2016—2020年包頭市管道直飲水水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

劉曉霞 余三平 張曉婷

（內(nèi)蒙古自治區(qū)包頭市水利事業(yè)發(fā)展中心 內(nèi)蒙古 包頭 014030）

1 前言

管道直飲水是指原水經(jīng)深度凈化處理，去除顆粒物和金屬離子等有害物質(zhì)后，通過循環(huán)管道輸送至各家各戶，用戶直接打開水龍頭就可以取用的凈水。該工程由原水、水處理站和管網(wǎng)3個(gè)部分組成。自來水和地下水等原水經(jīng)預(yù)處理、膜過濾、殺菌消毒，存儲(chǔ)于凈水箱中，通過食品級(jí)環(huán)保衛(wèi)生管道和閉路循環(huán)系統(tǒng)，變頻加壓后直接輸送至用戶家中，未使用的水回流至制水系統(tǒng)。

內(nèi)蒙古包頭市在全國百萬人口以上的城市中，率先提出實(shí)施管道直飲水工程，并形成了由政府主導(dǎo)，各大企業(yè)積極參與，共同建設(shè)的格局。管道直飲水解決了黃河水源受到污染、城鎮(zhèn)供水水質(zhì)變差與居民日益提高的飲水需求之間的矛盾。管道直飲水的水質(zhì)狀況直接關(guān)系到居民的飲水安全，是行業(yè)監(jiān)管部門需要重點(diǎn)關(guān)注的問題。為全面了解包頭市管道直飲水的水質(zhì)衛(wèi)生狀況，本文對(duì)2016—2020年包頭市的管道直飲水水質(zhì)進(jìn)行了監(jiān)測(cè)與分析。

2 材料與方法

2.1 樣品來源

2016—2020年，包頭市供水管理服務(wù)中心（現(xiàn)屬包頭市水利事業(yè)發(fā)展中心）采集包頭市區(qū)管道直飲水樣品共1 481份。

2.2 采樣點(diǎn)的設(shè)置

按照《直飲水系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》（CJJ 110-2017）[1]要求，取樣點(diǎn)設(shè)置于管道直飲水處理后的產(chǎn)品水總出水點(diǎn)（簡(jiǎn)稱產(chǎn)品水）、用戶點(diǎn)（簡(jiǎn)稱終端水）和凈水機(jī)房?jī)?nèi)的循環(huán)回水點(diǎn)（簡(jiǎn)稱回水）。

2.3 檢驗(yàn)指標(biāo)和檢驗(yàn)方法

依據(jù)《飲用凈水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ 94-2005）[2]，確定監(jiān)測(cè)指標(biāo)共31項(xiàng)，包括感官性狀4項(xiàng)：色度、肉眼可見物、渾濁度、臭和味；一般化學(xué)指標(biāo)13項(xiàng)：pH、總硬度（以CaCO3計(jì)）、銅、鐵、鋁、錳、鋅、揮發(fā)性酚類（以苯酚計(jì)）、陰離子合成洗滌劑、氯化物、硫酸鹽、溶解性總固體、耗氧量（CODMn，以O(shè)2計(jì)）；毒理指標(biāo)12項(xiàng)：氟化物、硝酸鹽氮（以N計(jì)）、砷、硒、汞、鉻（六價(jià)）、鉛、銀、鎘、氯仿、四氯化碳、甲醛；細(xì)菌學(xué)指標(biāo)2項(xiàng)：細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群。

按照《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法》（GB/T 5750-2006）[3]進(jìn)行采樣和檢驗(yàn)。

2.4 評(píng)價(jià)方法

依據(jù)《飲用凈水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ 94-2005）[2]對(duì)水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，每份水樣如有一項(xiàng)指標(biāo)不合格，即判定該水樣不合格。

2.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

應(yīng)用Excel 2017對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入和匯總，應(yīng)用SPSS 19.0對(duì)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。采用卡方檢驗(yàn)分析合格率差異，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

