6城市供水水質(zhì)安全保障對策研究

碩士研究生學(xué)位論文第六章城市供水水質(zhì)安全保障對策研究80第六章城市供水水質(zhì)安全保障對策研究隨著水資源短缺的日益嚴(yán)重和水環(huán)境污染的日益加劇，我國城鎮(zhèn)供水水質(zhì)安全已經(jīng)受到嚴(yán)重威脅，遼寧地區(qū)城鎮(zhèn)供水水質(zhì)安全問題尤為突出，保障城鎮(zhèn)供水水質(zhì)安全是遼寧供水行業(yè)急待解決的問題。城鎮(zhèn)供水水質(zhì)安全既關(guān)系到廣大城鎮(zhèn)居民的身體健康、生命安全和社會穩(wěn)定，又涉及到城市社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，還直接關(guān)系到投資環(huán)境質(zhì)量和國際聲譽(yù)。筆者近年來結(jié)合國家和遼寧省有關(guān)科研課題，對我國特別是我省的城鎮(zhèn)供水水質(zhì)安全問題進(jìn)行了深入系統(tǒng)研究。本文對遼寧地區(qū)城鎮(zhèn)供水水質(zhì)安全的現(xiàn)狀做出評價(jià)，分析了影響城鎮(zhèn)供水水質(zhì)安全所面臨的各種挑戰(zhàn)和主要水質(zhì)問題，并結(jié)合國內(nèi)外水質(zhì)安全保障先進(jìn)技術(shù)和發(fā)展趨勢，提出城鎮(zhèn)供水水質(zhì)安全保障的對策和技術(shù)措施。6.1城鎮(zhèn)供水水質(zhì)安全現(xiàn)狀根據(jù)對全省城鎮(zhèn)供水企業(yè)和衛(wèi)生管理部門的供水水質(zhì)調(diào)查資料，及對典型城鎮(zhèn)的供水水質(zhì)現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合統(tǒng)計(jì)分析處理后，并依據(jù)GB5749-85《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行了評價(jià)。全省城鎮(zhèn)供水水質(zhì)現(xiàn)狀評價(jià)分析結(jié)果如下。(1)總體狀況尚可，但各城市、各供水企業(yè)、各供水廠和不同季節(jié)之間存在很大差別。35項(xiàng)指標(biāo)平均總合格率為90%,最高達(dá)到98%,最低僅為75%。(2)渾濁度、余氯、細(xì)菌和大腸桿菌4項(xiàng)重點(diǎn)指標(biāo)合格率高于35項(xiàng)指標(biāo)合格率1-2個(gè)百分點(diǎn)。(3)不論是以城市為評價(jià)單位，還是以水廠為評價(jià)單位，35項(xiàng)指標(biāo)和4項(xiàng)重點(diǎn)指標(biāo)沒有100%合格的單位。(4)各類水司幾乎沒有達(dá)到建設(shè)部制定的“城市供水行業(yè)2000年技術(shù)進(jìn)步發(fā)展規(guī)劃”所提出的4類水司供水水質(zhì)目標(biāo)，并差距很大。(5)從總體上來評價(jià)，全省城市供水水質(zhì)對于保障飲用者的健康起到積極作用，全省尚未有發(fā)現(xiàn)城鎮(zhèn)規(guī)模的以飲用水為媒介引起傳染病暴發(fā)流行的事故，但偶爾發(fā)生局部或二次污染引起的水質(zhì)事故。6.1.1水資源短缺與過量開發(fā)對城鎮(zhèn)供水水質(zhì)安全已經(jīng)構(gòu)成潛在威脅水資源是城市供水水質(zhì)安全的基礎(chǔ)。遼寧地區(qū)水資源短缺與過量開發(fā)利用對城鎮(zhèn)供水水質(zhì)安全已經(jīng)構(gòu)成潛在威脅。遼寧屬于水資源嚴(yán)重短缺地區(qū)，人均水資源量為885m3,僅為全國的1/3和世界的1/11。在遼寧中西部地區(qū)水資源短缺已經(jīng)發(fā)展成為危機(jī)的程度，多數(shù)城市人均水資源量在500m3左右或以下，達(dá)到或接近國際公認(rèn)的絕對貧水界限。遼寧水資源開發(fā)利用率過高，已經(jīng)達(dá)到或超過了合理限度。從1991年到1999年間，全省水資源開發(fā)利用率平均為47.75%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了全國平均水資源開發(fā)利用率，并已超過了國際公認(rèn)40%的合理限度。