小城鎮(zhèn)供水及當(dāng)?shù)厮|(zhì)狀況調(diào)查研究

小城鎮(zhèn)供水及當(dāng)?shù)厮|(zhì)狀況調(diào)查研究0引言小城鎮(zhèn)的興起與發(fā)展是我國社會發(fā)展的必然趨勢，而小城鎮(zhèn)供水是保障小城鎮(zhèn)經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分，是居民生活和工業(yè)生產(chǎn)不可缺少的基礎(chǔ)設(shè)施。隨著我國小城鎮(zhèn)建設(shè)進(jìn)程的加快，小城鎮(zhèn)的供水工程建設(shè)取得了較快發(fā)展，同時仍面臨著一些問題，例如飲用水水源污染嚴(yán)重、水處理技術(shù)落后、管理水平低、飲用水安全缺乏保障等。這些問題如不及時解決，勢必造成小城鎮(zhèn)供水安全受到巨大威脅，進(jìn)而制約當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟、社會發(fā)展。因此，有必要通過實地考察，圍繞與供水水質(zhì)有關(guān)的環(huán)節(jié)和因素，總結(jié)小城鎮(zhèn)供水系統(tǒng)和技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，分析小城鎮(zhèn)供水的技術(shù)需求，為小城鎮(zhèn)供水事業(yè)的發(fā)展指明方向。1調(diào)研內(nèi)容太湖南部是我國經(jīng)濟發(fā)展較快的地區(qū)之一，也是地表水問題較嚴(yán)重的地區(qū)之一。隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，流域水資源問題日趨突出，太湖南部的小城鎮(zhèn)供水面臨諸多挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)為：（1）流域內(nèi)河湖水污染嚴(yán)重。流域經(jīng)濟發(fā)展在一定程度上以犧牲資源、生態(tài)和環(huán)境為代價，目前流域污染治理大大滯后于經(jīng)濟社會發(fā)展，流域河流水質(zhì)污染嚴(yán)重，湖泊富營養(yǎng)化。同時，水污染導(dǎo)致水生態(tài)環(huán)境退化，生物多樣性和生態(tài)穩(wěn)定性下降，水生植物被破壞，水體自凈能力減弱。（2）水資源利用效率和效益低。據(jù)統(tǒng)計，2000年太湖流域萬元GDP用水量為325m3，與發(fā)達(dá)國家如美國（79m3）、英國（13m3）、日本（21m3）尚有很大差距，甚至與發(fā)展中國家巴西（62m3）都有較大差距。同時，流域內(nèi)存在大量的自備水源和小型水廠，影響了水資源的利用效率。（3）小城鎮(zhèn)供水的管理水平較低。由于小城鎮(zhèn)水廠規(guī)模小、資金少、人力資源不足，使得其管理方式較為粗放。（4）管網(wǎng)系統(tǒng)問題突出。由于小城鎮(zhèn)的供水管網(wǎng)鋪設(shè)時間較長，且更新速度較慢，所以管網(wǎng)老化嚴(yán)重，這對供水安全造成了重大隱患。為了保障太湖南部地區(qū)小城鎮(zhèn)的供水安全，分析其供水技術(shù)需求，必須首先對該地區(qū)的供水現(xiàn)狀進(jìn)行全面的了解。因此，選擇了湖州地區(qū)的諸多小城鎮(zhèn)水廠進(jìn)行實地考察。湖州市位于太湖流域南部的杭嘉湖平原，該地區(qū)小城鎮(zhèn)多且密集，經(jīng)濟較為發(fā)達(dá)。由于受太湖流域原水水質(zhì)的影響，小城鎮(zhèn)供水的水質(zhì)不能得到很好的保證，同時小城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)系統(tǒng)鋪設(shè)較早，且更新緩慢，也會影響供水的安全。此次調(diào)研對湖州市區(qū)以及其下屬的部分縣鎮(zhèn)自來水廠進(jìn)行了深入考察，對太湖南岸小城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村水源情況、水廠工藝、管網(wǎng)建設(shè)、供水水質(zhì)、管理水平等方面基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行了收集與研究，提出與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟狀況相適應(yīng)的供水保障建議。2湖州地區(qū)小城鎮(zhèn)供水現(xiàn)狀分析湖州地區(qū)水資源豐富，河網(wǎng)密布，且與太湖連通，河湖水體相互補給，河水流向季節(jié)性變化。市區(qū)主要水體有東西苕溪、長湖申航道、龍漕港等，水體主要功能是航運和漁業(yè)。目前能滿足湖州市取水條件的干支流及水庫有：東西苕溪、太湖、老虎潭、老石坎、賦石水庫等。經(jīng)實地考察，得到太湖南部地區(qū)小城鎮(zhèn)供水現(xiàn)狀如下：2.1用水形式比較粗放太湖南部地區(qū)水資源相對豐富，部分工業(yè)企業(yè)對水質(zhì)要求低，水量要求大，為了節(jié)省自身用水費用，這些企業(yè)從臨近的河流中取水經(jīng)過簡單處理來滿足自身的需要，許多鄉(xiāng)鎮(zhèn)自建小型水廠供水。從湖州市水務(wù)集團(tuán)的供水結(jié)構(gòu)比例上看，近些年，居民用水量從35%上升為65%，而工業(yè)用水量從65%下降為35%。從用水規(guī)模上看，近15年的年供水量沒有較大變化，甚至部分鎮(zhèn)區(qū)的供水規(guī)模有所下降。以上現(xiàn)象造成了兩種后果：（1）水資源利用效率低，浪費嚴(yán)重，同時造成了河道污染。（2）由于工業(yè)大量使用自制水，自來水公司的發(fā)展受到制約。2.2管理水平差異較大由于各級水廠的規(guī)模、財政狀況不同，造成了在管理水平方面存在較大差異。例如，湖州市水務(wù)集團(tuán)公司已建立了供水管網(wǎng)信息系統(tǒng)MapGIS，供水營業(yè)MIS系統(tǒng)，形成了以現(xiàn)代化營業(yè)廳為窗口、以服務(wù)熱線為紐帶、以信息化、網(wǎng)絡(luò)化為發(fā)展方向的管理服務(wù)體系。德清縣是全國經(jīng)濟百強縣之一，德清縣水務(wù)集團(tuán)也基本上實現(xiàn)了對水源、水廠、營業(yè)站等地的全程監(jiān)控、自動化控制。然而，許多鄉(xiāng)鎮(zhèn)自來水廠的管理還停留在經(jīng)驗上，對供水管網(wǎng)的管理只有CAD圖，部分水廠甚至沒有手繪的管網(wǎng)圖。2.3經(jīng)營模式上的積極探索太湖南部地區(qū)小城鎮(zhèn)在水廠經(jīng)營模式上做了積極地探索。例如，湖州市水務(wù)集團(tuán)與桑德集團(tuán)合資成立浙清水務(wù)公司；德清縣水務(wù)有限公司與新加坡達(dá)闊集團(tuán)進(jìn)行了合作；安吉、長興兩縣的水務(wù)集團(tuán)被深圳水務(wù)集團(tuán)收購。與大型供水企業(yè)的合作極大地促進(jìn)小城鎮(zhèn)的供水發(fā)展，同時提高了供水企業(yè)的效益。湖州地區(qū)四家主要供水企業(yè)的情況見表1：表1

