涟水县区域供水第二水厂工程水源水质卫生学评价
姜辉, 刘从高, 陈秀兰, 蔡志亚     
涟水县疾病预防控制中心
摘要: 目的 通过识别、分析与评价可能存在的饮水安全风险, 保障供水安全, 为县级以上地方人民政府卫生行政部门对该建设项目进行卫生许可提供技术支持。方法 对该水厂项目的水源地进行现场卫生学调查、类比分析、介水疾病调查、枯丰水期水源水质检测, 收集、整理和分析相关资料, 用WQI指数法依据《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002), 对水源水质进行综合评价与分级, 论证该项目的可行性。结果 经现场调查, 取水口上游10 km, 下游5 km农林牧副渔业、交通、生活、医源性污染经科学管理均不会影响水源水质, 取水口水源水质总体良好, 除粪大肠菌群、铁检测结果外其余指标达Ⅰ、Ⅱ类水质标准或合格, 符合卫生学要求, 可作为生活饮用水水源。结论 该项目设计在此处建设取水口, 作为城镇生活饮用水水源是可行的。
关键词: 水厂     水源水质     卫生学     评价    
Evaluation on Source Water Quality for Constructing a Second Waterworks in Lianshui County
JIANG Hui, LIU Conggao, CHEN Xiulan, CAI Zhiya     
Abstract: Objectives In order to ensure the safety of centralized water supply, to effectively control water-borne infectious diseases, endemic diseases, tumors and any outbreaks of other water-borne diseases, and to provide technical support for the second waterworks in Lianshui County, the potential risks for source water were identified, analyzed and evaluated. Methods Hygienic status of water source and the prevalence of water-borne diseases on the site of the project were investigated. The quality of source water samples both in dry and wet seasons were collected and analyzed, relevant information were sorted and evaluated. Based on the Environment Quality Standards for Surface Water (GB 3838-2002), a WQI index.Method was used to make a comprehensive assessment and grade the quality of source water to demonstrate the feasibility of the project. Results Based on the on-site investigation, water samples from areas, covering farm, forestry, animal husbandry and fishery, together with the influence of transportation, routine life of people and scientifically managed iatrogenic pollution around 10-kilometers upstream and 5-kilometers downstream of the water source, were collected and proved that no harmful effect on water quality. The quality of source water from the water intake was good generally, except fecal coliform bacteria and iron; the result of other indicators were in class Ⅰ or class Ⅱ, which meant that the source water in this site was qualified and basically met the requirement of hygienic standards and could be used as drinking water. Conclusions The project which designed to construct a water intake in this site as the source of urban drinking water was reasonable and feasible.
Key words: waterworks     water source quality     hygiene     evaluation    

农村饮用水卫生问题与农村居民健康息息相关[1],良好的水源是保证供水安全的基础。为贯彻落实国家有关饮用水卫生的法律法规,改善市政集中供水安全条件、提高饮用水卫生质量,识别、分析与评价可能存在的饮水安全风险,有效控制介水传染病、地方病、肿瘤等涉水疾病的暴发流行,并提供对策措施与建议,保障人体健康,促进经济发展。同时,为县级以上地方人民政府卫生行政部门对该建设项目进行卫生审核、竣工验收与卫生许可提供技术支撑。

1 对象与方法 1.1 类比调查

以涟水县自来水厂为类比调查对象,对取水口段上游10 km—下游5 km的河段进行现场卫生学调查[2],调查当地自然与社会状况,分析与评估周边地区水文地质、人口社会以及工业、农业、放牧养殖、生活、医疗、交通等经济活动行为可能产生的近期与远期影响。

1.2 质量控制

以“科学严谨、客观公正、优质高效”为质量方针,以服务客户为宗旨,承诺以科学公正的评价结论与良好的信誉维护评价工作的公正性和权威性。

本次评价工作严格执行涟水县疾病预防控制中心现行的质量体系文件(《质量手册》(第三版)、《程序文件》(第三版)等)要求,严格执行文件管理、现场检测、结果报告及保护客户机密程序,预防和纠正评价工作可能的偏离,严格执行评价报告编制、审核与签发程序。