3 結(jié)果

3.1 總體情況

2016—2020年，本文累計(jì)對(duì)134家運(yùn)營單位共1 481份管道直飲水樣進(jìn)行了抽檢，監(jiān)測(cè)指標(biāo)全部合格的水樣為1 389份，5年平均合格率為93.79%（1 389/1 481）。2016年抽檢的水樣合格率最低，為90.70%（78/86）；2020年的合格率最高，為96.17%（452/470）。各年度的合格率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=8.271，P＞0.05），見表1。

表1 2016－2020年包頭市管道直飲水水質(zhì)監(jiān)測(cè)情況

3.2 不同取水點(diǎn)的水樣監(jiān)測(cè)情況

2016—2020年共抽檢產(chǎn)品水水樣561份，回水樣品389份，終端水樣品531份。其中，產(chǎn)品水樣品合格率最高，5年平均合格率為96.61%（542/561），回水樣品合格率最低，5年平均合格率為91.00%（354/389）。3類取水點(diǎn)樣品的合格率差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=13.679，P＜0.05），見表2。

表2 2016—2020年不同取水點(diǎn)樣品合格率統(tǒng)計(jì)

3.3 不合格指標(biāo)超標(biāo)率及在3類取水點(diǎn)樣品中的監(jiān)測(cè)情況

2016—2020年抽檢的每份管道直飲水樣品均進(jìn)行32項(xiàng)指標(biāo)的檢測(cè)，出現(xiàn)不合格的指標(biāo)共9項(xiàng)。其中，感官性狀不合格的指標(biāo)為渾濁度、色度和肉眼可見物；一般理化指標(biāo)不合格的為錳和鋅；毒理指標(biāo)不合格的為硝酸鹽氮；微生物學(xué)指標(biāo)不合格的為細(xì)菌總數(shù)和總大腸菌群。不合格指標(biāo)中，細(xì)菌總數(shù)的超標(biāo)率最高，5年內(nèi)平均超標(biāo)率為2.84%（42/1 481）；其次為渾濁度，5年內(nèi)平均超標(biāo)率為2.03%（30/1 481），見表3。

從表3可以看出，細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群、渾濁度和硝酸鹽氮的超標(biāo)情況在產(chǎn)品水、回水和終端水樣品中均有出現(xiàn)。抽檢的產(chǎn)品水樣品中沒有出現(xiàn)色度、肉眼可見物、錳和鋅等指標(biāo)超標(biāo)的情況；鋅和錳超標(biāo)現(xiàn)象僅出現(xiàn)在用戶終端水樣中。產(chǎn)品水超標(biāo)率最高的指標(biāo)為菌落總數(shù)，超標(biāo)率為1.43%（8/561）；回水超標(biāo)率最高的指標(biāo)為菌落總數(shù)和渾濁度，均為3.86%（15/389）；終端水超標(biāo)率最高的指標(biāo)同樣為菌落總數(shù)，超標(biāo)率為3.58%（19/531）。

表3 不合格指標(biāo)在3類取水點(diǎn)樣品中的超標(biāo)情況統(tǒng)計(jì)

3.4 不同類型運(yùn)營單位管道直飲水監(jiān)測(cè)情況

大部分包頭市居民小區(qū)配套建設(shè)的管道直飲水水站，在建成后都移交至專業(yè)的水務(wù)公司進(jìn)行運(yùn)營，但仍有部分水站由開發(fā)商、物業(yè)及小型私營企業(yè)等非專業(yè)的單位管理。2016—2020年，專業(yè)水務(wù)公司運(yùn)營的水站樣品合格率為94.24%（1 195/1 268），高于非專業(yè)運(yùn)行單位水站的樣品合格率91.08%（194/213），但2類運(yùn)營單位的水樣監(jiān)測(cè)合格率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=3.132，P＞0.05），見表4。

表4 2016—2020年不同運(yùn)營單位的樣品合格率統(tǒng)計(jì)

