上海實施優質飲用水目標的對策研究

朱慧峰，工程碩士，高級工程師，上海市供水調度監測中心主任。主要從事全市水量調度、水質監測、水污染應急處置及科研管理工作。近年來主持了國家自然基金、國家水專項、市科委及市水務局等多項科研項目的研究工作。所主持的《上海市飲用水水質準則研究》課題成果獲上海市水務海洋科學技術獎一等獎。

2016年11月10日，上海市人大常委會審議并通過了《上海市城市總體規劃（2016—2040）》。規劃明確提出，上海要建成卓越的全球城市，國際經濟、金融、貿易、航運、科技創新中心和文化大都市，強調用地、人口、生態和安全四條底線。城市供水系統是城市的生命線，安全飲用水對健康至關重要，供水水質也是評價全球城市的重要指標。

上海市2040年供水專業規劃提出，根據上海建設全球城市的發展定位，必須堅持集約節水和安全優質的發展理念，以全面提高供水水質為主線，按照“控量提質、安全智慧”的總體思路，節約用水優先，控制城市用水總量，不斷提高供水水質，強化供水安全保障，按照水廠集約、管網優化、管理到戶的城鄉供水統籌發展要求，完善“兩江并舉、多源互補、一網分片、區域聯動”的供水總體布局，加強從源頭到龍頭的水質安全保障，達到歐美發達國家同級城市同等水平，可直飲，支撐上海宜居宜業城市的可持續發展。

上海歷屆政府高度重視飲用水安全。隨著水源地建設和供水集約化推進，本市供水保障能力明顯加強。2011年6月，總投資約170億元的青草沙原水系統全面通水，長江水源與黃浦江水源供應比例為7∶3。2016年12月，總投資約86億元的黃浦江上游水源地金澤原水系統順利通水，“兩江并舉、集中取水、水庫供水、一網調度”的水源地供應格局全面形成。盡管上海市供水水質優于國家《生活飲用水衛生標準》（GB 5749—2006），但與國家治水的新戰略、“卓越全球城市”的發展定位以及供水專業規劃的要求還存在差距。因此，有必要針對上海市原水水質特點制訂生活飲用水水質地方標準，為上海市飲用水水質安全保障提供基礎依據，同時推動上海市供水水質的提升和凈水工藝、管網輸配以及二次供水系統的改進，保障上海市供水專業規劃設定的“可直飲”目標的實現。

1 上海市供水水質現狀

1.1 上海市原水水質特征

上海市飲用水源目前主要有長江青草沙水庫、陳行水庫、東風西沙水庫和黃浦江上游金澤水庫，具有明顯的湖庫型水質特征，如夏季藻類大量增殖、原水臭味問題突出等。根據《上海市水環境功能區劃（2011年修訂版）》，水質應達到《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）Ⅱ類。根據水質監測數據獲悉，青草沙水庫、陳行水庫、東風西沙水庫、金澤水庫原水總氮最高值在2.5～2.9 mg／L，總磷最高值在0.1 mg／L 左右，石油類最高值為 0.06 mg／L，超過《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）Ⅲ類標準限值。青草沙水庫原水主要臭味物質是藻源性致臭物2-MIB，2011年～2012年夏季高溫期間水庫原水2-MIB最高濃度超過400 ng／L。

1.2 上海市出廠水水質現狀

至2016年底，全市共有36座水廠，供水總規模為1 122萬m3／d。其中市屬供水企業水廠15座，供水能力為781萬m3／d；區縣水廠21座，供水能力為341萬m3／d。

目前全市采用深度處理工藝水廠約占總能力的40.91%，取用長江水源深度處理供水能力166萬m3／d，取用黃浦江水源深度處理供水能力293萬m3／d。2016年，主城區及周邊地區出廠水9項合格率為100%，出廠水42項合格率為100%，出廠水64項合格率為100%，管網水7項合格率為99.59%，綜合合格率為99.64%；郊區5項合格率也均達到95%以上。不合格水質指標主要是臭和味、鋁、氨氮，均為感官性狀和一般化學指標［1］。

