９９９年深度处理水厂的能力，约为高日供水量的２０％，其中臭氧活性炭占一半（主要为快适的水质要求）。美国和日本大部分或极大部分的水厂就是靠常规处理中这两条来保证微生物安全的。
降低滤后水浊度和可靠的消毒，也是抗衡外来或人为的生物和部分化学性毒物的有效屏障。
直饮还要配水管网与之相适应。经过管网后水中色、铁、锰有所增加。实际上直饮和烧开吃是一样的。色、铁、锰等虽是感官性项目仍希达到目标要求。滤后水严格控制浊度是为了控制隐孢子虫等需要，管网水可有所提高。如日本，滤后水浊度须＜０．１度，管网水浊度则要求＜２度。
微生物中原生动物、病毒在宿主体内繁殖，出厂后在管网中不再繁殖，而细菌、大肠菌等则可能在管网中进一步繁殖。为直饮安全，控制管网中的关键是：不让污染物再进入配水系统，要对可能进入的途径采取措施严格控制；配水系统中大肠菌、细菌指标须符合标准（美国要求粪大肠菌和埃希氏大肠菌合格率１００％，大肠菌＞９５％），为此要维持相应的余氯，或进行ＡＯＣ值和余氯值的优化组合研究。
