环保水处理知识：剩余氯的含义与作用

余氯是指水经过加氯消毒，接触一定时间后，水中所余留的有效氯。余氯（以游离氯计）的别名包括残余氯、总氯等。根据《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2022)，出厂水中游离氯余量限值为≤2 mg/L（接触时间≥30分钟），且不低于0.3 mg/L；管网末梢水中游离氯余量不应低于0.05 mg/L [3] [26]。

余氯可分为化合性余氯（指水中氯与氨的化合物，又叫结合性余氯）和游离性余氯（指水中的OCl⁻、HOCl、Cl₂等，又叫自由性余氯） [3]。游离性余氯消毒效果较好；化合性余氯消毒效果较弱但更稳定。

保持余氯的意义在于：阻止大肠菌的再生长；抑制生物膜的形成；稳定管网水水质；防止偶发病原菌发生；并可作为传达微生物污染的信号 [3]。

根据其存在形式和消毒活性，余氯可分为三类。游离性余氯也称自由性余氯，指水溶液中的Cl₂、HOCl、OCl⁻等，是消毒效果较好、氧化性较强的一种余氯成分，卫生消毒及游泳池水质控制时常用其评价消毒效果。化合性余氯是游离性余氯与水中的铵、胺或氨反应生成的氯胺类物质，其杀菌效果弱于次氯酸且可能产生异味，在游泳池中不受欢迎，但由于其稳定性更强，在自来水供水系统中对实现长效杀菌有积极作用。总余氯是游离性余氯和化合性余氯的总和。

剩余氯主要通过向水中投加含氯消毒剂制备 [3]。氯化消毒是全球通用的饮用水消毒技术，常用消毒剂包括液氯、次氯酸钠、漂白粉和有机氯制剂（如氯胺）等 [5]。消毒剂（如次氯酸钠）水解形成次氯酸（HOCl），其强氧化性使菌体和病毒上的蛋白质等物质变性，从而达到消毒目的 [3]。

在用折点加氯法来改善污染较重的原水的水质时，常需区分游离性余氯和化合性余氯两类余氯。该方法通过精确控制加氯量，使水中氨氮被完全氧化，从而获得以游离性余氯为主的消毒效果，其加氯量与余氯量的关系曲线呈折线形 [7]。

检测仪器方面，从便携式快速检测仪到多参数在线水质分析仪均有应用 [23-24]。便携式余氯检测仪基于光电比色原理，可现场快速测定水中余氯/总氯含量。现代在线水质余氯分析仪集成了DPD分光光度法或电化学法，具备自动温度补偿、高低报警、数据管理等功能，并可实现余氯、pH、浊度、温度等多参数集成检测与智能预警 [23-24]。

在工业制纯水（如反渗透系统）中，为防止余氯氧化损坏反渗透膜，常需对进水进行脱氯处理。常用方法包括使用活性炭吸附，或投加化学还原剂如焦亚硫酸钠（SMBS） [17]。根据理论计算，1.34mg的SMBS可以脱除1.0mg的反渗透膜系统中的余氯，但是在工程实践中，每脱除1.0mg的余氯需要加入3.0mg的SMBS。SMBS需在干燥阴冷的贮存条件下储存，其水溶液会与空气中的氧发生氧化还原反应，需根据所配制的溶液浓度确定有效使用期 [20]。

余氯是自来水消毒的核心指标，其主要作用是在水厂消毒后，于管网输送过程中提供持续的消毒能力，防止二次污染，保障饮用水微生物安全。我国《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2022)规定，出厂水游离氯含量应保持在0.3mg/L至2mg/L之间，管网末梢水中游离氯含量不应低于0.05mg/L [3] [5-6] [8-9] [18] [25-26]。若水中能闻到轻微氯味，通常表明水中含有余氯，水质是安全卫生的 [1] [5] [9] [13]。

游离性余氯是评价游泳池水质消毒效果的核心指标。我国《公共场所卫生指标及限值要求》(GB 37488-2019)和《游泳池水质标准》(CJ/T 244-2016)规定，人工游泳池水中游离性余氯浓度需维持在0.3~1.0 mg/L [10-12] [14] [16] [27-28]。浓度过低无法有效杀灭致病菌，可能导致疾病传播；浓度过高则会对游泳者的皮肤、黏膜、呼吸道产生刺激 [10] [12] [16] [33]。此外，承担阻断足癣等接触性传染病传播的浸脚池，其游离性余氯限值要求更高，为5~10 mg/L [11] [33]。

