近年来,随着区域面源污染问题的增加,不少地区的饮用水出现了较严重的问题[1]。与此同时,铁路水源地环境风险日益上升,铁路沿线站点及客车供水水质安全风险随之增加。本文针对铁路供水站点水质进行调查,对某局铁路沿线供水站点2012—2013年管网末梢水质进行采样检测,分析铁路水质现状和原因,提出铁路供水站点保障水质安全的措施及建议,为铁路供水部门提供参考,保障广大旅客和铁路工作人员生活饮用水安全。
1 调研对象与方法 1.1 调研站点用水来源选择某铁路局辖区主要铁路干线的给水站点末梢水水质为调研对象。该路局辖区站点供水方式主要为管井直供和路外购买。管井直供来源主要是地下水;路外购买水主要是站点附近中小企业或城镇水厂,水厂水源多数为地下水,其余水源均为地表水。
1.2 水样的采集与检测于2012年4月—2013年4月,分别对该局主要铁路线选定的给水站末梢水进行水样采集,共获得水样214份。采样和检测方法严格按照《生活饮用水标准检验方法》(GB/T 5750 -2006)[2]规定的要求进行操作。水质结果严格按照《生活饮用水卫生标准》(GB 5749 -2006)[3]进行评价,即有1项指标不合格即认为该份水样不合格。
1.3 检测指标的确定据该局多年水质检测经验,各站点管井直供和外购水微生物指标满足《生活饮用水卫生标准》(GB 5749 -2006)[3]。由于铁路沿线站点分布较广,水样送达检测实验室的时间较长,超过《生活饮用水标准检验方法》(GB/T 5750 -2006)[3]规定的微生物检测保存时间,故本次调研未检测这两项指标是评介水质的是否合格的指标,没有数据不能说明水样合格。由放射性指标引起水质不合格的情况在我国鲜较为少见,故本次未检测放射性指标。依据《生活饮用水标准检验方法》(GB/T 5750 – 2006)[3]中水质常规及非常规检测指标,结合历年检测资料,综合考虑当地水质情况和检测条件,拟定检测指标共23项,包括毒理指标6项(硝酸盐氮、氰化物、氟化物、砷、六价铬、汞)、感官性状和一般化学指标15项(色度、浑浊度、臭和味、肉眼可见物、pH值、铝、铁、锰、氯化物、硫酸盐、溶解性总固体、总硬度、耗氧量、挥发酚类、阴离子合成洗涤剂)、非常规指标2项(氨氮、亚硝酸盐)。
1.4 统计方法对所有检测数据统一核对校验后,录入数据并建立水质数据库,使用SPSS 19.0软件进行统计分析,对所得数据以百分数表示,用χ2检验进行比较,当P<0.05有统计学意义。
2 结果 2.1 水质总体合格率情况在检测的214份水样中,合格水样89份,合格率41.59%。其中,管井直供水样187份,合格数75份,合格率40.11%;路外购买水样27份,水质合格数14份,合格率51.61%;管井直供与路外购买的水质合格率差异无统计学意(χ2=0.62,P>0.05)。
2.2 水质不合格指标类型分析对水中不合格指标类型进行分析,发现主要以感官性状和一般化学指标类型为主,占所有不合格指标的92%,此外还有氟化物、硝酸盐、亚硝酸盐等毒理指标,占所有不合格指标的8%,指标类型所占比重如图 1所示。
2.3 水质不合格指标
在187份管井直供水样中,不合格指标共14项,分别为浑浊度、肉眼可见物、铁、锰、氯化物、硫酸盐、总硬度、溶解性总固体、耗氧量、挥发酚、硝酸盐、氨氮、亚硝酸盐、氟化物(表 2)。27份路外购买水样中,不合格指标共8项,分别为浑浊度、氯化物、硫酸盐、总硬度、溶解性总固体、硝酸盐、氨氮、氟化物(表 3)。无论管井直供还是路外购买水样,最突出的水质不合格指标相同,分别为氨氮、总硬度、溶解性总固体、硫酸盐、氯化物、浑浊度,在管井直供方式下这6项不合格指标累计不合格率达到81.44%;路外购买水样这6项不合格指标累计不合格率达到89.66%。
| 指标 | 给出具体测定值 | 合格率/%(合格数/总数) |
| 浑浊度 | 33 | 10.16 |
| 肉眼可见物 | / | 4.81 |
| 铁 | 4.9 | 3.21 |
| 氯化物 | 2.9 | 13.9 |
| 硫酸盐 | 1.1 | 15.51 |
| 溶解性总固体 | 1.9 | 16.04 |
| 总硬度 | 2.4 | 18.72 |
| 挥发酚 | 8.5 | 6.95 |
| (以N计) | 6.7 | 40.64 |
| 亚硝酸盐 | 0.1 | 2.14 |