部分地區(qū)、流域更高，甚至已經(jīng)超過100%,即超過了當(dāng)?shù)鼗虮玖饔虻乃Y源總量。6.1.2水環(huán)境嚴(yán)重污染對城鎮(zhèn)供水水源水質(zhì)安全已經(jīng)構(gòu)成直接威脅碩士研究生學(xué)位論文第六章城市供水水質(zhì)安全保障對策研究81遼寧地區(qū)水環(huán)境污染是十分嚴(yán)重的，水資源總體質(zhì)量較差，已經(jīng)對水源水質(zhì)安全構(gòu)成了直接威脅。全省地面水體有65%多為四類以上水質(zhì)。近城地區(qū)飲用水源已基本遭到破壞，上游水源正面臨嚴(yán)重威脅。全省河流近城市段水質(zhì)全部為五類或超五類，已喪失作為生活飲用水水源的使用功能。河流水質(zhì)的嚴(yán)重污染又導(dǎo)致了各河流流域沿岸地區(qū)或相當(dāng)大的范圍地下水受到不同程度的污染。全省約有30%左右的地下含水層水質(zhì)受到了嚴(yán)重污染。水源中的主要污染物為有機(jī)物、氨態(tài)氮、揮發(fā)酚等。6.1.3傳統(tǒng)的水處理技術(shù)已經(jīng)難以適應(yīng)于微污染水源的處理工藝在遼寧地區(qū)所采用的水處理方法基本分為三種類型：一是簡單的氯化消毒工藝，占總處理水量的49%,主要是以地下水為水源的水廠；二是接觸氧化除鐵除錳和氯化消毒工藝，占總處理水量的8%,主要是以鐵錳含量超標(biāo)地下水為水源的水廠；三是混凝、沉淀、過濾和氯化消毒常規(guī)工藝，占總處理水量的43%,主要是以地面水為水源的水廠。以上三種傳統(tǒng)的水處理方法僅適用于未受到污染天然水源，不能去除水中的有機(jī)物、氨態(tài)氮、揮發(fā)酚等溶解性污染物，因此不適用于受到不用程度污染的地下和地面水水源的處理。6.1.4輸送蓄貯過程中的二次污染已經(jīng)直接影響了供水水質(zhì)安全由于自來水二次污染造成的傳染性疾病不斷發(fā)生，嚴(yán)重地危害了人們的健康與安全。遼寧大部分城市供水管網(wǎng)覆蓋面大，水的停留時(shí)間長，并采用二次加壓方式供水，二次污染的機(jī)會也就大，所以水質(zhì)二次污染比較嚴(yán)重。從1995年到1999年對遼寧地區(qū)大中小具有代表性城鎮(zhèn)的調(diào)查結(jié)果表明，在管網(wǎng)末梢和經(jīng)蓄水池(箱)后的用水端(tap)處水質(zhì)較出廠水下降35%～200%,水質(zhì)平均總下降率為86%,合格率下降10%～60%。衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)合格率為45%～80%,感官性狀指標(biāo)合格率僅為50%～60%,余氯量過大而導(dǎo)致氯臭味不合格率為15%～26%。五年時(shí)間(1995年到1999年)由于水池(箱)二次污染造成了數(shù)十起水質(zhì)污染事故。因此，水在輸送蓄貯過程中的二次污染已經(jīng)直接影響了供水水質(zhì)安全。6.1.5新的生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)出臺對水質(zhì)提出嚴(yán)格要求現(xiàn)行國家《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-85)是1986年頒布執(zhí)行的，至今有20年的歷史。根據(jù)國家《標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)施條例》,標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后，相關(guān)部門應(yīng)根據(jù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要適時(shí)進(jìn)行復(fù)審，周期一般不超過五年。根據(jù)我國和發(fā)達(dá)國家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)修訂的慣例，水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的修訂周期最長也不超過10年。隨著科技水平的提高和人類健康意識的增強(qiáng)，對飲用水水質(zhì)安全問題重視程度也越來越高。