湖州地區(qū)供水企業(yè)表Tab.1StatisticsaboutwatersupplyenterpriseinHuzhoucity湖州市水務(wù)集團(tuán)德清縣水務(wù)集團(tuán)安吉水務(wù)公司長興水務(wù)公司供水區(qū)域吳興區(qū)、南潯區(qū)德清縣安吉縣城長興縣雉城鎮(zhèn)上級部門湖州市政府德清縣建設(shè)局深圳水務(wù)集團(tuán)深圳水務(wù)集團(tuán)經(jīng)營模式國有獨資國有BOTBOT水廠數(shù)（座）7412日供水能力（萬噸）27.51559服務(wù)人口（萬人）71.83310202.4原水水質(zhì)保障除長興、安吉、德清的部分山區(qū)使用地下水外，湖州地區(qū)基本以地表水為水源，且以江河和水庫水為主。湖州地區(qū)的地表水位于太湖流域的上游段，原水水質(zhì)較好，河流水基本達(dá)到三類水標(biāo)準(zhǔn)。但受季節(jié)性影響，部分原水水質(zhì)會短時期惡化。以西苕溪為例，全年平均水質(zhì)為三級標(biāo)準(zhǔn)，濁度很低，而雨季濁度會大幅升高。水源附近有農(nóng)田的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，雨季原水的NH3-N含量會大幅升高。城市內(nèi)河由于防洪的需要，會設(shè)有多處水閘，這對水體自凈也會產(chǎn)生負(fù)面影響。水庫水水質(zhì)良好，達(dá)到國家地表水水質(zhì)二類標(biāo)準(zhǔn)。湖州市水務(wù)集團(tuán)下屬各水廠情況見表2：表2

湖州市水務(wù)集團(tuán)下屬各水廠水源情況Tab.2Statisticsaboutwaterworksbelonging

toWaterGroup

Co.,

Ltd.ofHuzhoucity城西城北南潯雙林菱湖練市埭溪建廠時間1965198619691968經(jīng)營模式國有BOT國有國有國有國有國有日供水量（萬噸）6103.511.21.50.4水源西苕溪西苕溪雙林塘河蓮花漾京杭運河老虎潭水庫水原水質(zhì)三類三類三類二類二類服務(wù)人口（萬）36116.596.53