1.3 水源水质检测

1.3.1 检测点选择

根据采样规范设置A(取水口断面向西即上游1 000 m处)、B(取水口断面)、C(取水口断面下游500 m)3个断面。根据河面宽度在每个断面设南、中、北3个采样点,共9个采样点。每个采样点采集中层水样。

1.3.2 检测项目

按《地表水环境质量标准》(GB 3838 -2002)[3]要求设定,包括基本项目22项(不含pH、水温)、全部补充项目5项及特定项目13项共计42个项目。其中特定项目根据当地环保部门要求开展,包括三氯甲烷、四氯化碳、苯、甲苯、二甲苯、硝基苯等6项有机物污染指标,以及马拉硫磷、对硫磷、甲基对硫磷、乐果、敌敌畏、内吸磷、溴氰菊酯等7项农药污染指标。

1.3.3 检测依据

水源水按《地表水环境质量标准》(GB 3838 -2002)[3]、出厂水按《生活饮用水卫生标准》(GB 5749 -2006)[4]执行。

1.4 介水疾病调查

通过国家疾病预防控制网络,检索相关疾病监测报告信息系统,掌握介水传染病、地方病、相关肿瘤发病情况,分析拟用水源相关疾病流行病学风险。

1.5 检测数据处理

1.5.1 水质单因子分级评价

依据《地表水环境质量标准》(GB 3838 -2002)[3],将地表水水域环境功能和保护目标,按功能高低依次划分为五类,水源水应满足Ⅲ类以上标准。

1.5.2 水质综合评价

依据《地表水环境质量标准》(GB 3838 -2002)[3],经综合分析并参照现有文献资料选择WQI指数法[5]对水源水质进行综合评价与分级。

1.5.3 发病统计分析

通过疾病预防控制网络,检索相关疾病监测报告信息系统,掌握介水传染病、地方病、相关肿瘤发病情况,选用卡方检验法分析拟用水源相关疾病流行病学风险。

2 结果 2.1 类比调查分析

2.1.1 现场调查

以取水口为中心,对取水口上游10 km至下游5 km的河段进行现场勘验。调查表明:该段河水水量充沛,水质较清澈,未见明显肉眼可见漂浮物及杂质。河堤完整稳定,岸边土质以粘土为主。从取水口至取水口上游2.6 km段河道呈东西向,上游2.6 km处转向西南走向,此处河流湍急,为防止河水冲击河堤导致泥土流失,北岸河堤采用石堤护坡,石堤护坡长约540 m。在取水口上游4.7 km有长约100 m的河心小岛,取水口下游60 m有长约750 m的河心小岛,小岛及周围见成群的水鸭、白鹭等水鸟觅食活动,岛上未见人员活动。

2.1.2 工业污染

取水口水源保护区内无工业企业,无明显工业污染源及排污口,整体状况良好。县区域内规划的工业园区位于水源地下游东北约10 km处,污水经企业预处理后统一排入城市工业污水处理系统,不会对水源地造成污染。

2.1.3 交通污染

调查河段内有5个渡口,其中4个在用、1个停用。4个在用渡口分别是取水口上游9.5、7.8、6.2及3.7 km处。每处渡口仅有一艘渡船,且渡船均为人力渡船。调查显示日均客流量不足10人次。由于过往人员少,渡口对河流的影响不大。所在河道未见船只通行。

2.1.4 农业污染

取水口上、下游数千米河岸边有大片农田种植,农植物包括玉米、豆类、水稻等粮食植物,以及苹果、梨、桃和柿子等果类植物。果农常使用噻嗪·杀扑磷,高氯·马等农药除虫。由于河堤较高,平时施肥、施药不易直接流入河流,渗透至河流的可能性不大,故对河水造成污染的可能性小。

