城市二次供水水質變化及預防措施研究

王小斌 高彩虹

【摘要】二次供水設施是城市供水基礎設施的重要組成部分之一，其主要任務是解決供水管網末梢、高層建筑和特殊性區域用水問題。我國城鎮人口中，飲用二次供水的居民約占60%。因此非常有必要對二次供水的水質變化進行研究，提出預防措施，保障城鎮居民“最后一公里”用水安全。

【關鍵詞】二次供水；用水安全；水質

引言

近幾年來.隨著城市建設的飛速發展，高層、超高層建筑日益增多。自來水公司管網供水壓力不能直接送到高層樓頂，因此大多數高層住宅采用增設低位蓄水池和高位水箱的二次加壓供水辦法來滿足居民的用水需求。

我國城鎮化處于快速發展期，二次供水設施良莠不齊，管理不善，衛生監管不力，引起的水質惡化現象時有發生。通常居民向自來水公司反應的水質問題最多的就是感官指標，包括“黃水”“紅蟲”“異臭”等。

水與人類生存息息相關，飲水衛生是保障人體健康的必備條件。城市供水質量優劣直接關系到千百萬人的身體健康。因此非常有必要對二次供水的水質變化原因進行研究，提出預防措施，保障人民喝上優質放心的干凈水。

1、二次供水

1.1 二次供水概念的厘清。目前我國衛生部GB5749-2006《生活飲用水衛生標準》中對二次供水定義為，集中式供水在入戶之前經再度儲存、加壓和消毒或深度處理，通過管道或容器輸送給用戶的供水方式。而建設部CJ/T206-2005《城市供水水質標準》中二次供水定義為，供水單位將來自城市公共供水和自建設施的供水經儲存加壓或者深度處理和消毒后，由供水管道向用戶供水的方式。上述兩個定義基本一致，清晰的闡述了二次供水的概念，但均沒有明確指出二次供水與生活飲用水的關系，根據GB17051-1997《二次供水設施衛生規范》一般認為二次供水屬于生活飲用水范疇。

1.2 二次水方式及設施。目前我國二次供水方式主要有四種：（水泵與水池箱）聯合式、變頻調速式、直接增壓式、壓力罐式。二次供水設施包括為保障二次供水水質、水壓而設置水箱、消毒設備、氣壓罐，閥門、水泵機組及電控柜等。

1.3 二次供水水質惡化。源水通過自來水廠常規處理、消毒、管網輸送、二次供水、用戶tap 端等流程保障居民用水。飲用水在供水管網內停留時間相對較短，管網水質余氯值相對較大，能抑制細菌生長，管網對水質的影響相對有限。而當管網水進入二次供水，此時余氯值降低，在二次供水設施中停留時間長，二次供水設施缺乏有效的管理等問題，導致水質惡化，甚至不達標。我國飲水衛生專家分析近年來的資料后發現，自來水出廠水經輸水管網和二次供水后水質合格率平均下降20個百分點。

2、影響二次供水水質變化的原因

2.1 二次供水水質變化的外部原因

2.1.1 管道腐蝕、結垢和沉積物對水質的影響。管道內壁的銹蝕、結垢、沉積物必將導致水中余氯量迅速減少，色度、濁度等指標明顯增大。當管道內水流速度、水壓突然變大或方向突然改變時，就會造成短時間的水質惡化。引起“黃水”現象，通過排放一段時間水質就會好轉。

2.1.2 水箱材質對水質的污染。不同貯水構筑物材質對水質的影響程度不同，主要是各種貯水構筑物材質所含有的成分及生產工藝的不同造成的。如混凝土貯水池，較不銹鋼貯水池以及玻璃鋼貯水池粗糙，微生物容易吸附而形成生物膜。 水在鋼筋混凝土水箱中停留，水與水泥接觸的時間越長，p H 值越大，甚至超過了生活飲用水水質標準的范圍，水在混凝土水箱中的停留時間最好不要超過 12 個小時，否則極易引起細菌總數和大腸桿菌的超標。

2.2 二次供水水質變化的內部原因

2.2.1 營養物質大量存在。由于飲用水水源水質不斷變化，有機物進入二次供水不可避免。飲用水中含有的營養物質是引起微生物生長繁殖的根本原因。殘留在原水中的一部分有機物成為飲用水中異養微生物生長繁殖所需的營養基質。目前有研究用AOC（可同化有機碳）來表示水中可被細菌吸收、直接同化成細菌體的部分，反應飲用水細菌繁殖的潛力。但 AOC 的測定麻煩，準確性有待提高，難于進行普遍推廣。微生物生長所需的營養物質除碳源外，其它營養物質如氨氮、硫酸鹽、磷、碳酸氫鹽、鉀等微量元素也細菌的生長具有重要的作用。 水中這些營養物質為水質“異臭”，“ 紅蟲”現象發生提供了物質基礎。

2.2.2 余氯快速衰減。目前主要消毒工藝是氯消毒、臭氧消毒、紫外消毒、二氧化氯消毒。但為了保證持續消毒，在進入供水管網前需要加氯，從而保證供水管網水質和二次供水水質細菌總數達標。余氯在供水管網及二次供水設施中都會衰減，一部分是因為和水中耗氯物質反應消耗，一部分由于自身衰減而消耗。余氯和細菌總數密切相關，足夠的余氯可以有效抑制細菌繁殖，保證飲用水細菌學安全。

