为了合理利用水资源,提高供水的安全性、合理性、可靠性与经济性,实施区域供水是一个发展方向,更是涉及百姓切身利益的民生工程;但区域供水在克服传统分散制水工艺弊病和安全隐患的同时,有可能会带来新的问题和挑战,如水质一旦受污染其影响和涉及范围会很广,加之管网互相联通,甚至可导致整个地区的饮用水安全问题。制定安全可靠的区域供水后饮用水卫生监测策略就显得尤为重要[1-2]。本文通过对某市城区2008—2012年水质监测结果分析,了解该地区区域供水后水质状况,分析影响饮用水安全的因素,为制定饮用水监测策略和保障该地区饮用水安全提供科学依据。
1 对象与方法 1.1 对象某市区以太湖水为水源的生活饮用水卫生监测体系,共设8个自来水厂出厂水、30个管网末梢水监测点(含二次供水)。
1.2 水质监测方法 1.2.1 水样采集每个水厂出水口设置1个监测点,按每10万人设置1个末梢水监测点。于每月上旬进行1次常规项目的检测,枯、丰水期各1次的全项目检测分析。水样采集依据《生活饮用水标准检验方法水样的采集和保存》(GB/T 5750.2-2006)[3]。
1.2.2 监测指标和质量控制常规指标监测每月1次,项目分4类:① 微生物指标(总大肠菌群、耐热大肠菌群、大肠埃希菌和菌落总数);② 毒理指标(硝酸盐、亚硝酸盐和微囊藻毒素-LR);③ 感官和一般化学指标(色度、浑浊度、臭和味、肉眼可见物、pH、铁、锰、耗氧量、氨氮和总有机碳等);④ 氯化消毒剂(游离余氯)。非常规指标及部分参考指标每年于枯水期和丰水期各监测1次。所有检测项目均通过国家实验室计量认证。
1.2.3 评价标准按照《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)[4]中水质指标及限值进行水质卫生学评价,检测指标中有1项不合格即判定该水样不合格。
1.3 统计分析收集2008—2012年水质监测数据,建立水质监测各项指标时间序列;运用SPSS 17.0统计软件中的列联表和卡方检验方法进行统计分析。
2 结果 2.1 基本情况2008年该市城区实施区域供水全覆盖,建立了以太湖水为水源的8个水厂,供应市区生活饮用水;与之相配套的生活饮用水卫生监测体系初步形成,常规监测内容和重点监测项目及突发事件状态下的应急监测有效结合。2008—2012年间水质常规监测50次、检测样品1 680份、30 240项次;全分析10次、样品100份、10 300项次。
2.2 不同类型水样检测结果2008—2012年检测水样1 780份,水样总合格率93.9%;108份水样不合格,其中出厂水不合格率2.7%,末梢水不合格率7.2%;二者比较,差异有统计学意义,出厂水不合格率低于末梢水(χ2=435.056,P=0.000;表 1)。
2.3 水样监测结果时间分布
从年度分布来看,该地区生活饮用水水样监测不合格率逐年下降,不同年度间差异有统计学意义(χ2=40.078,P=0.000);从季节分布来看,水样监测不合格率在不同季节分布差异有统计学意义(χ2=10.215,P=0.017),第三季度显著高于其他季度(表 2)。
| 年度* | 季度** | ||||||||
| 2008 | 2009 | 2010 | 2011 | 2012 | 1 | 2 | 3 | 4 | |
| 样品数(份) | 118 | 618 | 348 | 348 | 348 | 351 | 351 | 379 | 351 |
| 不合格数(份) | 23 | 50 | 18 | 10 | 7 | 6 | 8 | 20 | 8 |
| 不合格率(%) | 19.5 | 8.1 | 5.2 | 2.9 | 2.0 | 1.7 | 2.3 | 5.3 | 2.3 |
| 注:*χ2=40.078,P=0.000;** χ2=10.215,P=0.017 | |||||||||
2.4 不合格水质指标分布
5年开展40 540项次监测,共检测出不合格项次135项,项次不合格率为0.33%,按指标类别分以感官性状和一般化学指标及微生物为主,各类不合格项目项次分布见表 3;单个指标以微生物和毒理指标检出频率较高(图 1)。
| 指标分类 | 微生物 | 毒理 | 感官性状和一般化学指标 | 消毒剂 | 其他 | 合计 |
| 不合格项次(项) | 47 | 4 | 70 | 13 | 1 | 135 |
| 构成比(%) | 34.8 | 3.0 | 51.9 | 9.6 | 0.7 | 100 |
|
| 图 1 不合格指标检出频率图 |
3 监测策略
基于近年来某市以太湖水为水源的生活饮用水卫生监测数据,探讨太湖地区区域供水后水质监测策略。
3.1 构建不断完善的区域性饮用水卫生监测体系是保障饮用水安全的基础性工程监测结果显示近5年来该地区饮用水样品不合格率显著下降,由2008年的19.5%下降到2012年的2.0%,区域性供水后饮用水水质明显提高,水样合格率达到了98.0%;表明目前建立的区域供水卫生监测体系能基本满足该地区饮用水卫生安全的需要。
