HACCP體系在制水生產全流程的構建與應用

農晉琦， 張金松， 李 悅

(1.深圳市寶安排水有限公司， 廣東 深圳 518000； 2.深圳市水務(集團)有限公司， 廣東 深圳 518000)

HACCP(hazard analysis critical control point)定義為鑒別、評價和控制對食品安全至關重要的危害的一種體系。它確保食品在生產、加工、制造、準備和食用等過程中的安全。它首先識別食品生產過程中可能發生健康危害的環節及關鍵點，并采取適當的控制措施以防止或減少危害的發生，是迄今最有效的保障食品安全的生產管理方法[1-2]。1994年荷蘭人Havelaar較早將HACCP體系引入供水系統，以其控制微生物污染[3]；1995年，瑞士衛生法令要求給水廠使用HACCP體系；隨后瑞士、冰島、法國、美國、澳大利亞、新加坡等國均以立法的形式引入HACCP。一些經濟上高度發達的或嚴重缺水的城市如巴黎、里昂、蘇黎世等，基于自身的經濟條件并鑒于水的重要性，將飲用水視同食品，將食品HACCP體系理念引入生活飲用水生產管理[4-5]。隨著經濟的發展、人民生活水平的提高，國內目前也已經有不少城市在供水系統中引入HACCP[2]。深圳市政府提出至2025年實現全市“自來水直飲”的目標，并發布了《深圳生活飲用水水質地方標準》(DB 4403/T60—2020)，這對深圳供水企業的飲用水安全保障提出了更高的要求。深圳某自來水生產企業在廣泛調研、深入分析的基礎上，將食品HACCP體系理念引入生活飲用水水質管理，綜合分析國內外供水、水質標準和管理現狀，對各項技術成果進行適用性篩查，明確以水質為核心的管控體系、建設技術路線和模式，開展供水硬件和水質風險專項診斷評估，密切結合供水特色，探索建立了適用于供水行業的HACCP體系。

1 深圳市飲用水水質問題與優化管理分析

1.1 原水水質問題

深圳目前的原水主要為東部水源及各集水、調蓄水庫，后者量很小，只占約10%。東深水、東部水水源經過明暗渠，部分直供、部分經市內水庫調蓄后，由各輸水干管及其泵站向各主要水廠供水。2015—2020年深圳原水主要水質情況如表1所示。

表1 2015—2020年深圳原水水質(平均值)Tab.1 Quality of raw water in Shenzhen from 2015 to 2020 (average value)

深圳原水水質具有明顯的低濁、高藻、微污染特征，并由于受全球氣候變暖、雨水量減少、富營養化以及東江河流水文特征與流域污染物治理情況等的影響，導致原水濁度、氨氮、總氮、CODMn季節性明顯升高，產生連鎖反應，進一步導致原水富營養化加劇、藻類升高、溶解氧下降、腥臭味增加等問題。原水水質情況具體表現為：

① 長年維持在低濁度(10 NTU)以下，低pH(6.0～7.2)、低硬度(20～40 mg/L)和低堿度(5～10 mg/L)的狀態。

② 藻類常年多時段處于高水平(107個/L)，最高時達到8個數量級，藻毒素、有機質含量有時很高，所含有的微囊藻、魚腥藻和橝藻等多種藻類都能產生有毒有害藻毒素。

③ 氨氮、亞硝酸鹽氮、總氮、總磷、CODMn、鐵、錳等指標隨季節、氣候的變化經常波動，有時含量偏高甚至超標，偶爾出現鄰苯二甲酸二異辛酯、二十一烷烴在內的苯環類、農藥、酚類等多種有毒有害物質檢出。

④ 鐵、錳含量在春夏雨季時較高。

1.2 水廠工藝和出廠水水質問題分析

目前深圳市大部分小水廠仍采用常規處理工藝，原特區內主要大水廠(如梅林水廠、筆架山水廠、大沖水廠等)采用了深度處理工藝。常規處理工藝能夠去除原水中的懸浮物、細菌和膠體等雜質，降低濁度，使水適合飲用。但隨著經濟的快速發展，水體遭受了更多的新的工業污染，水中有害物質逐年增多，常規處理工藝已經逐漸不能滿足水質凈化的要求。目前大部分主要大型水廠已經通過技術改造采用了深度處理工藝。深度處理工藝包括預加氯、預除藻、粉末活性炭除味、V型活性炭濾池、臭氧消毒等，它能較好地適應原水水質的變化，更好地處理水質，獲得濁度更低、色度更低、更無味的口感更好的飲用水。深圳出廠水水質主要存在如下安全問題：