2.2.3 pH變高。p H對水質的影響是間接的。一方面 p H 對貯水材質溶出物影響較大，英國1996 年 24%供水地區飲用水中鐵含量超標，13%的區域鉛含量超標。另外一方面，p H影響余氯的消毒效果，余氯在水中主要以 HOCl、OCl-的形式存在，由于細菌呈電負性，中性分子HOCl 容易接近細菌而起到細菌作用，氯的殺菌作用主要靠HOCl 起作用，在p H<7.5 時，HOCl 是主要成分，而當 Ph>7.5 時，OCl-是主要成分。而 HOCl 的殺菌能力比 OCl-強很多。如對于大腸埃希氏菌，HOCl 的殺菌能力比 OCl-強 80～100倍。

2.2.4 溫度變化。二次供水水溫直接或間接影響二次供水水質，如微生物生長速率、余氯消耗速率、貯水構筑物的腐蝕速率等等。Fransolet 的研究表明，水溫 15℃以上時微生物活動顯著加快。Le Checallier 的研究發現，水溫為 5℃時飲用水中仍有微生物生長繁殖的現象。

2.2.5 停留時間過長。飲用水在貯水設施中的停留時間是影響其水質的重要因素。過長的停留時間導致余氯消耗，不能有效抑制微生物的生長繁殖，導致細菌總數超標。過長的停留時間還導致更多的貯水設施材質溶入到水體中。用水在二次供水過程中停留時間較長。飲用水從水廠出水經過市政管網輸送，水質已經受到市政供水管網影響，水質變差，包括余氯降低、細菌總數增多、渾濁度增加等。進入二次供水，在二次供水貯水設備及管網中停留都會對水質造成影響。一般情況下，在二次供水管網停留造成水質變化可以通過放水五分鐘而消除。在二次供水貯水設備中，由于水池（水箱）設計不合理或與消防水池并用，水池容積過大，池內水流動緩慢，形成死水區，停留時間較長，使得本身水質已經下降的飲用水中余氯繼續衰減，細菌滋生，一些世代時間較長的硝化細菌也得以繁殖，甚至產生“紅蟲”等可見物。水在水箱中貯存 24 小時后，余氯為零，特別是夏季水溫較高，水中余氯含量迅速減少，12 小時后即為零。若貯存停留時間超過12 小時，水中細菌很快繁殖，造成二次污染，不宜直接飲用。在南方地區，夏季屋頂水箱內氣溫經常高達40℃，余氯快速衰減，如果飲用水在水箱中停留時間稍微過長，余氯將消耗殆盡，致使水箱內微生物、紅蟲滋生、渾濁度增加。

3、采取多種預防措施，保障二次供水水質安全

3.1 加強衛生法律法規宣傳教育，提高衛生意識。衛生職能部門應大力宣傳衛生法律法規，加強對二次供水企業和水質管理人員的衛生知識及衛生法律法規培訓，提高其衛生法律意識，自覺加強自身衛生管理。同時，按照國家衛生法律法規規定，凡有二次供水設施的單位，應建立健全衛生管理制度，落實專兼職管理人員，切實開展自身衛生管理。

3.2 加強二次供水設施的建設管理。凡從事二次供水設施施工的單位，應具備相應的給水工程建設資質。建造二次供水設施所使用的材料、設備閥門等必須符合衛生和質量要求，施工安裝須按規定進行質量安全監督，經核準后發給《二次供水設施合格證書》，方可投入使用。

3.3 加強二次供水的衛生監督管理。按照《生活飲用水衛生監督管理辦法》規定，衛生監督部門應將二次供水納入正常的衛生監督管理范圍，切實開展衛生許可審查，對二次供水單位的自身衛生管理、供水設施、清洗消毒、水質衛生質量和從業人員的健康狀況等情況進行監督檢查，督促供水單位完善供水衛生防護設施，定期進行供水設施的清洗，開展供水的消毒和自身衛生管理工作。

3.4 加強二次加壓供水的水質監測。二次供水屬于生活飲用水范疇，適用《生活飲用水衛生標準》的各項要求。二次供水應該保證用戶飲用安全，不得含有病原微生物，不得危害人體健康，應感官性狀良好，二次供水水質應該符合《生活飲用水衛生標準》中規定項指標。根據GB17051-1997《二次供水設施衛生規范》要求，二次供水的責任單位應該定期對二次供水水質進行檢測，必須項目有：色度、獨度、嗅味及肉眼可見物、、大腸菌群、細菌總數、余氯。選測項目有：總硬度、氯化物、確酸鹽氮、揮發酷、氰化物、砷、六價鉻、鐵、猛、鉛、紫外線強度等。

3.5 建立或者完善遠程監控系統，實現對二次供水系統的實時監控。依城市地理位置分布，按不同類型建筑，對市政供水及二次供水水質進行監控，選擇主要指標對水質進行長期觀測，保證供水安全。

參考文獻：

[1]GB5749-2006生活飲用水衛生標準[s].2006.

[2]CJ/T206-2005城市供水水質標準[s].2005.