淺談自來水的濁度和相關問題：
城市自來水廠以河流、湖泊、水庫等為供水水源時，自來水處理普遍采用的是常規水處理工藝：混凝→沉淀→過濾→消毒。混凝處理就是通過混凝劑的作用將水中膠體和懸浮物等雜質聚結成礬花。這里所說的雜質包括泥沙等無機物，腐殖質和植物殘體等有機物，還包括細菌、病毒、致病性原生動物和藻類等微生物。沉淀和過濾的作用是將上述礬花從所處理的水中分離出去，最終澄清處理效果用濾池出水的濁度表示。氯消毒就是用氯消毒劑將殘留于濾池出水中的病原微生物殺死。本文重點談談濾池出水的濁度問題。
一.兩種濁度
水的濁度有透射光濁度和散射光濁度兩種，下面分別述之。
1. 透射光濁度
在比濁用玻璃管中倒入蒸餾水，從管頂俯視管底下報紙上的字或其他圖像可以看得清清楚楚。原因是管中的水十分透明。倒入管中的如果不是蒸餾水，而是含有泥沙的河水，因為這是渾水，不透明，從管頂俯視管底下報紙上的字就不清楚了。渾濁和透明表達的是同一水樣的兩個相反的視覺概念，水的濁度越高，該水的透明度便越低。人們日常所說的水是否渾濁和濁度高低，講的都是透射光濁度。
水的透射光濁度用比濁法測定：將所測水樣與標準渾濁液按規定方法比濁，當兩者渾濁度相同時，用標準渾濁液的濁度表示所測水樣的濁度。在前蘇聯國家標準中，標準渾濁液的配制方法如下。首先將高嶺土（或硅藻土）用孔徑0.1mm的篩子篩過，篩上的土棄去。稱取篩過的土25～30g放入3～4L蒸餾水中，混合均勻后靜置24小時。（1）用虹吸吸取沉淀物上的渾水，吸取時不能擾動底部的沉淀物。在吸取渾水后的剩余部分加些蒸餾水，混合均勻后靜置24小時，用虹吸吸取沉淀物上的渾水，如此重復進行，直至在沉淀物上取不到渾水為止。（2）將取得的渾水集中在一容器中，靜置沉淀3晝夜后，將沉淀物上含有極細顆粒的水用虹吸吸吸出棄去，用所得沉淀物配制成一定濃度的儲備液，再利用此儲備液配制不同濃度的標準渾濁液。標準渾濁液1度等于1mg/L高嶺土（或硅藻土）.
測定透射光濁度的方法有多種，用光電濁度計并且準確。
透射光濁度表達的是一種光學效應，表示光線通過渾水層時受到水中顆粒物阻礙的程度。可見光的波長范圍為0.4～0.76μm。渾水層被可見光照射時，只有一部分光線能通過，通過渾水層的這部分光線稱為透射光，其余的光線被水中的膠體微粒和懸浮物顆粒吸收和反射失去了。膠體微粒的粒徑范圍為1nm至0.1μm，遠小于可見光的波長，被可見光照射時不會發生光的反射，但會吸收光線（吸收的光線被轉變成向各個方向發射的散射光），但吸收的光線很弱，所以對透射光強度影響甚微。阻礙光線通過渾水層的主要是粒徑大于可見光波長的懸浮物顆粒，這些顆粒被可見光照射時會發生光的反射。概言之，透射光濁度表達的是水中粒徑大于可見光波長的懸浮物顆粒的濃度。懸浮物顆粒的濃度越高，水的透明度便越低，透射光濁度便越高。
2. 散射光濁度
光波是電磁波。膠體微粒是多分子聚集體，在暗室內被一束強光（例如弧光）照射時，微粒內原子中的電子便發生強迫振動而成了新的發光體，往各方向發射電磁波，這就是散射光。無數個發光體的綜合便產生丁鐸爾現象或丁鐸爾效應，用超顯微鏡可觀察到此現象。水中膠體微粒濃度越高，散射光越強。懸浮物顆粒和真溶液中的小分子被可見光照射時所發射的散射光非常微弱，可不計。所以散射光濁度表達的是水中膠體微粒的濃度。散射光濁度的單位是NTU。
由此可見，同一水樣的透射光濁度和散射光濁度之間沒有相關性和對應關系。