上海市供水水質與國外主要城市飲用水水質（出廠水或龍頭水）比較如表1所示，其中濁度優于多倫多、紐約、悉尼、巴黎；TOC、氨氮、三鹵甲烷、鋁、硝酸鹽指標高于國外主要城市。這說明上海市自來水廠凈水工藝管控水平處于世界一流，但受制于水源有機物含量偏高以及常規處理工藝為主的現狀，自來水中有機物及消毒副產物控制尚未達到國際先進水平，有待于上海全面實施水廠深度處理工程改造。

表1 上海市與國外主要城市部分飲用水水質指標比較Tab.1 Comparison of Some Drinking Water Quality Indexes between Shanghai and Other International Cities

2 制定上海市《生活飲用水水質標準》，加強供水水質安全評價

2007年7月1日，國家《生活飲用水衛生標準》（GB 5749—2006）開始實施［2］，制定該標準時參考的主要文獻都已更新。如WHO《飲用水水質準則》（第三版）已于2011年升級為第四版［3］；美國《國家飲用水水質標準》（2004年版）已于2009年修訂［4］；歐盟《飲用水水質指令》（1998年11月版）也在不斷升級修訂，最新修訂時間為2015年10月［5］。而GB 5749—2006自發布11年來，隨著我國經濟持續快速發展以及水質檢測能力的提升，水體中檢出的新型微量污染物不斷增多［6-7］，公眾對飲水水質提出了更高的要求。

供水水質標準是供水企業必須貫徹的法律性文件，世界各國均把制定或修改標準作為保障公眾健康的重要措施。制定或修改標準必須在保障公眾健康的前提下，運用科學的方法，結合本國或本地區的實際情況，提出供水水質的合理標準。

上海市供水管理部門從2013年起開始相關上海市飲用水水質準則和水質規劃目標研究，為上海市制定《生活飲用水水質標準》奠定了扎實的技術基礎。目前，上海市《生活飲用水水質標準》已列入上海市地方標準計劃。制定中的上海市《生活飲用水水質標準》根據上海市2040年城市規劃要求，依據上海市原水水質特征及近四年（2013年～2016年）上海市出廠水、管網水實際運行合格率統計數據，以國標GB 5749—2006中指標項為基礎，以世界衛生組織《飲用水水質準則》（第四版）、歐盟《飲用水水質指令》（98／83／EC）、美國 EPA《國家飲用水水質標準》（EPA816-F-09-0004）為重要參考，并關注末端水質穩定和健康目標指標，如TOC、、NDMA等，以此制定上海市《生活飲用水水質標準》。可以說，上海市《生活飲用水水質標準》既滿足國家標準要求，又根據上海城市規劃要求和經濟發展能力，積極接軌全球最新飲用水水質標準。同時也充分考慮了上海水源水質特征，提出了具有上海地方需求特征的生活飲用水水質標準。

相對GB 5749—2006，制定中的上海市《生活飲用水水質標準》常規指標在國標基礎上新增8項、修訂指標限值14項；非常規指標在國標基礎上新增4項、修訂指標限值7項（具體如表2所示）。其中，調整項主要根據上海市原水水質特征確定，修訂項主要根據與國際標準接軌和凈水工藝運行效能確定。

表2 上海市生活飲用水水質標準指標修訂情況Tab.2 Indexes Revision of Standard for Drinking Water Quality in Shanghai

同時，以上海市《生活飲用水水質標準》為基礎，結合目前出廠水、管網水、二次供水等供水水質特點，構建供水水質安全評價指標體系，建立出廠水、管網水、二次供水水質安全評價體系，并進行供水水質安全綜合評價。在評價結果基礎上，結合上海市供水發展規劃，提出相應對策與措施，為進一步提升上海市供水水質提供技術支撐。