① 常規工藝中消毒劑以液氯和二氧化氯為主，混凝劑以聚合氯化鋁為主，濾池以快速濾池為主。當原水突然變化，如重要原水管道切換、季節以及原水水質突變影響，特別是春夏之交和夏秋之交，原水富營養化嚴重，藻類大量繁殖，原水腥臭味增加，此時常規工藝在應對微污染、低濁、高藻水方面有很大的局限性，容易造成出廠水臭和味等指標增加甚至超標，給各水廠生產造成很大困難和壓力，從而引起出廠水的安全問題。

② 深圳地區以低濁度原水為主，常規工藝存在混凝效果較差的問題，容易造成出廠水濁度較高。此外，夏季臺風或暴雨后容易發生由于原水濁度突然升高造成工藝調整不及時，從而引起出廠水濁度升高甚至超標的情況。

③ 搖蚊幼蟲的孳生繁殖也給出廠水質帶來了一系列的問題，如紅蟲隱患等。

④ 長期運行發現，深度處理工藝的臭氧消毒構筑物中容易生長劍水蚤和跳蚤。

1.3 管網水和龍頭水水質存在的問題

總體來說，由于深圳的大水廠大都采用深度處理工藝，因此深圳的管網水及龍頭水水質均基本滿足《生活飲用水衛生標準》(GB 5749—2006)的要求，水質綜合合格率為99.8%。但仍存在一定的差異性，如原特區內比原特區外水質較好，南澳大鵬區域比龍崗區水質好，龍崗區比寶安區、光明新區水質好。部分水廠、部分時段、部分水質指標出現超標現象。

根據多年統計數據，全市管網水及龍頭水濁度逐年下降，目前基本穩定在0.3 NTU以下，pH值一般在7.0～7.5之間，細菌總數、總大腸菌合格率保持在99.0%以上， 31項合格率為99.95%，水質綜合合格率為99.95%。

對照出廠水，管網水及龍頭水的色度、濁度、細菌總數等指標略有升高，余氯略有降低，但沒有明顯超標。整體上管網水及龍頭水濁度高于出廠水濁度，表明管網轉輸對水質有一定影響。

低硬度低堿度的特點造成管網水質化學穩定性差，部分地區早期鋪設的鍍鋅管道老化、腐蝕嚴重，容易造成濁度升高，出現黃水、黑水現象，鐵、錳等時有超標等水質問題。

管網不穩定以及持續殺毒能力不足，容易造成管網水細菌、總大腸菌等生物項目超標。

1.4 進一步強化水質管理的必要性

在自來水生產中，除了存在上述原水、出廠水及管網水的水質安全風險外，還存在著以下問題：原水單管輸送的基礎性缺陷，原水切換或原水管線被污染等因素均會對水質造成沖擊；管網缺乏互聯互通，建設標準不一，部分管材不符合要求；二次供水部分泵房建設早、標準低、水池(箱)材質帶來水質風險。在管理系統性方面，存在銜接性不足的問題，現有供水生產與供水系統其他環節關聯不足；管網施工、維搶修、二次供水等運維管理規范性待提升等問題。由此可知，供水水質提升涉及從水源保護、水質凈化、管網輸配到用戶端等多個環節，涉及規劃、設計、建設、運行維護等多個過程，涉及政府、企業、用戶等多個主體。為實現飲用水水質全過程管控，推進城市自來水直飲工作，建立一套以系統化、科學化、智能化為核心的水質管控體系勢在必行。

2 國內外水務系統HACCP體系應用分析

1996年，澳大利亞頒布飲用水指南法規，將自來水定義為食品，建立HACCP體系并進行嚴格的第三方認證[7]；1997年，美國加州大學基于HACCP方法制定了Alameda流域的飲用水源水質保護規劃，以保障舊金山海灣地區的飲用水安全；法國巴黎威立雅環境集團及里昂水務均建立了HACCP水質管控體系。2002年，美國給水工程協會研究基金會啟動了“HACCP在配水系統保護中的應用”課題，在緬因州和德克薩斯州開展案例研究；加拿大一些城市的開發和實施基于ISO9001、ISO14001和HACCP的綜合風險管理系統進行；德國波恩大學的Kistemann等在建立給水系統HACCP體系時引入了地理信息系統平臺，為開展微生物風險評價、事故及應急管理以及流行病學調查提供了便捷的工具；捷克的一些大型水務公司如布拉格給排水公司也開始實施 HACCP體系。HACCP管理體系在飲用水生產過程中的管控作用得到了驗證。

新加坡公用事業局(PUB)于20世紀90年代也將其運用于飲用水生產的管理，主要內容如下。

① 建立了全過程水質監控的體系與制度。制定了專門針對用戶水龍頭的采樣計劃，以監測數據變化范圍作為預警監測指標。

② 實施基于HACCP框架下的國家監管政策，各供水企業每年必須將監控信息報食品局，食品局定期(一般為每半年)實施監督檢查，保證監管全面執行和持續改進。

③ 設立水質風險三級響應應急預案：第一級，1 h內快速判定危害可能來源；第二級，4 h內確認具體的物理和微生物污染；第三級，24～48 h確定具體的病原體或細菌。