以国家城市饮用水卫生监测方案为基础,根据该地区供水范围、人口、用水量和水文状况,不断完善水质监测体系。建立了区域性水质和水性疾病监测平台,便于及时交流和反馈水质监测信息;增加了对原水的监测,另外管网末梢水监测点数量较国家方案有所增加。
今后水质监测应向全程化方向发展:① 扩大水源地水质监测范围,甚至将附近水源动态监测系统联网;② 可尝试在社区建立义务水质监督员制度以弥补常规监测周期偏长的不足;③ 必要时增加对开水的水质监测;以真正构建从水源地到饮用的全程饮用水监测体系。
3.2 根据水质变化规律确定监测重点环节、时间和特征指标分析表明该地区生活饮用水管网末梢水不合格率显著高于出厂水,为此确定该地区区域供水后重点监测环节是管网末梢水。与相关报道类似[5],该地区水质状况呈季度性变化,第三季度水质不合格率显著高于其他季度,因此应加强丰水期的水质监测。太湖为浅水型湖泊,水质富营养化,建议蓝藻暴发期间加强藻毒素监测,气候异常变化期间增加二甲基异嵌醇和土臭素等参考指标监测[6-7];同时应针对不同季度和气候特征对水质进行深度处理。
3.3 该地区水质应以常规指标监测为主,适当辅以非常规指标从不合格项目发生的频率来看,发现该地区水质监测不合格项目以感官性和一般化学指标为主,与消毒效果有关的微生物指标居次,这与Cretikos等[8]报道一致;提示该地区饮用水水质中不安全因素以常规项目为主,应重点监测菌落总数和游离余氯、浑浊度及铁等;此外氯化消毒副产物和水质处理剂中的金属离子残留对水质的影响也不容忽视。非常规指标的监测策略应基于一定时期内监测数据积累的基础上再提出适合区域性监测的方案。
3.4 建立水质监测信息网络从饮用水卫生监测和水污染突发事件应急处置来看,该地区区域性饮用水卫生监测体系还存在信息反馈滞后及相关部门缺乏有效沟通机制等弊端,亟须建立水质监测信息化网络。保障饮用水安全是政府的基本职能,可借助政府强有力的宏观调控手段,整合现有分散于不同部门的水质保护资源,提升水质和水性疾病监测平台的档次,赋予其技术支撑、信息共享和发挥资源效用等职能;将实时水源在线监测、连续水厂监测、动态末梢管网监测板块以及社区用户信息反馈网络化、一体化[9];最大限度地降低因体系不完善、信息渠道不畅和管理手段落后导致饮用水安全的负面效应。
4 讨论集中式区域供水是生活饮用水发展的必然趋势,已成为现代城市发展和城镇化建设的重要组成部分,但也面临着更大的安全问题。该地区自2008年起实施以太湖水为水源的生活饮用水区域供水全覆盖,原有的水质监测方案已不能满足区域供水后的卫生管理需要,探索区域供水水质监测策略和卫生管理模式非常迫切[10]。
饮用水卫生监测体系是全面、客观、系统、科学了解水质卫生状况和变化规律的手段,属于保障饮用水安全基础性工程,尤其是实施区域供水后建立符合当地实际的饮用水卫生监测体系就显得更加紧迫。根据近5年来的该地区水质监测结果分析提出建立饮用水卫生监测体系设想,与分散式供水监测方案中要求出厂水和管网末梢水监测点按1:1设置不同,方案要求不低于1:3,这是基于该地区管网末梢水质不合格率显著高于出厂水而定的。
影响饮用水水质的因素比较多,原水、制水工艺、城市管网(包括二次供水)和管理是主要因素,与常规监测方案相比,增加了对原水的监测,而且由于该地区水厂取水口位于东太湖4个不同位置,原水水质变化比较大,将进一步扩大水源水监测范围;另外,煮沸后水质有何变化(尤其是挥发性和半挥发性类物质)目前报道比较少,开展煮沸后水质监测对于准确评估人群水中有害物质的暴露程度非常必要。
与常规监测策略频率偏低且指标相对固定比较,水质监测频率每月1次,监测指标以常规项目为主同时补充一些非常规项目(如微囊藻毒素和土臭素等)。随着太湖蓝藻暴发趋于频繁和时间跨度变长,微囊藻毒素已成为该地区水质常规监测项目;湖泊水流相对缓慢,加之太湖水偏浅,异常气候易致底泥搅动影响水的嗅和味,将参考指标土臭素列入每年3-9月份的监测指标。近年来氯化消毒副产物已引起广泛关注[11],监测结果也显示氯化消毒副产物也是导致该地区水质不合格的主要因素之一,将持续监测和关注。自2006版《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)[4]实施以来,关于如何有效地开展水质全分析还在探索之中;国家监测方案规定每年丰水期开展1次,鉴于不同季节水质变化可能比较大,为了较全面了解不同季节水质状况,目前采取丰水期和枯水期各进行1次水质全分析(覆盖出厂水、部分末梢水和二次供水)。
影响饮用水水质的环节比较多,目前在我国涉及饮用水的部门又比较多,大量资源分布在不同部门,信息共享已成为共识。为此,建立水质监测信息网络已成为水质策略的关键内容之一,这对完善该地区与区域供水相适宜的的饮用水卫生监测策略至关重要。
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