3 上海優質飲用水的實施對策與措施

3.1 加強水源地建設管理和生態調控，提升原水水質水量穩定性

（1）進一步完善“兩江并舉，多源聯動”的水源地格局。為確保水源安全，研究和推進長江青草沙原水系統、陳行原水系統、黃浦江上游金澤原水系統互為聯動，相互備用，原水環網供應，提高水源地防范環境風險的能力。開展青草沙、陳行、黃浦江上游金澤三大水源地聯合應急調度模式研究，提高應對突發事件的處置能力。

（2）加強飲用水水源監測和管理。建設水源地水質監測與預警預報業務化平臺，集成在線監測、移動預警、實驗室檢測以及生物預警方式，構建了跨區域、跨部門水質監測與預警多級網絡，做好應對水污染等突發事件防范。加強雌激素、抗生素、增塑劑、藥品及個人護理用品（PPCPs）等新興微量有機物的監測，確保水質安全。

（3）動態完善青草沙、東風西沙、金澤等水庫生態調控措施。上海水源水庫均投產運行不久，尚未形成穩定、有效的生態調控系統。在實際運行中應結合近期實際取水、供水規模以及地形、氣候、地質等工況，提出不同時期不同庫區的具體生態調控措施，包括水生態系統維護管理、庫區曝氣系統等水質改善和維持輔助措施、庫區地形流態優化、生物調控措施等，充分發揮水庫生態凈化效果。

3.2 加強水廠深度處理工藝改造和管理，進一步提高供水水質

（1）推進長江水源水廠深度處理工程改造。目前，上海仍有近60%取用長江原水的水廠采用常規處理工藝。通過實施深度處理工藝改造，可以解決湖庫型原水因藻類產生的臭味和鋁偏高問題，同時去除溶解性小分子量有機物和減少消毒副產物，對社會熱點關注的抗生素、激素類等也有較好的去除效果。上海“十三五”供水規劃也明確指出，要加快長江水源水廠深度處理工藝改造，爭取用兩個“五年計劃”全面完成。上海地處長江和太湖流域下游，在采用“常規處理＋臭氧生物活性炭”深度處理工藝的基礎上，要進一步預留工藝提升的空間，如采用“臭氧生物活性炭＋超濾膜”組合工藝等。

（2）優化黃浦江上游水源水廠深度處理工藝運行管理。黃浦江上游水源水廠均已實施深度處理，供水水質已能滿足國家生活飲用水衛生標準，但距高品質飲用水的要求以及應對原水沖擊負荷的能力還存在不足，需要進一步開展深度處理工藝和運行參數優化研究，重點突破飲用水新興污染物控制，提高安全保障能力。同時，黃浦江上游水源CODMn、TOC、氨氮等水質指標均高于長江水源，要強化黃浦江上游水源水廠深度處理工藝管理，提高臭氧生物活性炭工藝對有機物的去除效率。應高度重視微生物泄漏和藻類穿透等問題。

3.3 加強供水管網改造和水質安全保障研究，重點關注微生物安全

（1）加強供水管網系統改造和管理。開展城市供水管網運行安全保障技術研究，對不同管材、不同流速、不同管齡的供水管道開展內壁腐蝕和生物膜調查研究，深入研究管道腐蝕成因機理，加強管道日常巡護檢查。針對部分輸配管道超期服役、內壁腐蝕嚴重的情況，制定供水管網更新改造計劃，對超期服役管道開展更新改造或者非開挖修復。供水管網改造也需得到市政、交通、財政等部門的支持。