2.1.5 畜禽养殖影响

在调查河段河堤外见9处畜禽养殖场(户)。其中有两处养殖规模较大,一处是取水口上游8.1 km处的生态园,一处是上游3.8 km河堤外的养殖场。正常情况下养殖场均能及时清理垃圾、畜禽粪便(无害化处理),不会对河流造成污染。但应谨防因人为疏忽或发生水灾致粪肥入河的现象发生,应引起足够重视。

2.1.6 放牧影响

在取水口上游河堤外有3处放牧,分别位于上游河堤6.5、5.8和上游5.5 km,河堤放牧与河堤草地植被数量有关,在7、8、9三个月河堤水草茂盛,便于放牧。秋冬季后放牧行为随着水草枯萎而减少甚至停止。河堤放牧可能致畜粪入河流,应引起足够重视。

2.1.7 渔业污染

调查区域内均无养殖活动,取水口上游7.9 km河流西岸停泊2艘柴油捕鱼船,上游1.2 km河流北岸停泊3艘柴油捕鱼船,下游1.8 km河流北岸停泊4艘柴油捕鱼船,均未进行捕捞作业。调查河段中未发现围网捕捞行为。

2.1.8 生活污染

取水口处河堤内无居民,堤外数千米有村庄,距离较远。保护区内未见饮食店、浴室等营业性场所污水排放,亦未见其他生活污水排放口。

2.1.9 医源性污染

取水口下游约1.8 km处为县人民医院,位于淮涟一级公路北侧,距取水河道约800 m,医院污水经处理后排入城市污水管网。下游约2 km处为南园医院,位于取水河道北侧约150 m,医院污水经处理后排入城市污水管网。调查中未发现医疗性污水排放水体。

2.1.10 现场调查评价

经调查,本项目取水口段水体外观良好,堤身、河床稳定,无农林牧副渔业、交通、生活、医源性污染,符合卫生学要求。

2.2 类比分析

2.2.1 类比对象

以涟水县自来水厂为类比对象,分别比较供水基本情况、水源水质检测、供水范围介水疾病发病以及水污染事件情况(表 1)。

表 1 基本情况类比
水厂名称 水源 日供水量(万t) 供水区域
涟水县区域供水第二水厂 古黄河 5(近期) 涟水县城及机场产业园
涟水县自来水厂 古黄河 3.2 涟水县城

2.2.2 取水口位置

两水厂取水口均位于古黄河河北岸,处于同一纬度,具有可比性。涟水县自来水厂取水口位于南门大桥下游300 m,处于城区段,周围有集中民居,水质易受上游零散生活污水排入及城区开发等影响;而第二水厂取水口位于南门大桥上游约2 km,周边居民稀少、工农业生产活动不频繁,水质受到污染的可能性小,第二水厂取水口位置的选址更适宜。

2.2.3 供水能力

涟水县自来水厂设计供水能力为4万m3/d,但实际供水能力仅3.2万m3/d,供水范围仅限于涟水城区,能够满足当时设计的供水能力。老水厂经过30多年的运行,设备老化破损,制水工艺落后,厂区占地面积小,没有扩大供水规模的发展空间,不能适应城市发展和区域性供水战略的需要。第二水厂(近期)日供水量5万m3,供水范围覆盖涟水城区及机场产业园;远期供水量20万m3/d,供水范围将覆盖全县,可行性报告显示,其供水能力能够满足设计要求,能适应城市发展和区域性供水战略的需要。

2.2.4 水源地保护

涟水县自来水厂自建成投产以来,古黄河取水口水质较好,常年水量充沛,基本上无三废污染,水质稳定,达到国家Ⅱ类水源标准,是理想的水源。第二水厂项目工程与涟水县自来水厂水源保护措施一致具可比性。

