自來水管路泄漏滲入水中顆粒物粒度分析

張文斌 魏麗丹

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2016.18.052

摘 要：自來水管路泄漏在非全天供水區(qū)域會造成管路內(nèi)負(fù)壓，導(dǎo)致泄漏受污染的水流回管路，在供水期間造成大面積自來水質(zhì)變差，甚至引起群體中毒事件，為掌握水管泄漏導(dǎo)致的污染物中固體顆粒物粒度分布，特選擇管道泄漏時所取自來水為原料測定其中的固體顆粒物粒徑分布，以便于在施工中避免該類固體接觸管路，避免在管道泄漏時造成群體性中毒事件。

關(guān)鍵詞：自來水 管道泄漏 固體顆粒物 管道施工

中圖分類號：X22 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）06（c）-0052-02

Analysis of Particle Size of Water Pipeline Leakage in Water

Zhang Wenbin Wei Lidan

（Department of environment， Heilongjiang University of Technology， Jixi Heilongjiang， 158100， China）

Abstract：Tap water pipeline leakage in the water supply area of non day will be caused by negative pressure in the pipeline， caused by the leakage pollution water return pipeline. During the water supply caused by large area water qualitative difference， and even lead to massive poisoning. In order to master the water pipe leak caused by pollutants in solid particle size distribution， pipeline leakage when the tap water as raw materials Determination of the solid particles size distribution， in order to avoid this type of solid contact line in the construction to avoid in the pipeline leakage caused by mass poisoning events.

Key Words：Tap-water； Pipe leakage； Solid particulate matter； Piping installation

近年來，由于自來水污染導(dǎo)致的大面積停水，甚至“水荒”一直困擾著大多數(shù)城市，幾乎沒有一座城市沒出現(xiàn)過由于自來水污染導(dǎo)致的群體事件，較為嚴(yán)重的有甘肅省蘭州市的苯污染事件[1]、浙江上虞集體中毒事件[2]、湖北武漢自來水污染導(dǎo)致的痢疾疫情[3]等。造成自來水污染的原因多種多樣[4]，即使在技術(shù)過硬的法國，自來水污染事件也時有發(fā)生[5]，特別是蘭州苯污染事件，是發(fā)生在由法國威立雅水務(wù)管控之下。除管道爆裂引起的污染不具備可預(yù)知性外，其余均可通過施工、選材以及合理的布置來實現(xiàn)，也就是說，管道爆裂引起的自來水污染不可預(yù)測，但影響很大，需要盡可能避免由于施工過程中自來水管道環(huán)境布置不當(dāng)引起的二次污染。該文介紹水質(zhì)污染中可以看到的固體顆粒物的測定結(jié)果，固體顆粒物易攜帶病菌、病毒、寄生蟲卵以及重金屬等有害物質(zhì)，如能避免固體顆粒物的滲入，則水質(zhì)在管道爆裂時會有一定的改善。

1 試驗方法

試驗采用丹東百特生產(chǎn)的BT9300型激光粒度儀測量水中的固體雜質(zhì)粒度分布，該儀器使用激光散射法測量，已通過標(biāo)準(zhǔn)樣品校正。

采樣及處理：在自來水出水口處直接采樣，采樣后立即使用激光粒度儀測量，測量結(jié)果如圖1所示；剩余水樣模擬水箱沉降的方式在瓶中放置，1周后測量1次，測量結(jié)果如圖2所示；最后的水樣經(jīng)放置1個月后再次測量，測量結(jié)果如圖3所示。整個采樣量為5 L。

2 試驗結(jié)果與討論

測量步驟：激光粒度儀可用于粉體粒度濕法測量，介質(zhì)為純凈水。由于自來水本身以水為主，因而不需要額外增添介質(zhì)，但與粉體測量不同的是自來水中固體顆粒物含量少，折光率低，因此，需要調(diào)低折光率用于測量，具體步驟：使用蒸餾水在超聲波輔助下清洗樣品池5次，將水全部放出后，加入采集的自來水樣直接測量。