濾池出水濁度也有透射光濁度和散射光濁度之分。其散射光濁度低，表明源水中的膠體和混凝劑水解生成的水不溶物膠體在澄清處理中已充分*地聚結到絮凝體中去了，但并不能據此判斷和確定透射光濁度的高低。
在1995年以前，我國給水處理中和生活飲用水衛生標準中采用的是透射光濁度，此后改用散射光濁度。
二.濾池出水濁度與氯消毒處理的關系
地表水源水中原菌、病毒、致病性原生動物等病原微生物。上已述及，它們都是混凝處理的對象，在混凝處理中不同程度地被結合到礬花中去了。賈第蟲和隱孢子蟲等致病性原生動物的個體大，用常規氯消毒法是殺不死的，全得依靠用混凝、沉淀、過濾等所組成的澄清處理法去除。病毒不具有細胞結構和酶系統，是一種近于無生物的微生物，對常規氯消毒處理的抵抗能力也強，也是主要依靠澄清處理法去除。只原菌用常規氯消毒法處理較可靠。由此，水的消毒處理效果在很大程度上有賴于澄清處理效果。所以，欲搞好消毒處理，必須首先搞好澄清處理，濾池出水中的懸浮物微粒或微絮凝體的濃度要低，即濾池出水的透射光濁度要低。可是現在在自來水處理中只檢測濾池出水的散射光濁度，對與消毒處理有密切關系的透射光濁度反而不加檢測，這便成了問題。濾池出水的透射光濁度降低到怎樣的程度才能滿足氯消毒對澄清處理效果的要求，這更是一個有待解決的重要問題。
美國2006年修訂的《飲用水水質標準》中，“渾濁度”是“微生物水質指標”之一。就感官性狀的要求而言，自來水透射光濁度只要不超過5度即可，因為用肉眼觀察，符合這一要求的自來水都是清澈透明的。消毒處理對濾池出水濁度的要求要高得多，嚴得多，其透射光濁度若能滿足消毒處理的要求，滿足感官性狀的要求就更沒有問題了。所以將渾濁度列入微生物水質指標范疇是合乎情理的。在上述美國的《飲用水水質標準》中，“渾濁度”這一水質項目中未標具體數值，只是說在自來水處理中濾池出水的散射光濁度任何時候都不得超過5NTU。這表明，濾池出水的散射光濁對消毒處理的影響不大，關鍵是透射光濁度要小，但是具體數值也尚未確定。
《實踐論》中說“感覺到了的東西我們不能立刻理解它，只有理解了的東西才更深刻的感覺它。感覺只解決現象問題，理論才能解決本質問題。”在自來水處理中，硫酸鋁和氯化鐵、硫酸鐵都是耳熟能詳的傳統混凝劑。但是，迄今為止，對這兩類混凝劑的認識尚停留在感性階段，是經驗性的，所以各家看法不一。在化學元素周期表中，鋁屬兩性元素，鐵屬成堿元素，微具兩性，所以鋁混凝劑和三價鐵混凝劑的本質和水處理特性很不相同。鋁混凝劑的特性之一是生成的礬花結構疏松、結合力弱，易破碎，破碎后難于重新絮凝,所以濾池出水中的懸浮物顆粒濃度和相應的透射光濁度高。嚴重影響消毒處理效果。我國自來水不能直接飲用，水燒開了才能喝，原因即在于此。三價鐵混凝劑優點很多，其中之一是生成的礬花結構較密實，結合力強，不易破碎，即使遭到破碎，也易于重新絮凝，所以濾池出水中的透射光濁度低，這對消毒處理效果和自來水衛生質量的提高十分有利。以美國為首的西方發達國家近二十年來在自來水處理中淘汰鋁混凝劑，改用三價鐵混凝劑，這是一個重要原因。
三.建議
1.在自來水處理中對濾池出水水質的測定增加一個檢測項目：透射光濁度的測定。在這基礎上，以后經過資料的積累和分析研究，便可總結出濾池出水的透射光濁度降低到怎樣的程度，才能滿足消毒處理的要求。
2. 《生活飲用水衛生標準》（GB5749—2006）中的“感官性狀和一般化學指標”中，渾濁度的限值為1NTU（散射濁度單位）。肉眼不能感覺散射光濁，只能感覺透射光濁度。建議將渾濁度的限值改為1度（透射光濁度），特殊情況下為3度。