雖然水庫水更適合作為供水水源，但許多水廠距離水庫較遠(yuǎn)，因此就近取江河水為水源。為保障原水水質(zhì)，在各水廠取水口上下游1000m區(qū)域內(nèi)設(shè)立水源保護(hù)區(qū)，設(shè)置水源保護(hù)標(biāo)志，禁止排污、禁止捕魚等。部分水廠在水源保護(hù)區(qū)飼養(yǎng)魚類作為生物指示器，并用攝像頭監(jiān)視魚類的生長情況。然而從實際效果看，許多縣、鎮(zhèn)水廠水源周圍仍有污、廢水排放。例如，菱湖鎮(zhèn)水源附近有生活污水、工業(yè)廢水排放，上游的養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生有機物污染；練市鎮(zhèn)、雙林鎮(zhèn)、德清縣水源附近有工業(yè)廢水排放，同時，農(nóng)田施肥造成了水源NH4-N含量較高。表3

部分鎮(zhèn)的原水水質(zhì)比較Tab.3Comparisonabout

therawwaterquality

ofsometowns濁度（NTU）pHCODMn（mg/L）NH3-N（mg/L）練市鎮(zhèn)30~2006.9~7.34.50.05~1雙林鎮(zhèn)20~1007.23.50.5南潯鎮(zhèn)157.46.50.92.5水處理工藝由于湖州地區(qū)位于太湖流域，藻類的繁殖易造成原水水質(zhì)惡化，因此各個水廠工藝基本是以常規(guī)工藝為基礎(chǔ)，輔以預(yù)處理和強化處理相結(jié)合的水處理工藝。其中預(yù)處理為投加PAC，KMnO4或Cl2，強化處理是在絮凝池中多量投加PAC。混合方式多為管道式混合。消毒藥劑多為液氯，埭溪水廠采用二氧化氯消毒。各水廠具體工藝如下：表4

各水廠的水處理工藝Tab.4Watertreatmentprocessofthewaterworks城西水廠預(yù)加PAC（應(yīng)急）→折板混凝池（計量泵加藥）→平流沉淀池（抗沖擊負(fù)荷能力強）→普通快濾池→消毒→清水池

埭溪水廠一組，水力澄清池→無閥虹吸濾池→清水池另一組，折板絮凝池→斜管沉淀池→無閥虹吸濾池→清水池菱湖水廠預(yù)加氯→加礬(AlCl3)→折板絮凝池→平流沉淀池→普通快過濾→消毒→清水池雙林水廠預(yù)加氯→折板混凝池→斜管沉淀池→無閥濾池→清水池練市水廠折板混凝池→斜管沉淀池→普通快濾池→清水池德清水廠預(yù)加氯→折板混凝池→斜管沉淀池→無閥濾池→清水池南潯水廠折板混凝池（計量泵加藥）→斜管沉淀池→雙閥虹吸濾池→液氯消毒→清水池2.6管網(wǎng)水質(zhì)安全性的保障湖州地區(qū)小城鎮(zhèn)水廠的出廠水水質(zhì)基本滿足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的要求，但用戶對龍頭出水的水質(zhì)狀況仍有反映，例如，吳興區(qū)部分管網(wǎng)過于老化，造成龍頭出現(xiàn)渾水；菱湖鎮(zhèn)管網(wǎng)搶修后短時間出現(xiàn)渾水等情況；相對較好的是埭溪鎮(zhèn)和雙林鎮(zhèn)。表5

部分水廠的水廠出廠水水質(zhì)Tab.5OutletwaterqualityofthewaterworkspH濁度（NTU）余氯（mg/L）總硬度（mg/L）CODMn（mg/L）總大腸桿菌數(shù)城西水廠7.1~7.30.50.5~1.2403未檢出菱湖水廠6.8~7.20.30.6~0.7403未檢出雙林水廠7.20.50.81602.8未檢出練市水廠6.90.50.62.8未檢出南潯水廠7.050.450.61302.7未檢出各水廠對出廠水水質(zhì)進(jìn)行的日常檢測以人工化驗為主，只有大型水廠才安裝有在線的水質(zhì)檢測儀器，檢測的項目為余氯、濁度。其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)水廠人工化驗的水質(zhì)參數(shù)主要有水溫、濁度、色度、余氯、氨氮、COD、Fe、總堿度、總酸度、細(xì)菌總數(shù)、大腸菌數(shù)等，檢測頻率為1次/小時。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，湖州地區(qū)的小城鎮(zhèn)供水缺乏有效的預(yù)警措施，管網(wǎng)沒有建立在線監(jiān)測系統(tǒng)，對管網(wǎng)的變化不能做到及時的反應(yīng)，多在發(fā)生管網(wǎng)事故后才進(jìn)行搶修，這對安全供水是極大地隱患，同時也造成了供水成本的增加。小城鎮(zhèn)的供水管網(wǎng)規(guī)模小，因此沒有二次消毒，只有對遠(yuǎn)距離供水區(qū)域或者特殊區(qū)域進(jìn)行管網(wǎng)二次消毒。對管網(wǎng)水質(zhì)的檢測采用人工定期采用檢測，各個鎮(zhèn)區(qū)的管網(wǎng)水質(zhì)檢測項目如下：表6