世界衛(wèi)生組織(WHO)、歐盟等機(jī)構(gòu)，及美國和日本等發(fā)達(dá)國家近年來相繼對水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂。因此，我國現(xiàn)行的國家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)與上述機(jī)構(gòu)和國家的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)相對比，已經(jīng)落后。存在的主要差距：一是總檢測項(xiàng)目少，對比情況詳見表6.1;二是指標(biāo)參數(shù)水平低；三是潛在具有危害性的有機(jī)污染物和消毒副產(chǎn)物項(xiàng)目過少；四是對可能造成暴發(fā)性流行病的微生物項(xiàng)目數(shù)少和參數(shù)值水平低。為此，國家衛(wèi)生部和建設(shè)部從行業(yè)的角度，分別制訂了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。盡管兩個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不具有強(qiáng)制性，但也對我國生活飲用水供水水質(zhì)安全保障起到了有力的促進(jìn)作用，對于盡快修訂國家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，從而制訂科學(xué)合理的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)起到催生作用。碩士研究生學(xué)位論文第六章城市供水水質(zhì)安全保障對策研究82國家衛(wèi)生部于2001年6月7日，以衛(wèi)法監(jiān)發(fā)[2001]161號文件的形式，印發(fā)了《生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)范》(簡稱水質(zhì)規(guī)范),同時(shí)印發(fā)了涉及飲用水衛(wèi)生安全的產(chǎn)品檢驗(yàn)、衛(wèi)項(xiàng)常規(guī)檢驗(yàn)項(xiàng)目，有62項(xiàng)非常規(guī)檢驗(yàn)項(xiàng)目，計(jì)96項(xiàng)。新的“水質(zhì)規(guī)范”的特點(diǎn)：①對以渾濁度為代表的感官性狀指標(biāo)和大腸桿菌為代表的細(xì)菌學(xué)指標(biāo)提出了嚴(yán)規(guī)定COD≤3mg/L。③在非常規(guī)檢驗(yàn)項(xiàng)目中增加了7項(xiàng)重金屬等毒理學(xué)指標(biāo)，48項(xiàng)有機(jī)污染物毒理學(xué)指標(biāo)。④重視對消毒副產(chǎn)物的控制，在常規(guī)檢驗(yàn)項(xiàng)目中規(guī)定了1項(xiàng)消毒副產(chǎn)物指標(biāo)，在非常規(guī)檢驗(yàn)項(xiàng)目中增加了8項(xiàng)指標(biāo)。國家建設(shè)部于2005年2月5日發(fā)布了《城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJ/T206-2005)(簡稱水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)),該行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在2005年6月1日實(shí)施。新的“水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)”有42項(xiàng)常規(guī)檢驗(yàn)項(xiàng)目，有61項(xiàng)非常規(guī)檢驗(yàn)項(xiàng)目，計(jì)103項(xiàng)。新的“水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)”與“水質(zhì)規(guī)范”基本具有相和藍(lán)氏賈第鞭毛蟲(Giardialamblio)納入到病原微生物因子，其限值均為<1個(gè)/10L。