（2）實施供水管網加氯優化，切實保障水質生物穩定性。對上海不同水源、不同工藝水廠出廠水和管網末梢水質常規指標比較，發現主要變化指標有三氯甲烷、渾濁度、余氯，其中三氯甲烷平均增加13 07%（0 000 9 mg／L），渾濁度平均增加 51 43%（0 04 NTU），余氯平均降低 43 55%（0 50 mg／L）。這些指標變化主要涉及出廠水以及管網水水質的穩定性控制。要建立基于管網微生物指標的余氯衰減模型，優化管網二次加氯，保持管網余氯均勻分布，使管網水質生物穩定性得到有效控制。

3.4 全力推進居民住宅二次供水設施更新改造與管理

（1）提高二次供水設施建設標準，實施二次供水設施改造。二次供水是影響末端水質、保證直飲的重要環節，必須樹立“像儲存食品一樣儲存水”的理念，提高新建住宅的二次供水設施建設標準，避免重復改造。二次供水改造后的水池和水箱要根據實際用水量進行調節，嚴格控制水池、水箱水停留時間。水池、水箱要做好密封，透氣孔做好不銹鋼網罩，水泵閥門等配件必須采用不銹鋼材質。

（2）優化二次供水設施管理模式，確保最后“一公里”水質安全。供水管理部門要將二次供水設施建設和管理納入供水專業規劃統籌考慮。在滿足城市供水調蓄能力的條件下，通過水廠、泵站壓力合理提升，減少部分二次供水設施。大型住宅可采用集中式供水方式，盡可能減少二次供水設施。針對部分區域居住小區規模較小的情況，可設置區域性集中泵站統一供水。

（3）加強水質的動態監管，有序推進居民優質飲用水計劃。管網末端水質受多種因素影響，必須加強末端水質的動態監管。實施上海居民優質飲用水計劃可借鑒香港水務署從2002年推行的“大廈優質食水認可計劃”。在這項計劃中，凡大廈的供水系統得到妥善維護，自來水樣本測試結果也符合水務署的水質標準，自來水可從水龍頭直接飲用。目前香港已有3 540幢大廈取得認可證書，水龍頭里的自來水達到直飲要求，受惠市民人數超過140萬［8］。

3.5 加快供水系統信息化監管和政策扶持保障

（1）要基于互聯網＋和大數據，加快建設源頭到龍頭的在線監測點，進一步完善信息化監管手段，強化水源、出廠水、管網水、二次供水全過程、全覆蓋、全天候的水質動態管理，實現供水系統實時監控、自動預警、分析評估、應急處置等功能，形成全市供水系統數字化管理平臺，提升行業監管水平。

（2）全面實施二次供水水質信息公開，保障居民用水的知情權。要加強二次供水水質監測，合理設置水質監測點，嚴格執行衛生、水務部門共同確定的檢測項目、檢測頻率，確保供水水質。

（3）加強政策引領，促進直飲水計劃順利推進。供水行業屬于公益性的基礎保障行業，要結合供水行業的深化改革，進一步加大政府財力在直飲水計劃實施方面的財政投入，加快推進供水基礎設施建設，確保城鄉居民飲用水安全。

［1］錢靜汝，陳國光，朱慧峰.上海市出廠水、管網水、二次供水水質變化情況以及二次供水改造的設想與建議［J］.給水排水，2016，42（12）：15-19.

［2］生活飲用水衛生標準：GB 5749—2006［S］.

［3］世界衛生組織《飲用水水質準則》［M］.4版.上海：上海交通大學出版社，2014.

［4］USEPA，National primary drinking water regulations：816-f-09-004，2009［S］.

［5 ］EU’s Drinking water standards，council directive 98／83／EC on the quality of water intended for human consumption：2015／1787［S］.

［6］姜蕾.水環境中PPCPs類新型污染物監測及控制技術展望［J］.凈水技術，2016，35（6）：1-5.

［7］張琴，包麗穎，劉偉江，等.我國飲用水水源內分泌干擾物的污染現狀分析［J］.環境科學與技術，2011，34（2）：91-94.

［8］香港80%的自來水來自內地，為什么香港可以直接飲用而我們不行［N］.中國搜狐網站，2017-11-02.