管網(wǎng)水質(zhì)檢測項目Tab.6Water

quality

testswithwatersupplynetwork管網(wǎng)水質(zhì)檢測項目吳興區(qū)常規(guī)參數(shù)(常規(guī)的余氯、濁度、色度、嗅、味)埭溪鎮(zhèn)濁度、余氯菱湖鎮(zhèn)濁度、pH、細(xì)菌、大腸菌、Fe(每月4次，每次四個點)雙林鎮(zhèn)共有6項練市鎮(zhèn)pH、濁度、余氯、鐵、CODMn、細(xì)菌、糞大腸桿菌小城鎮(zhèn)水廠對管網(wǎng)的日常維護(hù)以沖洗為主，頻率為2~12次/年不等，具體各個城鎮(zhèn)的情況如下：表7

管網(wǎng)維護(hù)情況Tab.7Maintenanceofwatersupplynetwork管網(wǎng)維護(hù)方式?jīng)_洗頻率吳興區(qū)沖洗、防腐、防滲2次/年埭溪鎮(zhèn)沖洗定期沖洗菱湖鎮(zhèn)沖洗>3次/年雙林鎮(zhèn)沖洗1次/月練市鎮(zhèn)沖洗1次/月南潯鎮(zhèn)沖洗、測漏、鋼管外防腐定期沖洗2.7管網(wǎng)更新與改造湖州地區(qū)的供水管網(wǎng)鋪設(shè)年代較為久遠(yuǎn)，雖經(jīng)過更新改造，但仍有部分管網(wǎng)老化、腐蝕。而且許多縣鎮(zhèn)的供水管網(wǎng)沒有做防腐處理，如德清縣、埭溪鎮(zhèn)、雙林鎮(zhèn)、南潯鎮(zhèn)等。各鎮(zhèn)級水廠的管材更新改造緩慢，多種管材同時使用。從早期的水泥管、灰鐵管，到新型的球墨管、塑料管均有使用。表8

各鎮(zhèn)區(qū)使用管網(wǎng)管材情況Tab.8Pipetypeusing

in

watersupplynetwork使用的管材吳興球墨鑄鐵管為主，部分大管徑使用PCCP管，以及少量的PE、PPR、鋼砼、鋼塑管埭溪砼管、PE管、球墨管菱湖鐵管、PE管、球墨管、水泥管、鑄鐵管雙林自應(yīng)力管、球墨鑄鐵管、PE管練市自應(yīng)力管、鑄鐵管、球墨鑄鐵管、PE管德清球墨鑄鐵管、鋼管南潯球墨鑄鐵、砼管2.8供水模式及供水規(guī)劃湖州地區(qū)小城鎮(zhèn)現(xiàn)有的供水模式以傳統(tǒng)的各水廠獨立供水為主，即水廠以環(huán)狀管網(wǎng)向水廠附近的中心區(qū)域供水，以枝狀管網(wǎng)向周邊鎮(zhèn)區(qū)延伸式供水，如湖州市主城區(qū)吳興區(qū)以及埭溪、雙林、菱湖、練市等鎮(zhèn)。同時也存在著小型的區(qū)域聯(lián)網(wǎng)供水，如德清縣、南潯區(qū)。小城鎮(zhèn)水廠采用傳統(tǒng)供水模式的缺點是供水成本高，水質(zhì)安全得不到保證，因此，湖州市正對吳興、南潯兩區(qū)的供水進(jìn)行整體的規(guī)劃，規(guī)劃后將形成“三橫四縱”的城鄉(xiāng)一體化供水模式，即新建南部平原水廠，擴建城北水廠，將現(xiàn)有鄉(xiāng)鎮(zhèn)水廠全部改為配水廠，由三個水廠向周圍鄉(xiāng)鎮(zhèn)配水廠遠(yuǎn)距離輸水，再由配水廠向用戶配水。規(guī)劃中的水源以老虎潭水庫、西苕溪、東苕溪（青山段）為主，其中老虎潭水庫日供水量20萬噸，分別向城西、城北水廠遠(yuǎn)距離輸送原水。另外從節(jié)能的角度考慮，擬在太湖邊新建水廠，以緩解遠(yuǎn)距離輸水的成本問題。德清縣也應(yīng)經(jīng)開始實施城鄉(xiāng)供水一體化工程，即以對河口水庫為水源，整合現(xiàn)有水廠，形成兩個比較大型的水廠為德清縣統(tǒng)一供水。圖1供水模型圖