④ 對管網加強預防管控。定期對管材、管齡、水力條件及管道附屬物等進行分析，對管網風險進行分級，實施日常管理加密監測、針對性更換管材、控制流速及定期沖洗管道。

⑤ 建立詳細的涉水材料標準。確保涉水材料供應商/零售商遵守標準；儲水池、水管及其配件、閥門、用戶水龍頭等涉水管材的供應商、銷售商及安裝人員必須滿足PUB的供水條例。

⑥ 廣泛開展公眾教育。

3 HACCP體系在制水生產全流程的構建

HACCP體系應用于供水行業主要是以供水安全為最終目標，盡管供水公司生產輸送水與食品公司生產食品差異較大，但是它們都是按照一定的流程和工序去控制產品的微生物指標、物理指標和化學指標等的安全，以保證最終的消費者獲得質量合格的產品。實施過程一定要遵循HACCP的基本原則，首先需要結合公司的生產經營實際情況構建流程圖，然后進行必要的危害關鍵點分析，從而研究確定對供水安全影響重大的關鍵控制點，進而根據關鍵限值的偏差情況采取相應的糾偏措施，最后需要檢查、評價并更新該體系。

深圳某供水公司(以下簡稱公司)為積極踐行綠色發展觀、深圳市政府提出的2025年實現全市“自來水直飲”目標、《深圳生活飲用水水質地方標準》(DB 4403/T 60—2020)以及《生活飲用水衛生標準》(GB 5749—2022)，提出了構建從源頭到龍頭的生產全流程HACCP監管體系，以確保飲用水健康安全。

3.1 組織領導

HACCP作為水質管控戰略性決策，公司層面組建HACCP工作組負責體系建設全局事項，各基層單位設立HACCP工作小組，單位負責人任組長，同時設置HACCP專員負責體系建設協調等工作。強調領導重視，全員參與，在管理職責上統一方針目標，制定總體工作方案，層層分解目標，細化任務。

3.2 依據標準并充分借鑒行業實踐經驗

主要依據《危害分析與關鍵控制點(HACCP)體系食品企業通用要求》 (GB/T 27341—2009)和《食品生產通用衛生規范》(GB 14881—2013)，并借鑒世界衛生組織(WHO)水安全計劃以及法國、美國、新加坡等國家HACCP體系建立的經驗，結合本企業供水生產特點，進行HACCP體系的構建。

3.3 危害關鍵點分析和控制措施制定

從供水全流程和管理全鏈條多維度，設計、施工、運維等多場景，分析各環節中潛在水質危害。從水質監控結果與評價、用戶反饋、生產案例、科技文獻及專家經驗等多種渠道獲取信息。識別潛在危害，評估其發生的可能性及危害出現后果的嚴重性，確定顯著危害，制定相應的控制措施并確認有效。

識別控制顯著危害的適當步驟以確定關鍵控制點(CCP)，注意CCP并非限定為一個時間上和空間上物理點，這一點對于管網輸配尤其重要，流程步驟、作業程序等均可作為CCP。對顯著危害應有可操作的監控方案，并及時監控以便立即采取糾正措施，確保顯著危害得到有效控制。圖1所示為從源頭到龍頭的供水系統HACCP危害關鍵點分析典型。

圖1 從源頭到龍頭的供水系統HACCP危害關鍵點分析Fig.1 Analysis of HACCP hazard key points of water supply system from source to tap water

建立CCP關鍵限值。關鍵限值是觸發糾偏行動、界定 CCP 是否可接受的標準。關鍵限值(CL)應科學、直觀、易于監測，對于一些無法直觀和快速監控的指標應有替代監測指標，優先考慮最為直觀的水質在線監測。

建立CCP的監控系統。監控CCP以保證其處于受控狀態。監控系統要明確監測對象、監測方法、監測頻率、監測人員。監測頻率一般應實施連續監測，若監測是不連續的，可參照歷史數據確保監測頻率或數量已滿足CCP處于受控狀態。監測人員需由經過相關檢測技能培訓的人員擔任。

建立糾偏措施。HACCP 小組應針對CL的偏離預先制定詳盡可操作的糾偏措施，評估受影響的原水、過程水、出廠水和管網水，進行合理處置；采取糾偏措施的位置不限于危害發生的地方，應綜合考慮上游或下游的流程中最適宜的環節。優先考慮盡可能上游處理，保證安全余量，考慮下游處理需謹慎。