4 討論

4.1 包頭市管道直飲水建設(shè)背景

包頭市80%的供水水源為黃河水，但進(jìn)入21世紀(jì)以來，黃河水量不斷減少，上游沿黃區(qū)排污量持續(xù)增加，導(dǎo)致包頭境內(nèi)黃河水的水質(zhì)逐年惡化，現(xiàn)有水處理工藝無法達(dá)到凈水標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)重影響市民的飲水安全。從2004年起，為讓市民喝上健康水、放心水，包頭市政府開始實(shí)施直飲水工程，以實(shí)現(xiàn)城市生活分質(zhì)供水。

4.2 其他城市管道直飲水水質(zhì)報(bào)道情況

有研究顯示，管道直飲水同樣存在水質(zhì)衛(wèi)生問題。劉雪瑩等[4]報(bào)道北京市海淀區(qū)2014—2017年管道直飲水水質(zhì)的總合格率為84.48%，出現(xiàn)超標(biāo)情況的指標(biāo)有菌落總數(shù)、總大腸菌群、總硬度、渾濁度、溶解性總固體、硝酸鹽氮，其中細(xì)菌合格率最低，為88.45%；王德東等[5]報(bào)道2008—2015年廣州市管道直飲水出現(xiàn)超標(biāo)的指標(biāo)為細(xì)菌、總大腸菌群、渾濁度、耗氧量、鉛、三氯甲烷，其中細(xì)菌合格率最低，處理水和終端水的細(xì)菌合格率分別為94.33%和92.04%。

4.3 包頭市管道直飲水5年內(nèi)水質(zhì)情況

2016—2020年包頭市管道直飲水產(chǎn)品水和終端水的總合格率分別96.61%和92.47%，不合格指標(biāo)中細(xì)菌總數(shù)超標(biāo)率最高，二者細(xì)菌總數(shù)超標(biāo)率分別為1.43%和3.58%，可見近年來包頭市管道直飲水的水質(zhì)情況較好。

4.4 不合格指標(biāo)超標(biāo)原因分析

4.4.1 菌落總數(shù)超標(biāo)原因

分析結(jié)果顯示，菌落總數(shù)是影響包頭市管道直飲水水質(zhì)的主要指標(biāo)。產(chǎn)品水中細(xì)菌總數(shù)和總大腸菌群等微生物指標(biāo)超標(biāo)，表明產(chǎn)品水的除菌消毒效果欠佳。包頭頭市管道直飲水的消毒滅菌采用的是臭氧紫外線聯(lián)合消毒方式，為達(dá)到消毒效果，水站必須保證臭氧發(fā)生器持續(xù)正常運(yùn)行，產(chǎn)品水中的臭氧殘留濃度不應(yīng)低于0.01 mg/L；紫外線設(shè)備應(yīng)滿足《城市給排水紫外線消毒設(shè)備》（GB/T 19837-2005）的規(guī)定，紫外線有效劑量不應(yīng)低于40 mj/cm2[6]?；厮徒K端水中微生物指標(biāo)超標(biāo)，提示在管道輸送過程中存在二次污染。

4.4.2 渾濁度、色度、肉眼可見物超標(biāo)原因

561份產(chǎn)品水中，有4份產(chǎn)品水的渾濁度超標(biāo)，原因可能為制水設(shè)備未定期維護(hù)或更換材料，儲(chǔ)存產(chǎn)品水的凈水箱未定期沖洗消毒?；厮徒K端水的渾濁度、色度、肉眼可見物超標(biāo)，原因可能為直飲水在管網(wǎng)中輸送路程長(zhǎng)，未定期沖洗管道，會(huì)造成管道中沉積、附著污垢。終端水的上述指標(biāo)超標(biāo)，原因可能還包括不合格終端器材的使用。