Fig.1Watersupplymodel3湖州地區(qū)小城鎮(zhèn)供水的特點湖州市位于太湖南部區(qū)域性河網(wǎng)的上游，與下游的嘉興地區(qū)相比，其供水系統(tǒng)有如下特點：（1）湖州位于太湖南部區(qū)域性河流的上游，且多山地，有條件建水庫作為水源，因此無論河流水還是水庫水的水質(zhì)都比下游的嘉興地區(qū)好。（2）由于原水水質(zhì)較好，因此水源保護(hù)方面的措施沒有嘉興地區(qū)完善，嘉興市為保證原水水質(zhì)，在石臼漾水廠建立了生態(tài)濕地工程，可有效地降低COD、氨氮、總N、總P、鐵、錳等的含量，除了總N、總P還是四類水標(biāo)準(zhǔn)外，其他指標(biāo)已達(dá)到二類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。（3）湖州市水處理工藝以常規(guī)工藝為主，而嘉興市的水處理工藝是深度處理，其基本工藝流程為：原水→生物預(yù)處理池→高密度斜管沉淀池/折板絮凝沉淀池→臭氧接觸池→生物活性炭濾池→砂濾池→清水池4結(jié)論與建議經(jīng)過對湖州地區(qū)小城鎮(zhèn)供水現(xiàn)狀的調(diào)查與分析，得到如下結(jié)論：（1）小城鎮(zhèn)的水源雖采取了保護(hù)措施，但效果不明顯，污染仍然存在，主要污染源為工業(yè)廢水排放和農(nóng)業(yè)污染；（2）小城鎮(zhèn)的水廠工藝較為完善，與原水水質(zhì)較為適應(yīng)，出水水質(zhì)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。但由于管網(wǎng)老化、腐蝕問題比較嚴(yán)重，尤其是鄉(xiāng)鎮(zhèn)的供水管網(wǎng)更新緩慢，因此管網(wǎng)水質(zhì)安全缺乏保障；（3）由于太湖南部地區(qū)水資源豐富，造成了自備水源的大量存在，一方面造成水資源浪費，污染環(huán)境；另一方面制約了供水企業(yè)的發(fā)展；（4）經(jīng)營、管理理念較為先進(jìn)。將BOT模式引入到水廠經(jīng)營中，適合小城鎮(zhèn)水廠的發(fā)展；大型水廠開始實現(xiàn)自動化、電算化管理；小城鎮(zhèn)的供水模式開始向區(qū)域城鄉(xiāng)一體化供水模式轉(zhuǎn)變。為了使小城鎮(zhèn)供水能夠更好地服務(wù)于經(jīng)濟社會發(fā)展，提出以下建議：（1）由于小城鎮(zhèn)水廠規(guī)模小所帶來的一系列問題難以解決，因此BOT的經(jīng)營模式很適合小城鎮(zhèn)水廠的發(fā)展，由大型的供水企業(yè)經(jīng)營管理可以降低供水成本，提高供水水平；（2）在小城鎮(zhèn)密集的地區(qū)可以實施區(qū)域城鄉(xiāng)一體化供水。以中心城鎮(zhèn)的水廠向周圍城鎮(zhèn)聯(lián)網(wǎng)供水，可以有效地降低供水成本，保障供水水質(zhì)；（3）小城鎮(zhèn)的供水管網(wǎng)應(yīng)盡快更新，并且加強預(yù)警措施，保障水質(zhì)安全。