2.2.5 水源水质

2011—2013年水质检测数据表明,涟水县自来水厂取水口水源水质除总氮(2011年8月份总氮(以N计)检测结果为1.06 mg/L)其余指标均达到《地表水环境质量标准》(GB 3838 -2002)[3]中Ⅲ类水标准。2011年1—8月总氮(以N计)指标超标,数值在1.06~ 2.03 mg/L不等,这可能与桥头居民生活排污及商业活动有关。2011—2013年水质检测数据表明,第二水厂取水口处水源水质较好,达到《地表水环境质量标准》(GB 3838 -2002)[3]中Ⅱ~Ⅲ类水标准,满足取水水源水质要求。相比第二水厂的水源地水质状况更好,更能满足水源水质要求。

2.2.6 综合分析

类比调查表明,该水系水质总体良好。第二水厂取水口位置的选址更适宜,供水能力能适应城市发展和区域性供水战略的需要,水源地保护更利于作为水源使用,水质状况更能满足水源水质要求。

2.3 介水疾病调查

查询涟水县与淮安区(取水口右侧为涟水县,左侧为淮安区)传染病疫情、地方病及肿瘤报告系统,对相关病例进行检索、统计与分析。2011—2013年涟水县与涟城镇介水传染病发病差别无统计学意义(P>0.05;表 2),表明水源地区域介水传染病发病处于全县平均水平,为非介水传染病高发区。2011—2013年淮安区与宋集乡介水传染病发病差别无统计学意义(P> 0.05;表 3),表明水源地区域介水传染病发病处于全区平均水平,为非介水传染病高发区。

表 2 2011—2013涟水县与涟城镇介水传染病发病差异比较
地区 2011年 2012年 2013年
人口数/人 发病数/例 发病率/(1/万) χ2 P 人口数/人 发病数/例 发病率/(1/万) χ2 P 人口数/人 发病数/例 发病率/(1/万) χ2 P
涟水县 1 093 517 95 0.87 0.22 0.64 1 103 401 70 0.63 0.3 0.59 1 113 892 48 0.43 1.39 0.24
涟城镇 140 773 14 0.99 145 376 11 0.76 154 411 10 0.65

表 3 2011—2013年淮安区与宋集乡介水传染病发病差异比较
地区 2011年 2012年 2013年
人口数/人 发病数/例 发病率/(1/万) χ2 P 人口数/人 发病数/例 发病率/(1/万) χ2 P 人口数/人 发病数/例 发病率/(1/万) χ2 P
淮安区 996 900 86 0.86 0.00011 0.97 984 983 35 0.36 0.02 0.88 974 000 43 0.44 0.56 0.45
宋集乡 39 629 4 1.01 36 741 2 0.54 34 519 3 0.87

2.4 地方病发病分析

历年来涟水县疾病预防控制中心地方病监测资料显示,建设项目所在的水源地为非地方病病区。

2.5 相关肿瘤发病分析

相关肿瘤选择:食管癌、胃癌、小肠癌、结肠癌、直肠癌、肛门肛管癌、肝癌、胆囊癌、胆道其它未特指癌、胰腺癌。2011年涟城镇消化道肿瘤发病低于涟水县全县平均水平,差别有统计学意义(P< 0.05),提示涟城镇为非相关肿瘤高发区。2012年、2013年涟城镇与全县消化道肿瘤发病差别无统计学意义(P> 0.05),表明涟城镇处于全县平均发病水平,非相关肿瘤高发区(表 4)。

表 4 2011—2013涟水县与涟城镇消化道肿瘤发病差异比较
地区 2011年 2012年 2013年
人口数/人 发病数/例 发病率/(1/万) χ2 P 人口数/人 发病数/例 发病率/(1/万) χ2 P 人口数/人 发病数/例 发病率/(1/万) χ2 P
涟水县 1 093 517 1341 12.28 7.87 0.01 1 103 401 1 541 13.99 0.11 0.74 1 113 892 1 678 15.09 1.62 0.2
涟城镇 140 773 134 9.53 145 376 198 13.64 154 411 212 13.75