從圖1可見，直接測量的自來水中固體顆粒物分布為0.803～270.6 μm，其中低于15 μm的細(xì)顆粒物超過所有固體顆粒物的50%，但由于大顆粒物的存在折光率超過4%。由于最大顆粒物的粒徑達(dá)到270.6 μm，因此，在水管周圍應(yīng)盡可能避免低于該粒徑的固體顆粒物出現(xiàn)，應(yīng)使用超過該粒徑的固體填充才可以保證固體顆粒不會滲入管道造成水質(zhì)污染。

沉降1周后檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)超過50 μm的固體顆粒物已經(jīng)沉降，無法檢測到，在細(xì)顆粒物中5 μm以下的無法看到的細(xì)顆粒物超過50%，此時水體已沒有明顯的混濁，水質(zhì)較清澈，折光率下降到1.8%左右。

沉降1個月后的自來水中5 μm以下顆粒物含量超過70%，5 μm以上的固體顆粒物含量進(jìn)一步降低，折光率進(jìn)一步下降到1.6%。

從圖3可見，經(jīng)過1個月的沉降可以將5 μm以上的大多數(shù)的顆粒物沉降在水箱中，有水箱的用戶可以通過使用水箱部分地改善水質(zhì)，而低于5 μm的細(xì)顆粒物是無法通過沉淀方式沉降，只有通過施工來避免。從圖1可見，在水管漏水時270 μm以上的顆粒物沒有進(jìn)入水管，因此，在水管施工過程中應(yīng)盡力避免接觸270 μm以下的泥土，特別是避免5 μm以下的顆粒物，在水中無法沉降，造成水質(zhì)長期惡化。最好使用河沙這類大顆粒進(jìn)行填充，可避免水管漏水影響居民水質(zhì)，同時也有利于修理后的自來水重新供應(yīng)。

3 結(jié)論

從試驗結(jié)果可以看到：（1）水管漏水可以導(dǎo)致270 μm以下的固體顆粒物滲入水管造成自來水質(zhì)變差影響居民用水；（2）固體顆粒物種能夠沉降的所有顆粒物粒度在5 μm以上，因而必須杜絕水管周圍5 μm以下的固體顆粒出現(xiàn)；（3）水管施工過程中最好采用鵝卵石、碎石、大顆粒河沙這類大顆粒填充物填埋，以便于維護(hù)和避免水管開裂造成水質(zhì)影響過大。

綜上所述，自來水由于水管爆裂產(chǎn)生的污染防治除需要避免與劇毒、有害化學(xué)物質(zhì)接觸外，還需考慮周圍固體顆粒物的影響，此類物質(zhì)雖不像劇毒化學(xué)品可以引起中毒反應(yīng)，但由于粘有細(xì)菌、病毒、寄生蟲卵等有害物，對人體健康極為不利，需要通過改變周邊顆粒大小來避免造成群體性健康事件的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1] 張遠(yuǎn)欣，盧卓，王建瑞，等.苯污染事件折射的蘭州市供水系統(tǒng)安全風(fēng)險分析[J].城鎮(zhèn)供水，2005（1）：80-83.

[2] 阮伯龍.一起化工物料污染自來水管網(wǎng)致集體食物中毒案的調(diào)查與思考[C]//第十七次全國職業(yè)病學(xué)術(shù)交流會論文集.2007.

[3] 余濱，周敦金，羅同勇，等.一起由自來水管網(wǎng)污染引起的細(xì)菌性痢疾暴發(fā)疫情[J].公共衛(wèi)生與預(yù)防醫(yī)學(xué)，2007（3）：61.

[4] 戴小雅.論管網(wǎng)水質(zhì)污染的產(chǎn)生原因與對策[J].科技經(jīng)濟(jì)市場，2009（7）：35-36.

[5] 法國如何把關(guān)自來水質(zhì)量[J].品牌與標(biāo)準(zhǔn)化，2014（7）：92-93.