北方某市農(nóng)村飲用水水質(zhì)狀況及分布特征分析飲用水安全直接影響人們的正常生活，反映社會發(fā)展水平和人民生活質(zhì)量。世界衛(wèi)生組織(WHO)調(diào)查指出，發(fā)展中國家約80%的疾病和飲用水不安全及衛(wèi)生設(shè)施缺乏有關(guān)。根據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)，2020年我國農(nóng)村常住人口為5.1億，保障農(nóng)村飲用水安全，是維護(hù)穩(wěn)定發(fā)展和全面建成小康社會的前提條件。地下水是我國北方農(nóng)村主要的飲用水水源。當(dāng)?shù)叵滤艿轿廴竞螅捎谄渥詢裟芰Φ?，水中的污染物將長期存在。全國31個省、市，5000多個監(jiān)測井的地下水質(zhì)結(jié)果顯示，華北、東北、華東、西北地區(qū)的地下水質(zhì)較差，影響地下水源水質(zhì)的主要指標(biāo)為總硬度、溶解性總固體(TDS)、鐵、錳、“三氮”，其次為硫酸鹽、氯化物、氟化物等污染物，個別監(jiān)測點重金屬也存在不同程度的超標(biāo)，主要污染物的分布區(qū)域如表1所示。華北平原6063組地下水樣品污染調(diào)查顯示，重金屬主要以點狀、線狀污染為主，其中砷含量普遍偏高，華北平原淺層、深層地下水中砷的超標(biāo)率分別達(dá)12.97%和5.12%。表12013年—2017年全國地下水質(zhì)超標(biāo)項目及分布區(qū)域我國農(nóng)村飲水工程普遍投入少、規(guī)模小，導(dǎo)致管理維護(hù)的難度較大，通常只經(jīng)過簡單消毒且消毒效果不能保證。飲用水中細(xì)菌類、病毒類、寄生原蟲類等病原微生物可引起介水傳染病的發(fā)生和傳播，是威脅農(nóng)村飲水安全的主要風(fēng)險，同時，化學(xué)性污染帶來的長期慢性非傳染性疾病問題也值得關(guān)注。當(dāng)硝酸鹽含量過高時，通過飲用水可對人體的健康造成影響，97%的高鐵血紅蛋白癥流行病學(xué)案例是在硝酸鹽含量超過10mg/L的情況下發(fā)生的。WHO指出，在低劑量時，氟是人體可能必需的元素，但有潛在毒性，一定濃度的氟化物能有效預(yù)防齲齒，但攝入量大于6mg/d時，可能對人體骨骼造成不利影響。當(dāng)飲用水中砷的質(zhì)量濃度≥10μg/L時，飲用水會成為攝入的主要來源。國際化學(xué)品安全規(guī)劃署(IPCS)相關(guān)資料指出，長期暴露于含砷飲用水中會誘發(fā)皮膚、肺、膀胱、腎的癌癥，以及角化過度和色素變化等皮膚病變。農(nóng)村飲用水帶來的健康問題與所在區(qū)域的地質(zhì)特征、環(huán)境質(zhì)量狀況和社會經(jīng)濟發(fā)展水平有關(guān)，不同地區(qū)需根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展實際情況，探索適宜的農(nóng)村飲用水保障措施，確保農(nóng)村飲用水長期安全穩(wěn)定。北方某直轄市3920個村中，市政管網(wǎng)延伸和鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水廠供水覆蓋率僅為30%，70%的農(nóng)村地區(qū)主要通過村級供水站供水，供水規(guī)模小且較為分散。為掌握該市農(nóng)村供水存在的典型水質(zhì)問題，本研究開展了13個涉農(nóng)區(qū)縣的飲水水質(zhì)調(diào)查，調(diào)查指標(biāo)包括《水利部關(guān)于進(jìn)一步強化農(nóng)村飲水工程水質(zhì)凈化消毒和檢測工作的通知》要求的9項常規(guī)指標(biāo)，并結(jié)合該地區(qū)水源水質(zhì)特征及潛在風(fēng)險，增加7項常規(guī)指標(biāo)檢測，為加強農(nóng)村供水監(jiān)管、提升農(nóng)村供水安全保障水平和制定農(nóng)村飲水安全提質(zhì)增效方案提供參考和數(shù)據(jù)支撐。1材料和方法

1.1樣本來源根據(jù)供水規(guī)模，在全市13個涉農(nóng)區(qū)縣選擇代表性供水站，共采集61個村級供水站出水，占全市農(nóng)村供水站總量的2.2%，涉及31.4萬供水人口，占農(nóng)村供水總?cè)丝跀?shù)的8.16%。其中，55個供水站的供水人口小于1萬，6個供水站供水人口大于1萬，各供水站均為地下水源，經(jīng)消毒處理后送到用戶，無其他凈化處理設(shè)施。采樣時間為2019年8月—9月，水樣的采集、保存、質(zhì)量控制依據(jù)《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗方法》(GB/T5750—2006)(以下簡稱《標(biāo)準(zhǔn)方法》)實行。1.2檢測指標(biāo)依據(jù)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749—2006)(以下簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》)，本研究共調(diào)查16項指標(biāo)。其中，有總大腸菌群、耐熱大腸菌群、大腸埃希氏菌、菌落總數(shù)共4項微生物指標(biāo)，色度、渾濁度、臭和味、肉眼可見物、pH、耗氧量、鐵、錳共8項感官性狀和一般化學(xué)指標(biāo)，根據(jù)該城市典型水質(zhì)特征重點關(guān)注了硝酸鹽(以N計)、砷、氟化物共3項毒理指標(biāo)，消毒劑余量根據(jù)消毒方式確認(rèn)。1.3檢測方法及評價標(biāo)準(zhǔn)檢測方法依據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)方法》；評價依據(jù)為《標(biāo)準(zhǔn)》，其中菌落總數(shù)、色度、渾濁度、pH、耗氧量、鐵、錳、砷、氟化物、硝酸鹽按照《標(biāo)準(zhǔn)》中表4規(guī)定的限值判定，其他指標(biāo)按照《標(biāo)準(zhǔn)》中表1、表2判定。樣品中有1項指標(biāo)超標(biāo)，即判定為樣品不達(dá)標(biāo)。1.4健康風(fēng)險評估方法按照軀體毒物質(zhì)(化學(xué)非致癌物)由飲水途徑所致的健康風(fēng)險計算模型，如式(1)～式(2)。其中：化學(xué)非致癌物i經(jīng)由飲水途徑的個人年均健康風(fēng)險度，a-1；Di——化學(xué)非致癌物i經(jīng)由飲水途徑的單位體重日均暴露劑量，mg/(kg·d)；RfDi——化學(xué)非致癌物i經(jīng)由飲水途徑攝入的參考劑量，mg/(kg·d)，硝酸鹽為1.6mg/(kg·d)，氟化物為0.06mg/(kg·d)；77.3——2019年我國居民人均預(yù)期壽命;IR——每人每日平均飲水量，L/d，成人為1.6L/d；Ci——化學(xué)非致癌物i的質(zhì)量濃度，mg/L；BW——平均體重，kg，成人為60kg。2結(jié)果與討論