淮安区与宋集乡在2011—2013年消化道肿瘤发病差别无统计学意义(P> 0.05;表 5),表明宋集乡处于全区平均发病水平,非相关肿瘤高发区。

表 5 2011—2013年淮安区与宋集乡消化道肿瘤发病差异比较
地区 2011年 2012年 2013年
人口数/人 发病数/例 发病率/(1/万) χ2 P 人口数/人 发病数/例 发病率/(1/万) χ2 P 人口数/人 发病数/例 发病率/(1/万) χ2 P
淮安区 996 900 2 070 20.81 2.08 0.15 984 983 1 533 15.59 3.43 0.06 974 000 1 800 18.51 2.25 0.13
宋集乡 39 629 69 17.44 36 741 43 11.72 34 519 76 22.07

2.6 水质检测结果分析与评价

2.6.1 水质指数计算方法 2.6.1.1 单项指数(Ii)

当实测值Ci处于Ciok≤Ci<Ciok+1时,Ii=20(Ci-Ciok)/(Ciok+1-Ciok)+1。其中Ci:i项评价项目的实测浓度;Ciok:i项评价项目的k级标准浓度;Ciok+1:i项评价项目的k+1级标准浓度;Iiok:i项评价项目的k级指数值。

Iiok值确定:① Ci值≤Ⅰ类水标准浓度时取值为0;②Ⅰ<Ci值≤Ⅱ类水标准浓度时取值为1;③Ⅱ<Ci值≤Ⅲ类水标准浓度时取值为2,以此类推。

对于《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)[3]中5项补充项目硫酸盐、氯化物、硝酸盐、铁、锰,只有一个标准值,其单项指数Ii=60Ci/Coi。对于pH值处于6~9范围内时,其指数以0记;当pH超过上述范围时,其指数计为100。对于未检出项目指数可简单的计为0。对于标准中两或多分级值相同时,Ii=20n(Ci-Ciok)/(Ciok+n-Ciok)+Iiok,其中n为相同标准值的个数。

2.6.1.2 分类指数(IL)

对第一类项目(I)取单项指数最高者,即:I=(I)max;对第二、三类项目(I、I)均取各单项指数和的均值。

2.6.1.3 水源地水质指数(WQI)

水源地水质指数取上述三类分类指数中的最高者,即:WQI=(IL)max。根据综合指数评价标准,将水质评为价优(WQI≤20)、良(21~40)、尚好(41~60)、较差(61~80)、差(81~100)、极差(>100)。

2.6.2 单项分析

除粪大肠菌群(2014年8月份检测值130 000个/L)、铁(2014年11月份检测值0.72 mg/L)外,其余指标均符合《地表水环境质量标准》GB 3838 -2002[3]要求。8月检测结果除粪大肠菌群超标12倍外,其余项目均合格或达Ⅰ、Ⅱ类水质标准。22项基本项目(不含pH、水温)中粪大肠菌群符合Ⅴ类水质要求,氨氮、总磷、铬为Ⅱ类,其他指标均达Ⅰ类。11月检测结果除铁超标1.4倍外,其余项目均合格或达Ⅰ、Ⅱ类水质标准。22项基本项目(不含pH、水温)中溶解氧、氨氮、总磷、铬、粪大肠菌群为Ⅱ类,其他指标均达Ⅰ类。

2.6.3 综合指数分析 2.6.3.1 单项指数分类指数计算

第一类指标:Ii8=3;Ii11=3;第二类指标:Ii8=18.17;Ii11=4.84;第三类指标:Ii8=6.83;Ii11=10.63。

2.6.3.2 水源地水质指数

(WQI)水源地水质指数(WQI)取上述三类分类指数中的最高者,即WQI8=18.17、WQI11=10.63。

2.6.4 综合指数评价

取水口WQI水质指数小于20,该水源地水质状况综合评定为优。

2.7 水质总体评价

经检测分析,水质检测基本项目和补充项目绝大多数项目合格、特定项目全部合格,除8月份基本项目中粪大肠菌群、11月补充项目中铁2项指标外其余项目均达Ⅰ、Ⅱ类水质标准或合格,综合评定水质为“优”。