②更加重視對消毒副產(chǎn)物的控制，在常規(guī)檢驗(yàn)項(xiàng)目中規(guī)定了4項(xiàng)消毒副產(chǎn)物指標(biāo)，在非常規(guī)檢驗(yàn)項(xiàng)目中規(guī)定了6項(xiàng)指標(biāo)。③更加重視常規(guī)檢驗(yàn)項(xiàng)目，達(dá)到42個(gè)項(xiàng)目。由表6.1對比可知，衛(wèi)生部“水質(zhì)規(guī)范”和建設(shè)部“水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)”已經(jīng)達(dá)到或者接近世對照新的“水質(zhì)規(guī)范”,全省供水水質(zhì)差距較大，據(jù)初步估計(jì)全省供水水質(zhì)達(dá)標(biāo)率將降低30～60個(gè)百分點(diǎn)。供水企業(yè)都面臨水質(zhì)達(dá)標(biāo)這一迫在眉睫的現(xiàn)實(shí)問題。表6.1我國現(xiàn)行飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB5749-85)與國際三大標(biāo)準(zhǔn)檢測項(xiàng)目數(shù)量對比水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)WHO2004年1996年美國2002年GB5749-85衛(wèi)生部2001年建設(shè)部2005年感官性和般化學(xué)微生物346257無機(jī)物有機(jī)物29252消毒副產(chǎn)物927放射性2222246.2城鎮(zhèn)供水水質(zhì)安全存在的主要水質(zhì)問題碩士研究生學(xué)位論文第六章城市供水水質(zhì)安全保障對策研究836.2.1有機(jī)污染飲用水水源的有機(jī)污染物是城鎮(zhèn)水質(zhì)安全保障所存在的最大問題。1993年在對遼寧某城市靠近污染河流的地下水源采用色質(zhì)聯(lián)機(jī)(GC/MS)分析檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有156種有機(jī)物，其中有67種為三致物；2001年對某城市距污染河流3km的地下水源也采用GC/MS分析，結(jié)果檢測到96種有機(jī)物，其中有12種為三致物。內(nèi)分泌紊亂物的污染給飲用水水質(zhì)安全保障帶來又一新的難題。已經(jīng)確定有50多種可影響內(nèi)分泌系統(tǒng)的化學(xué)物質(zhì)，主要是殺蟲劑、除草劑和殺菌劑等農(nóng)藥，其中多數(shù)是多氯聯(lián)苯等有機(jī)氯化物、阿特拉津類、烷基苯酚、鄰苯酸脂類等。這類近似于生物激素結(jié)構(gòu)的化學(xué)物質(zhì)可引起生物分泌紊亂，導(dǎo)致癌癥、不育癥、甲狀腺機(jī)能失調(diào)、神經(jīng)系統(tǒng)障礙和生殖器官畸形等疾病。6.2.2有害消毒副產(chǎn)物飲用水消毒副產(chǎn)物是飲用水水質(zhì)安全保障的一項(xiàng)技術(shù)難題。具有三致性的三鹵甲烷(THMs)等氯化消毒副產(chǎn)物對人體的危害已經(jīng)得到公認(rèn)。隨著在對氯化消毒產(chǎn)生THMs機(jī)理和危害性深入研究的同時(shí)，人們致力于研究開發(fā)替代氯的消毒劑和新的消毒方法。首先得到開發(fā)應(yīng)用的是臭氧(O?),然后是二氧化氯(ClO?),大有取代氯化消毒的趨勢。但隨著對消毒副產(chǎn)物深入研究，人們發(fā)現(xiàn)臭氧和二氧化氯也產(chǎn)生有害的消毒副產(chǎn)物。至今為止已知飲用水消毒副產(chǎn)物有500多種，盡管絕大多數(shù)種類的濃度只有微克/升級，但對飲用者的健康與安全構(gòu)成了潛在威脅。在遼寧地區(qū)所有的城市供水企業(yè)全部采用傳統(tǒng)的氯化消毒方法。城市供水管網(wǎng)系統(tǒng)較大，水在管網(wǎng)中的停留時(shí)間較長，為了保證在管網(wǎng)末梢的余氯量要求，加氯量較大，并且水中的有機(jī)物，即前驅(qū)物濃度較高，氯化消毒副產(chǎn)物危害問題應(yīng)該說是十分嚴(yán)重的。6.2.3病原微生物病原微生物的控制仍然是城鎮(zhèn)供水水質(zhì)安全保障的最基礎(chǔ)和最敏感問題。