| 耗氧量 | 2.9 | 0.53 |
| 锰 | 0.6 | 0.53 |
| 硝酸盐 | 0.69 | 2.14 |
| 氟化物 | 2 | 5.88 |
| 指标 | 给出具体测定值 | 不合格/份 | 总样本/份 | 不合格率/% |
| 浑浊度 | 3.4 | 2 | 27 | 7.41 |
| 氯化物 | 0.33 | 1 | 27 | 3.70 |
| 硫酸盐 | 0.57 | 2 | 27 | 7.41 |
| 溶解性总固体 | 0.36 | 4 | 27 | 14.81 |
| 总硬度 | 0.7 | 5 | 27 | 18.52 |
| (以N计) | 4.6 | 12 | 27 | 44.44 |
| 硝酸盐 | 0.38 | 2 | 27 | 7.41 |
| 氟化物 | 1.2 | 1 | 27 | 3.70 |
| 指标不合格项数 | 不合格指标类型 |
| 1项 | (以N计)、浊度、溶解性固体(硫酸盐、氯化物、总度) |
| 2~5项 | (以N计)+溶解性固体+无机物(浊度、肉眼可见物、铁、锰) |
| >5项 | (以N计)+溶解性固体类+无机物+毒理指标(氟化物、亚硝酸盐) |
所有水样不合格指标项数进行分析,发现单份水样1~2项指标不合格率占到64%,表明以单项或两项不合格指标为主,多数水质污染程度较轻;多指标不合格率为36%,3~5项指标的不合格情况所占比重为33%,6项以上不合格比重占3%,如表 4。
3 讨论
目前,我国铁路站点供水方式按供水规模可分为集中式供水和分散式供水;按来源可分为自备和路外购买供水;按处理工艺可分为常规工艺处理、深度处理、简单处理及无处理。由于该路局所辖铁路沿线属于缺水地区,水量分布极不均匀,水源选择严重受限,且铁路站点受其供水规模小、线路长、站点多等自身特点的限制,多数站点采用分散方式的管井直供水,对应的处理方法大多仅有消毒环节,部分站点由于地下水水质较差,达不到饮用水源要求,因此采用向附近地区厂矿企业或城镇水厂购买供水的方式,其处理工艺多为过滤+消毒的简单处理工艺,二者水源及处理方式无本质差异,故水质相近,无统计学差异(χ2=0.62,P>0.05)。分散式供水受其处理技术条件限制,合格率较低[4],这与本次调研水质合格率结果一致。
对水质单项指标不合格情况进行分析,发现该局铁路沿线供水站点水质最突出不合格指标是氨氮,总不合格率为41.12%。这是由于本次调研站点主要位于农业种植区,现代农业种植中农药、化肥的大量使用,以及人畜粪便和生活污水的随意排放,在地表径流、渗透等作用下进入地下,经过常年累月的持续作用,使得当地地下水遭受污染。而地下水源一旦污染,其自身流动极其缓慢、溶解氧含量低、微生物含量少,因此很难在短时间内完成自净。管井直供方式缺乏相应处理工艺,导致铁路站点生活饮用水水质中氨氮指标不合格率升高[5];水中溶解性总固体主要包括总硬度、硫酸盐、氯化物,该3项指标在水质中经常关联出现,是评价水质矿化程度的重要依据。近年来,由于受污染的河水及城市排放的大量生活污水、工业废水,通过淋滤、溶解、离子交换、微生物分解等一系列物理化学和生物化学作用,造成当地浅层、中层地下水硬度、溶解性总固体、氯化物、硫酸盐含量不断增高,范围不断扩大,也是地下水体受污染的标志之一[6]。浑浊度、肉眼可见物指标不合格情况,在处理工艺不完善的管井直供水方式中较常出现。由于地下水中经常含有一些无机性细小杂质、肉眼可见物等,供水过程中无絮凝沉淀工艺,因此易造成浑浊度、肉眼可见物等指标超标。调查中还发现有的水样铁、锰、耗氧量、亚硝酸盐、挥发氛等指标不合格,但不合格率均较低,所占不合格比重也较小。这可能与沿途站点所处地理位置及气候条件有关,同时也表明该局部分站点水源已经受到一定程度污染,需要特别引起管理部门重视。
4 措施与建议铁路供水作为铁路运输的一个重要组成部分有其自身特点。铁路运输线路长、分布广,沿线站点地理位置、地质地貌、生态环境、气候条件、当地经济发展等因素都存在很大差异,造成铁路站点管理存在技术落后、水质较差且不稳定等问题。这种现状是由铁路运输特点决定,短期内很难改变。因此,针对以上问题本文从技术和管理两个方面提出措施及建议。
