胡友飛
(華南農業大學水利與土木工程學院,廣東廣州 510642)
農村飲用水是農民關心的基本生活問題之一,是民生大事,也是實現鄉村振興、全面建設小康社會的重要指標。在黨和國家的努力下,農村實現了自來水到戶,農民不僅有水喝,還喝到了健康水。然而,與成熟的城鎮供水體系相比,農村供水還存在供水保證率低、水質不穩定等問題,飲用水污染事件時有發生。農村供水多為群體供水,一旦供水水質發生污染,將影響供水范圍內農民身體健康和生命安全。因此,研究當地農村飲用水污染風險并提出應對措施,將有助于農村供水工程的可持續健康發展,為推動鄉村振興保駕護航。本文以慶元縣農村飲用水為研究對象,分析了慶元縣農村供水過程中可能發生的污染風險,提出了慶元縣農村飲用水建設管理建議,以期為我國其他農村地區提供參考。
慶元縣位于浙江省西南部山區地帶,地理位置為東經 118°50′~119°30′、北緯 27°25′~27°51′,與福建省東北部松溪、政和、壽寧3個縣接壤。慶云縣2005年被評為“中國生態環境第一縣”,森林植被覆蓋率高達84.2%。受益于良好的生態環境,2020年全縣7個地表水控斷面中,Ⅰ~Ⅲ類水質斷面占100%,無劣Ⅵ類水質斷面,縣級以上城市集中式飲用水水源地水質達標率為100%。全縣累計建有306處集中式農村飲用水工程,其中聯村集中式農村飲用水工程7處、單村集中飲用水工程299處,實際解決了16.19萬人口的飲用水不安全問題,基本解決了全縣農村飲水問題。但是,慶元縣受地理地形限制和當時建設水平等影響,全縣農村供水規模化程度仍不高,多數單村供水工程設施較為簡陋、管護力量薄弱,農村飲用水在水源、水處理、輸送等環節中污染風險較大。
慶元縣屬亞熱帶季風氣候區,氣候溫和、整體雨量豐沛,但也存在時空分布不均問題,轄區內干旱、洪澇災害時有發生,加之農村城鎮化初顯,工業、農業、畜牧業、人類生活等都可能導致水質污染。在整個農村供水過程中,水源、水處理、水輸送是容易發生水質污染的主要環節,分析并解決每個環節存在的潛在污染威脅,將進一步提高當地農村安全供水水平。
慶元縣農村飲用水水源地多選取山溪河流、湖泊水庫等地,即便已經劃分為飲用水源地保護區,水污染風險仍然存在。豐水期暴雨形成的地表徑流裹挾泥沙、動植物殘骸、陸地微生物等匯入水源地,大量的泥沙顆粒、微細有機物、無機物等懸浮物導致原水濁度陡增。濁度作為《生活飲用水衛生標準》(GB 5749—2006)重要感官性狀指標之一,表征了水中細微顆粒物含量。當原水濁度較高時,用于混凝—絮凝—沉淀工藝的混凝劑、絮凝劑需求量增加,產生大量次生污泥,嚴重時將導致出廠水濁度不合格。此外,動植物殘骸、陸地微生物等與暴雨的混合流入也使原水中有機物、致病微生物含量超標,造成水污染。枯水期水體總量減少,緩沖能力和自我凈化水平降低,一旦有外源堿性污染物輸入,將不可避免地導致原水中總氮含量、pH值增加,存在較高的富營養化風險。對于地勢較低的水源地,上游農業種植過程中的農藥、化肥過量使用以及工業廢水和生活污水的隨意排放也將污染原本合格的水源,導致飲用水水源中的有機污染物濃度逐漸升高。
在慶元縣農村飲用水處理中,氯化消毒是較常用的手段,即在水中加入漂白粉、氯片等氯制品,含氯消毒劑可以氧化分解水體中有機污染物和殺死致病微生物[1]。但是,有研究表明,飲用水氯化消毒的同時,氯制品也會與水體中的天然有機物產生反應,生成許多不利于人體健康的消毒副產物,如三氯甲烷(TCM)和三鹵甲烷(THMs),這些物質具有致癌、致畸以及致突變作用[2]。除了本身處理技術存在的污染風險以外,由于農村供水工程設備簡陋和運行管理人員水平不高,加藥量過多或過少、水池清洗不及時等也使水污染風險增加。
慶元縣農村飲用水工程通過管網引水,同時也通過復雜管網系統將處理好的達標水輸送至千家萬戶,在輸送過程中受管道材料、輸送時距以及管理水平等因素的影響,末梢水水質狀況遠遠差于出廠水。自來水在輸送過程中,受水中的酸堿值和溶解氧等因素影響,部分未改造的金屬管網配件被侵蝕,產生大量金屬銹蝕物,影響水質安全。對于塑料材質管網,隨著時間的推移,輸送過程中也產生了不同程度的水垢,造成水中雜質含量增多,提高了二次污染概率[3]。長時間、長距離的管網輸送也使管網中有機物與氯進一步反應,水中氯化消毒副產物濃度進一步升高,增大水污染風險[4]。若管網松弛或意外破損,也容易出現地下水倒灌和污染物滲透等污染問題。
針對慶元縣農村飲用水水源可能存在的污染風險,應從以下幾個方面進行應對。一是確立合適的水源保護區范圍并落實3個責任人制度,保證有人管、有人負責。二是對水源地實施具體防護。在保護區范圍內設置生態隔離和攔污溝帶等,有效攔截泥沙等污染物的匯入;同時,減少區域內不必要的人類活動,禁止養殖和捕撈行為,避免人類活動造成生態失衡;針對水源地附近區域出現的排污情況,建立相應的污水處理設施,降低污染源污染概率。三是加大宣傳力度,在各村各戶普及水安全知識和法規,倡導村民積極參與水源保護工作[5]。
水處理過程的優化,既要考慮水質達標,又要避免副產物產生過多。一是根據當地消毒處理手段,調研核實每處供水工程的用水需求,計算合理的加藥時段和藥量,在試驗可行的情況下,考慮用非氯氧化劑代替預氯化,從源頭降低氯化消毒副產物含量。二是在現有處理工藝的基礎上,聯合臭氧技術、活性炭吸附、生物膜技術等,優化處理工藝,降低水污染風險[6]。三是規范操作流程,增加檢測頻次,并及時清理水池污染物。
受資金、管理等因素影響,慶元縣農村飲用水輸水管網老舊破損現象較多。為避免管道二次污染,應開展管網檢修工作,及時更換新管網,有效降低管網銹蝕或結垢等對水質的影響。可以根據當地情況選取常見的PE、HDPE以及UPVC等管道,這些管道安全耐用,既可以保障輸水能力,也可降低水垢發生率。在設計施工過程中,合理規劃路線,保證埋深,采用科學的安裝流程和工序,減少管材問題導致的污染[2]。在輸送前,可通過投加生石灰和無水碳酸鈉對水質進行穩定處理,在一定程度上降低管網被腐蝕損壞的風險[7];在輸送過程中,可以考慮投放粉末活性炭吸附管道中的有機物,抑制后續消毒過程中副產物的生成[8]。
長期以來,人們更多地關注如何尋找水源、修建供水工程、鋪設供水管網、將水輸送到農戶家中,而對水污染風險及其應對措施缺乏考慮。在整個供水過程中,水源、處理技術、管網是需要重點關注的污染發生點,除了在規劃、建設方面改進工藝設施之外,在之后的運行管理過程中更應加大巡查力度,做好事先預防、事中排查、事后應急處理。未來也需要在立法保障、政策扶持等方面關注農村飲水,助力鄉村振興全面發展。