由城鎮(zhèn)飲用水引起的介水傳染病具有影響范圍廣、傳播速度快、爆發(fā)性強(qiáng)和危害性大等特點(diǎn)，因此介水傳染病的控制是城鎮(zhèn)供水水質(zhì)安全的重點(diǎn)。飲用水中的病原體(微生物)有三類，即細(xì)菌、病毒以及寄生原蟲。經(jīng)飲用水引起的介水傳染病主要是霍亂、傷寒、痢疾、胃腸炎和肝炎等等，可分別由霍亂弧菌(Vibriocholerae)、致病性大腸桿菌、沙門氏菌、腸道病毒、肝炎病毒等病原體引起。近年來飲用水中的寄生原蟲引起的傳染性疾病開始引起人們的重視，主要是賈第鞭毛蟲病(Giardiasis)和隱孢子蟲病(Cryptosporidiosis)。隱孢子蟲具有較高的耐滅活性，傳統(tǒng)氯消毒方法不能對其有效地滅活。介水隱孢子蟲病暴發(fā)流行及其造成的危害，不但對飲用水安全構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，而且也對傳統(tǒng)的飲用水處理工藝系統(tǒng)及消毒方法提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。根據(jù)我國和遼寧地區(qū)目前的飲用水處理工藝現(xiàn)狀水平，及其水源水質(zhì)和供水水質(zhì)現(xiàn)狀，存在介水隱孢子蟲病暴發(fā)流行的極大隱患。由于水環(huán)碩士研究生學(xué)位論文第六章城市供水水質(zhì)安全保障對策研究84境的污染，水源中病原微生物在種類和數(shù)量上還都在繼續(xù)增加，對人體的健康與生命安全造成了極大的威脅，同時(shí)也對城鎮(zhèn)供水水質(zhì)安全保障造成了極大的壓力。6.2.4地下水鐵錳物質(zhì)遼寧地區(qū)有一半地下水源鐵和錳含量超過飲用水標(biāo)準(zhǔn)。一般情況下鐵的含量為2~10mg/L,錳的含量為0.5~2mg/L,錳的含量要低于鐵。但在有些地區(qū)錳的含量接近于鐵甚至錳高于鐵。因?yàn)殍F的氧化還原電位比錳要低，傳統(tǒng)的除鐵錳工藝可以有效地去除鐵但難以使錳達(dá)標(biāo)，特別是對于錳的含量接近于鐵或者錳高于鐵的水源，錳的達(dá)標(biāo)成為技術(shù)難題。因此，在我國有些地區(qū)，特別是遼寧地下水中的鐵錳物質(zhì)的去除仍然影響城鎮(zhèn)供水水質(zhì)安全保障的問題之一。6.2.5氨氮污染物凡是受到污染的水源普遍含有氨氮。在我國，特別是在遼寧地區(qū)不論是水源還是飲用水中氨氮也是影響城鎮(zhèn)供水水質(zhì)安全保障的問題之一。盡管氨氮本身對人體的影響很小，但原水中含有氨氮會影響凈水工藝，影響有機(jī)物和錳的去除，會與氯反應(yīng)生成氯化氰(WHO規(guī)定為0.07mg/L),會有助于在凈水構(gòu)筑物中滋生藻類，會影響水的感官性狀指標(biāo)。在國家的生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中沒有對氨氮進(jìn)行限定，但歐共體和許多發(fā)達(dá)國家在水源水質(zhì)對氨氮含量提出了要求。在我國的有些省份中，對水源和飲用水中的氨氮進(jìn)行了規(guī)定，遼寧省生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)充規(guī)定中提出氨氮不得超過0.1mg/L。但對于受到氨氮污染的水源，對于采用傳統(tǒng)水處理工藝的水廠氨氮難以達(dá)標(biāo)。6.3城鎮(zhèn)供水水質(zhì)安全保障對策與技術(shù)措施6.3.1加強(qiáng)水污染控制，保護(hù)水源安全加強(qiáng)水污染控制，保護(hù)水源水質(zhì)安全是城鎮(zhèn)供水水質(zhì)安全保障的基本對策和治本措施。水環(huán)境污染是威脅水源水質(zhì)安全和城鎮(zhèn)供水水質(zhì)安全的根本原因，治理水環(huán)境污染，從源頭上減少向水體排放的污染物，才能保護(hù)水源的安全，才能有效地保障城鎮(zhèn)供水水質(zhì)安全。筆者在“遼寧21世紀(jì)水資源可持續(xù)開發(fā)利用保護(hù)戰(zhàn)略與對策”研究課題中，提出了水環(huán)境污染控制戰(zhàn)略是以污染預(yù)防型的源頭控制為主的綜合戰(zhàn)略。其中把確保水環(huán)境安全、水資源安全和水生態(tài)系統(tǒng)安全作為基本目標(biāo)，采取以清潔生產(chǎn)為代表污染預(yù)防性的源