2.1總體水質(zhì)本次調(diào)查的61個村級供水樣品中，30個樣品不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，31個樣品檢測指標(biāo)均合格，樣品達(dá)標(biāo)率為50.82%。如表2所示,不合格情況主要集中于消毒劑指標(biāo)，不合格率達(dá)32%；其次為微生物指標(biāo)，其中，總大腸菌群不合格率為21%，部分樣品也有大腸埃希氏菌、耐熱大腸菌群或菌落總數(shù)檢出；此外，少量樣品的硝酸鹽和氟化物指標(biāo)不合格，不合格率低于5%。結(jié)果表明，消毒問題是影響該市村級供水水質(zhì)達(dá)標(biāo)、威脅飲用水安全的首要問題，硝酸鹽、氟化物等水源性污染是影響水質(zhì)、造成健康危害的另一重要因素。表2村級供水站的檢測指標(biāo)不合格情況2.2微生物與消毒劑2.2.1消毒設(shè)備配置微生物污染是農(nóng)村供水存在的主要安全風(fēng)險，消毒是去除水中病原微生物最直接有效的途徑，水中微生物污染的處理效果與消毒設(shè)備的有效使用相關(guān)。本次調(diào)查的61個村級供水站消毒設(shè)備的配置和管理情況如表3所示，其中5個供水站未配備消毒設(shè)備，消毒設(shè)備安裝率為92%。采用的消毒方式包括二氧化氯、臭氧、次氯酸鈉、紫外線消毒，二氧化氯為村級供水站的主要消毒方式，安裝24套設(shè)備，占總數(shù)的43%；其次為臭氧，安裝15套設(shè)備，占27%；次氯酸鈉和紫外線消毒設(shè)備分別占18%和12%。表3消毒設(shè)備的配置和管理情況已安裝消毒設(shè)備的56個村級供水站中，42個供水站消毒設(shè)備開啟運行，占本次調(diào)查供水站總數(shù)的69%；5個供水站消毒設(shè)備損壞(臭氧和次氯酸鈉)，占8%；9個供水站消毒設(shè)備未開啟(均為臭氧)，占15%。其中，二氧化氯和紫外線消毒設(shè)備正常運行率為100%，次氯酸鈉消毒設(shè)備正常運行率為80%，臭氧消毒設(shè)備僅3套正常運行，正常運行率為20%。由本次調(diào)查結(jié)果可知，村級供水消毒設(shè)備安裝率低，仍有部分村級供水工程建設(shè)不能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，設(shè)備正常運行率低，特別是大部分臭氧設(shè)備均未啟用，設(shè)備更新維修不及時。整體上，村級供水消毒設(shè)施建設(shè)和運行管理不規(guī)范，對消毒重要性認(rèn)識不足，缺乏運行維護(hù)技術(shù)人員，可以考慮配置易于操作的智能化設(shè)備。2.2.2對微生物的消毒效果微生物指標(biāo)合格率反映了飲用水的消毒效果。本次調(diào)查中共42個供水站消毒設(shè)備開啟運行，消毒劑余量和消毒方式對消毒效果的影響情況如表4所示。消毒劑余量合格的樣品中，微生物指標(biāo)合格率為79%，高于消毒劑余量不合格的樣品(64%)。結(jié)果表明，控制消毒劑余量對防止微生物污染有重要作用，消毒的最終目標(biāo)是殺滅已知和未知的病原體，但因為無法對水中的全部微生物進(jìn)行檢測，只有水廠具備有效的消毒措施，才能消除可能存在的健康威脅，因此，消毒劑余量合格率也具有意義。而消毒劑余量合格樣品的微生物指標(biāo)合格率未達(dá)到100%，也說明僅消毒劑余量合格不足以保證滅菌效果。表4消毒方式和消毒劑余量對消毒效果的影響消毒劑對水中微生物的殺滅效率與消毒設(shè)施的使用、消毒劑的投加量、消毒劑與水接觸時間、管網(wǎng)狀況、管線長短等相關(guān)。因此，消毒劑與水接觸時間達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，二者混合充分，對保證出廠水消毒效果十分重要，管網(wǎng)水的消毒效果還要考慮管網(wǎng)狀況及持續(xù)消毒能力。農(nóng)村供水由于專業(yè)技術(shù)的欠缺導(dǎo)致在消毒管理方面存在不足，不能有效控制消毒劑投加量和接觸時間，從而不能保證良好的消毒效果。消毒方式方面，本研究調(diào)查的該市42個運行消毒設(shè)備的供水站中，二氧化氯的消毒效果最好，微生物指標(biāo)合格率為83%，其次為臭氧和次氯酸鈉，采用紫外線消毒的微生物指標(biāo)合格率為57%。