3 讨论

水源选择卫生学原则是水量充足、水质良好、便于防护、技术经济合理。国家对供水单位和涉及饮用水卫生安全的产品实行卫生许可制度[6],水源水质卫生学评价作为必要前置条件,目前国内尚没有统一的评价导则或具体方法。选择WQI指数法进行水源水质卫生学评价,客观地描述、评判水源地现状,是当前比较好的评价方法;水中粪大肠菌群含量是衡量水质的重要指标之一,是水质粪便污染的重要指示菌,能够反应出水体受病原微生物污染的情况。8月份粪大肠菌群超标,提示水体受到人和温血动物的粪便污染,水中粪大肠菌群超标可能与季节性放牧以及水禽频繁活动有关。水中的铁含量0.3 ~ 0.5 mg/L时无任何异味;1 mg/L时便出现明显的金属味。0.5 mg/L时色度可大于30度。水中铁含量高不仅会增加水的浊度,使水有特殊的色、臭、味,使衣服和器皿着色,还会堵塞管道,加快金属腐蚀速度。2014年8—11月,涟水县疾病预防控制中心对该水厂出厂水进行常规分析,检测结果显示34项指标全部合格。说明在现有条件下,只要加强管理,该水源水经制水净化工艺处理,出厂水质可以达《生活饮用水卫生标准》(GB 5749 -2006)[4]要求。利用WQI指数法评判,该水源可作为良好的水源选择。

4 结论

该项目工程取水口设置符合城市总体规划及区域供水规划,取水口周边自然、社会状况良好,无明显污染源,具备防护条件。经类比分析,该水系水质总体情况良好。类比供水单位供水状况良好,检测8月份粪大肠菌群超标12倍、11月铁超标1.4倍,但后期净水工艺具备处理条件,8—11月份水厂出厂水常规指标分析全部合格。该取水口水源水经制水系统处理后能达到《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)[4]要求,其作为区域集中供水水源在卫生学上是可行的。

参考文献
[1] 丁震, 陈晓东, 郑浩, 等. 江苏农村饮用水监测现状[J]. 江苏预防医学, 2013, 24(1): 55–58.
[2] 孙永波, 官洪国, 刘本先. 2013年昌邑市昌南水厂农村集中式供水卫生学评价[J]. 中国卫生工程学, 2013, 13(4): 291–294.
[3] 国家环境保护总局GB 3838-2002地面水环境质量标准[S]. 北京: 中国标准出版社, 2002.
[4] 原中华人民共和国卫生部. GB 5749-2006生活饮用水卫生标准[S]. 北京: 中国标准出版社, 2007.
[5] 左磊. 荆门市地下水水质的归类分析及水质质量指数综合评价[J]. 中国卫生检验杂志, 2005, 10(10): 1204–1205. doi: 10.3969/j.issn.1004-8685.2005.10.020
[6] 中华人民共和国建设部, 原中华人民共和国卫生部. 建设部、卫生部第53号令. 生活饮用水卫生监督管理办法[S]. 中国政府网, 1996.
DOI: 10.13421/j.cnki.hjwsxzz.2015.05.010
中国疾病预防控制中心主办。
0
姜辉, 刘从高, 陈秀兰, 蔡志亚
JIANG Hui, LIU Conggao, CHEN Xiulan, CAI Zhiya
涟水县区域供水第二水厂工程水源水质卫生学评价
Evaluation on Source Water Quality for Constructing a Second Waterworks in Lianshui County
环境卫生学杂志, 2015, 5(5): 443-448
Journal of Environmental Hygiene, 2015, 5(5): 443-448
DOI: 10.13421/j.cnki.hjwsxzz.2015.05.010

相关文章

工作空间