4.4.3 終端水中鋅、錳超標(biāo)原因

直飲水具有流量小、流速緩、用水量少、使用時(shí)間集中等特點(diǎn)，平時(shí)儲(chǔ)存于入戶支管中，水不流動(dòng)，因此對(duì)管道材質(zhì)的要求比自來水更高。包頭市管道直飲水的輸送管道統(tǒng)一采用環(huán)保衛(wèi)生、使用壽命長(zhǎng)的食品級(jí)PPR管，對(duì)于用戶終端器材，原則上要求鎖閉閥、連接軟管及水龍頭采用HPB59-1銅或06Cr-19Ni10不銹鋼材質(zhì)[7]。包頭市直飲水入戶遵循居民自愿開通、隨時(shí)上門服務(wù)的原則，用戶有權(quán)自行選擇終端器材的配備，不達(dá)標(biāo)的終端器材會(huì)老化、銹蝕，導(dǎo)致終端水中的金屬離子含量增加，濁度升高，同時(shí)為微生物提供了有利的繁殖條件[8]。這可能是錳和鋅2個(gè)水質(zhì)指標(biāo)只在終端水中存在超標(biāo)情況的原因。

4.4.4 硝酸鹽氮超標(biāo)原因

管道直飲水樣品中共有6個(gè)水樣的硝酸鹽氮超標(biāo)，分別為2個(gè)水站的產(chǎn)品水、回水和終端水。這2個(gè)水站的原水為地下水，其硝酸鹽氮含量分別高達(dá)38.4 mg/L、46.79 mg/L。這類原水極易造成過濾膜堵塞，且加速過濾膜老化，會(huì)降低處理效率，若未及時(shí)更換過濾材料，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品水中的硝酸鹽氮超標(biāo)。

4.4.5 產(chǎn)品水輸送過程易造成二次污染

水處理系統(tǒng)制備出、向用戶輸送前的直飲水為產(chǎn)品水，其水質(zhì)可直接反映制水設(shè)備的過濾、凈化和除菌效果；通過輸送管道運(yùn)送至用戶家的直飲水為終端水，其水質(zhì)與管道是否存在二次污染有關(guān)；通過回水管路循環(huán)返回至中間水箱待進(jìn)行二次處理的直飲水為回水[9]?；厮呐潘谑褂妙l率低，故抽檢合格率低于終端水；產(chǎn)品水合格率高于回水和終端水，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示影響管道直飲水水質(zhì)的主要環(huán)節(jié)在于產(chǎn)品水的輸送過程，即二次污染。

4.4.6 運(yùn)營單位類型不是影響水質(zhì)的主要因素

為高效滿足居民對(duì)優(yōu)質(zhì)飲用水的需求，包頭市管道直飲水工程按照“誰投資、誰經(jīng)營、誰受益”的原則，吸引了眾多民營企業(yè)參與，大部分老舊小區(qū)的工程由專業(yè)水務(wù)公司承擔(dān)。5年的水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，專業(yè)水務(wù)公司運(yùn)營的水站，其 樣品的合格率高于非專業(yè)運(yùn)營單位（開發(fā)商、物業(yè)及私營企業(yè)）運(yùn)營水站，但2類運(yùn)營單位水樣合格率的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說明水質(zhì)與運(yùn)營單位的類型無關(guān)。

5 結(jié)論

管道直飲水的水質(zhì)受諸多因素的影響，如原水水質(zhì)、制水系統(tǒng)的狀況、管道材質(zhì)、水站的運(yùn)行管理等方面。建議管理機(jī)構(gòu)認(rèn)真做好水源保護(hù)工作；運(yùn)營單位不斷完善管理制度，加強(qiáng)人員培訓(xùn)和能力提升，定期更換過濾材料，做好清洗、消毒、維護(hù)工作；監(jiān)管部門加強(qiáng)對(duì)水站實(shí)際運(yùn)行情況的檢查力度，增加抽檢頻率，鼓勵(lì)專業(yè)水務(wù)公司承擔(dān)更多水站的運(yùn)營，促進(jìn)專業(yè)化、規(guī)?；l(fā)展；加強(qiáng)管道直飲水用水衛(wèi)生知識(shí)的宣傳，引導(dǎo)居民選擇符合要求的終端器材。