为防止过度消毒带来的环境风险，医疗污水在排入地表水体前需进行脱氯处理。根据《医疗机构水污染物排放标准》，医疗污水排入地表水体时，总余氯浓度不得高于0.5mg/L [15]。

为确保水质安全达标，在自来水厂、游泳池、水上乐园等场所，需要实时或定期监测余氯浓度。现代水质监测系统可集成余氯、pH、浊度等参数的在线监控装置，实现数据的实时采集与智能预警 [11] [23-24]。

余氯的检测方法主要分为分光光度法、电化学法和比色法等 [21]。DPD（N,N-二乙基-1,4-苯二胺）分光光度法因其反应迅速、现象明显、生成物稳定、准确度和精密度高等优点，是我国《生活饮用水标准检验方法》（GB/T 5750.11-2006）等标准中采用的常用方法。该方法通过余氯与DPD试剂反应生成红色化合物，测定其吸光度以实现定量分析 [21] [23-24]。电化学法则通过电极反应（如金电极与银/氯化银电极）实现连续在线监测 [23-24]。比色法具有简单、快速的优点，但多为目视比色，测量误差相对较大 [21]。

水厂通过优化消毒工艺来控制余氯含量，例如采用精确的消毒剂投加设备、实时监测余氯并依据水质状况进行调节。此外，还可采用活性炭吸附、紫外线消毒等组合工艺，在保证消毒效果的同时减少消毒副产物的生成 [6]。

我国现行有效的水中余氯测定标准共11项，涉及环境、卫生、化工、电力、船舶和城市建设等多个行业，现状较为复杂。这些标准对检测对象的命名（如余氯、总氯、游离性余氯、化合性余氯等）和定义尚不完全统一，方法间的质量指标、样品预处理与保藏运输规定也存在需协调之处 [21]。

根据中国《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2022)，采用氯消毒时，出厂水中游离氯的限值为≥0.3 mg/L且≤2 mg/L；管网末梢水中游离氯应≥0.05 mg/L [5] [18] [26]。对于人工游泳池水质，国家标准《公共场所卫生指标及限值要求》(GB 37488-2019)规定，池水中游离性余氯应维持在0.3~1.0 mg/L [12]；行业标准《游泳池水质标准》(CJ/T 244-2016)进一步规定了游离性余氯限值为0.3~1.0 mg/L，同时要求化合性余氯浓度应低于0.4 mg/L [27-28]。在医疗污水处理方面，《医疗机构水污染物排放标准》规定，医疗污水在排入地表水体时，总余氯浓度不得高于0.5 mg/L [15]。国际上，世界卫生组织(WHO)建议饮用水中的自由氯最大容许浓度为5 mg/L；美国环境保护署(EPA)规定的饮用水自由氯最大容许浓度为4 mg/L，可作为参考 [29]。

2024年1月，沈阳五彩阳光城小区因供水泵房含氯消毒剂加药泵计量错误，导致出厂水余氯超标，自来水出现明显异味，经水务技术人员调整后，余氯指标于当晚恢复正常。后续检测显示余氯含量为0.37mg/L，符合《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2022)限值要求 [32]。

2022年8月，重庆涪陵区卫生健康综合行政执法支队在联合执法检查中发现，部分游泳场馆存在浸脚池消毒不达标、游泳池水余氯指标不合格的问题，被责令整改。执法人员指出，余氯标准为0.3-1.0mg/L，过高或过低均不利于健康 [14]。

2016年7月，西安一游泳馆疑似因氯水添加过量，导致16名儿童游泳后出现中毒症状。根据国家标准，泳池水游离余氯应控制在0.3～0.5mg/L，既能保证消毒效果，又不会对人体产生危害 [33]。

2022年7月，嘉兴一酒店泳池因池水余氯偏低，达不到消毒效果，导致菌落总数超标，引发20多名儿童患上皮炎，卫生监督部门检测确认了水质不合格 [34]。

2023年，湖南省在包装饮用水抽检中通报多批次产品存在余氯（游离氯）不合格问题，超标原因可能是企业生产工艺控制不严格或水源受污染后使用了大量氯消毒所致 [30]。

针对网络上“自来水余氯加热致癌”等传言，专家多次进行澄清 [19]。清华大学教授刘文君指出，氯作为消毒剂在全球广泛使用，溶于水后危害性极低，其本身危害可忽略不计，且符合国家标准的余氯含量是安全的 [31]。国际癌症研究中心（IARC）将氯划为第3类致癌物（对人类致癌性可疑，尚无充分证据） [18]。食品工程博士云无心也表示，余氯在加热过程中会大部分分解，目前无流行病学证据支持其致癌说法 [19]。