4.1 技术措施 4.1.1 完善传统工艺,增加深度处理工艺铁路站点供水分散,一些地区水源条件差,供水规模小,处理工艺简单,难以保障安全供水。因此,供水部门需对缺失处理工艺的部分站点完善处理工艺,增加水质深度处理工艺。针对浊度、肉眼可见物等指标问题可考虑研发或购置适合小水量、便于运行维护的分散式处理设备,如纤维过滤器、精密过滤器等,实现站点水质的二次处理与控制;对微生物、溶解性总固体、总硬度、硫酸盐等指标不合格的水质,建议采取以超滤或反渗透膜为核心的深度处理技术。超滤技术能有效去除水中颗粒污染物、胶体、细菌、病毒及少量大分子物质,而RO膜不仅能去除水中大分子类物质,而且能很好的去除水质中硫酸盐、总硬度、硝酸盐等大部分盐离子及氨氮,同时膜技术处理工艺中只需少量投加甚至可不投加消毒药剂和混凝药剂,降低了消毒剂副产物的健康风险,提高了供水安全可靠性;对以铁、锰指标不合格的水质可考虑选择催化氧化技术,该工艺通过不同氧化方法将Fe2+氧化为Fe3+,并以Fe(OH)3形式析出,将Mn2+氧化成MnO2,再经过滤将其截留分离等技术。铁路供水部门可根据水质实际情况选择针对性工艺保证水质卫生。
4.1.2 站点生活饮用分质供水由于该地区部分铁路站点用水量较少、无专业人员管理,且无替代水源等因素,可考虑采取饮用水与其他生活、生产用水分质供应的策略,对水量较大的中型车站,投资建立分质供水(管道直饮水)系统,配合活性炭及紫外或臭氧消毒工艺,对饮用水进行深度处理;对用水量小的车站可采用小型分散式水处理设备进行多级过滤,保证生活用水,生产用水则采用原水及净水设备产生的浓水,从而达到水质分质供水的目的,确保铁路职工用水卫生安全。
4.2 管理建议 4.2.1 重视和完善规章制度铁路供水部门加强完善和健全各供水环节中的规章制度,充分发挥规章制度在供水工作中的规范和监督作用,并严格执行规章制度,同时加强工作人员对规章制度的教育和培训,确保供水工作安全有效。
4.2.2 强化落实责任制强化和落实铁路供水责任制度,要进一步加强监督力度,督促各给水站点及时做好供水设施的清理、消毒工作,减小供水环节带来污染的可能性;建立健全有效管理体制及各种消毒台账,各水质供应环节应设置专职人员管理,优先聘用责任心较强的人员担任站点给水工作,加强专业技能培训,同时做好卫生知识的宣传工作,进而提高饮用水安全意识[7]。
4.2.3 加强巡检保证供水设备良好运行加强定期监测,铁路卫生防疫部门依据国家生活饮用水卫生标准和相关管理办法,在供水行业内部监测的基础上,加强对辖区内的供水单位的取水、制水、供水全过程进行监督监测。此外,铁路供水部门重视对沿线站点处理设备、供水设备及输配水管网定期不定期维护,保障设备良好正常运行,减少水质指标不合格发生的可能性。
4.2.4 合理规划水源选择,提高供水集中度随着信息化、自动化、无人职守等先进技术进水处理技术和工艺的应用和推广,铁路沿线站段应大力提倡联合化办公,减少铁路沿线用水分散的站点,合理规划水源选择,提高铁路供水集中度,这样不但可以节约大量资金,还能使各供水站点便于管理,保证用水卫生安全。
| [1] | 康旭元. 饮用地下水水源地的环境问题与对策[J]. 科技情报开发与经济, 2007, 17(32): 96–98. doi: 10.3969/j.issn.1005-6033.2007.32.057 |
| [2] | 原中华人民共和国卫生部, 中国国家标准化管理委员会. GB/T 5750-2006生活饮用水标准检验方法[S]. 北京: 中国标准出版社, 2007. |
| [3] | 原中华人民共和国卫生部, 中国国家标准化管理委员会. GB 5749-2006生活饮用水卫生标准[S]. 北京: 中国标准出版社, 2007 |
| [4] | 王邓红, 殷芳芳, 姜海军. 浙江农村饮用水提升工程研究[J]. 给水排水, 2014, 40(8): 19–23. |
| [5] | 吴旭东. 蚌埠市区浅层、中层地下水硬度、氯化物、硫酸盐、溶解性总固体增高机理探讨[J]. 水文地质工程地质, 1998(5): 30–32. |
| [6] | 郭立秋. 科尔沁区地下水氨氮超标问题分析[J]. 内蒙古水利, 2011, 3(3): 54–55. |
| [7] | 嘉世英, 徐原能, 余文杰. 2007-2009年成都铁路辖区集中式供水水质监测[J]. 预防医学情报杂志, 2012, 28(5): 382–384. |