臭氧和紫外線由于沒有持續(xù)的消毒能力，細(xì)菌易繁殖，一般用于小水量、處理后即被使用的情況，或者原水生物穩(wěn)定性較好、配水管網(wǎng)無二次污染的情況。次氯酸鈉和二氧化氯消毒具有持續(xù)殺菌效果，工藝相對成熟，效果穩(wěn)定可靠，但需要與水至少有30min的接觸時間。總體上，本次調(diào)查的村級供水站中，二氧化氯設(shè)備正常運行率和消毒效果均優(yōu)于其他消毒方式，紫外線消毒設(shè)備正常運行率為100%，但微生物指標(biāo)合格率低，持續(xù)消毒效果最差。綜上，影響村級供水水質(zhì)達(dá)標(biāo)的原因主要是消毒，所調(diào)查村級供水站有8%的站點尚未安裝消毒設(shè)備，安裝率低，而已安裝設(shè)備的正常運行率僅為69%。已運行設(shè)備存在消毒劑投加量控制不當(dāng)、消毒劑與水接觸時間不符合要求等情況，且消毒工藝及設(shè)施不合理也導(dǎo)致消毒效果不能得到保證。不同消毒方式各有其優(yōu)缺點，需要綜合供水規(guī)模、水源水質(zhì)、運行成本、操作方式等情況選擇，并結(jié)合現(xiàn)有農(nóng)村供水站的技術(shù)水平以適用性技術(shù)優(yōu)先考慮，或采用不同消毒方式聯(lián)合使用優(yōu)勢互補，提高供水安全性。2.3感官性狀和一般化學(xué)指標(biāo)本研究調(diào)查的61個村級供水站的感官性狀和一般化學(xué)指標(biāo)檢出情況如表5所示，所有樣品均無色、無味、澄清、未檢出肉眼可見物，pH值在7.05～8.42，耗氧量、鐵、錳含量檢出結(jié)果均符合《標(biāo)準(zhǔn)》要求。由圖1可知，本研究調(diào)查樣品中共有95.1%的樣品中鐵含量低于0.1mg/L，85.2%的樣品中錳含量低于0.01mg/L，大部分地區(qū)屬于低鐵、錳區(qū)域，不影響飲用水的可接受性。表5感官性狀和一般化學(xué)指標(biāo)檢出情況圖1重金屬含量分布比例2.4毒理指標(biāo)本研究調(diào)查的61個村級供水站的毒理指標(biāo)檢出情況如表6和圖2所示，所有樣品中砷含量檢出結(jié)果均符合《標(biāo)準(zhǔn)》要求，硝酸鹽和氟化物存在超標(biāo)情況。共有約20%的樣品中硝酸鹽(以N計)含量超過10mg/L，2個樣品中硝酸鹽含量為24.86mg/L和21.31mg/L，超出限值(20mg/L)，約90%的樣品中氟化物含量低于0.6mg/L，大部分地區(qū)屬于低氟區(qū)域，有1個樣品的氟化物含量為1.31mg/L，超出限值(1.2mg/L)。圖2毒理指標(biāo)含量分布比例表6毒理指標(biāo)檢出情況本次調(diào)查的村級供水站水源均為地下水，其硝酸鹽和氟化物檢出情況與該地區(qū)地下水質(zhì)相關(guān)，WHO指出，硝酸鹽含量超過10mg/L的地區(qū)，飲用水不建議用于奶瓶喂養(yǎng)嬰兒。而大部分低氟地區(qū)應(yīng)關(guān)注兒童齲齒情況，高氟地區(qū)應(yīng)關(guān)注人群氟斑牙情況，硝酸鹽或氟化物已超標(biāo)地點應(yīng)在市政管網(wǎng)覆蓋時優(yōu)先考慮或更換水源，也可采取電滲析等工藝改造以保障用水安全。硝酸鹽和氟化物空間分布及健康風(fēng)險如表7所示，硝酸鹽分布存在一定的地域性，城區(qū)含量偏低，健康風(fēng)險最??；近郊區(qū)存在較高含量的點位，健康風(fēng)險中等；遠(yuǎn)郊區(qū)含量偏高，40%的樣品中硝酸鹽含量超過10mg/L，且部分點位超標(biāo)，超標(biāo)點的健康風(fēng)險為0.54×10-8

a-1，因此，不建議用于奶瓶喂養(yǎng)嬰兒。氟化物地域差異不明顯，大部分地區(qū)屬于低氟區(qū)域，應(yīng)關(guān)注該地區(qū)兒童齲齒的情況，近郊區(qū)存在個別超標(biāo)點位，健康風(fēng)險達(dá)0.75×10-8

a-1，應(yīng)關(guān)注該地區(qū)人群氟斑牙的情況。超標(biāo)點硝酸鹽和氟化物健康風(fēng)險均接近荷蘭建設(shè)和環(huán)境署推薦的可忽略