3.4 建立HACCP計劃的確認和驗證程序

為確保HACCP體系的適宜性和有效性，在HACCP計劃實施前或發生變更后，需通過系統的技術評價活動進行確認，確認控制措施能達到預期的控制水平；在計劃運行中和運行后，應進行驗證，確保達到了控制水平。可采用現場查看CCP執行情況、隨機采集水樣分析、審核CCP監控記錄、糾正措施記錄、設備校準記錄等方法進行確認和驗證。

鄒蘇紅等[8]提出了一種基于HACCP的供水系統運行管理關鍵技術評估方法，該方法包括如下步驟：①建立技術風險庫；②建立技術風險事件庫；③構建評估指標庫；④專家評估打分；⑤評估預期成果。本方法將供水系統運行管理關鍵技術中涉及到的運營成本、績效管理等相關指標列入了管理評估的范圍，通過建立技術風險庫并追溯到風險事件的源頭，從事件的原因做考量評估，使風險評估更貼合實際操作；對評估指標分成多個高低層級，對微觀的低層級事件進行專家評分，對宏觀的高層級事件進行權重評分來得出綜合得分，可以全面直觀地對各技術性能進行評估，也為后續技術的開展和性能提升提供了參考。

3.5 建立文件和記錄保持系統

建立嚴謹的四級文件體系，形成完整的工作規范和工作制度，并在實際工作中嚴格貫徹執行。第一層級HACCP手冊是綱領性文件，明確體系范圍、水質安全方針和目標；第二層級程序文件是實際操作性流程文件；第三層級作業指導書是管理體系的基礎性文件，包括法律法規、管理制度、作業規程；第四層級表格與記錄是HACCP體系活動證據，具有可溯源性及為持續提升提供決策依據的作用。建立信息化文件及記錄保持系統，將危害分析工作單、體系運行、流程記錄等HACCP工作表與智慧水務信息系統相結合，將HACCP各環節納入日常管理和工作流程中。完善的HACCP體系完整閉合框架見圖2。

圖2 HACCP體系完整閉合框架Fig.2 Complete closed frame diagram of HACCP system

3.6 體系建設歷程

公司自2009年在水廠試點HACCP體系，經歷了從最初只是依據HACCP原則建立HACCP計劃到借鑒食品國家標準建立起更為系統性、科學性的飲用水HACCP水質管控體系；從最初只是在水廠構建應用，擴展到在原水預警和原水管理的構建應用，再到管網管理和用戶龍頭水管理的構建應用，建立起前后聯動的供水全過程HACCP監管體系；從最初只是應用方法，到引入體系第三方符合性評價實現體系閉環持續改進等一系列過程。

3.7 日常運維要點

① 相關表格數據的記錄可以結合管維系統，將相關流程融入現有系統中，減輕一線員工負擔，同時也便于進行數據分析。

② 體系建立后，可以防止較大的水質事故，但小范圍的水質投訴仍難以避免。個別或者小范圍的水質突變現象具有復雜、多變以及難溯源的特點，需在體系運行足夠時間后，收集大量數據對污染源進行定位。

③ 應重點關注目前的管道應急處置施工方法與技術是否能滿足直飲水的需求。

④ 保持與咨詢公司良好有效的溝通，消除HACCP管理體系在水行業與食品行業之間的差異，使其更好地融入到實際生產中。

⑤ 日常生產中不應該只關注CCP點，也要時時監控其他存在危害的工藝步驟。

⑥ 危害描述要詳盡、有針對性，控制措施要量化；打分要合理客觀，分值權重取決于實際生產中的管控重點。

⑦ 保持對體系進行持續的完善改進和不斷更新，達到盡早發現、盡早處置，從容應對突發事件，使飲用水生產過程中的水質最大限度趨于“零缺陷”，實現生產過程的精細化管理和水質風險預防管理。

4 結語

① 由于受全球氣候變暖、雨水量減少、富營養化以及東江河流水文特征與流域污染物治理情況等的影響，深圳飲用水水質仍存在一定的安全健康風險，為滿足2025年全市直飲的要求，需要進一步加強水質安全監管。引入HACCP體系可實現從源頭到龍頭的全流程水質監控，從而確保飲用水的安全健康。目前公司已有5家供水廠通過了第三方認證機構的評審認證，獲得了HACCP體系認證證書，未來計劃實現全公司全流程獲取HACCP體系認證證書。

② 各層級人員在HACCP體系的理論與實踐的相結合中不斷摸索和凝練總結，積累了大量的心得體會和豐富的實踐經驗，并使HACCP體系更好地在供水系統落地生根，成為保障自來水直飲的核心管理體系，有望廣泛運用于各地區供水水質全過程管理，進一步提升供水設施運行效率和抗風險能力，提高城市供水規范化、精細化管理水平。憑借HACCP體系在供水企業的創新應用，公司于2015年獲得“廣東省企業管理現代化創新成果一等獎”，并榮獲2017年度深圳“質量標桿”獎和全國“質量標桿”獎，水質管理成效得到肯定。