甘肅省某市城鄉飲用水水質狀況分析*

韓 瑩，魏巧珍，李 雪，樊玉芳 ，田曉靜

（1.甘肅省疾病預防控制中心，甘肅 蘭州 730099；2.西北民族大學，甘肅 蘭州 730124）

生活飲用水的衛生狀況至關重要，關系到廣大人民群眾的健康。目前，水污染問題備受關注[1]。飲用水中的重金屬、化學物質和微生物污染物已被證明對人類健康構成許多風險。水體中金屬種類繁多，且易通過食物鏈富集，轉化為毒性更強的金屬-有機化合物，對動植物生理機能和健康危害尤為嚴重[2]；水中有機污染物污染也是當今較嚴重的環境問題之一，嚴重危害人類健康[3]。因此，針對飲用水中污染物的監測對維護公眾健康十分必要。在保障飲用水水質安全的研究中，目前研究主要集中在飲水安全工程建設、水質凈化和處理工藝、水污染防治源頭控制等關鍵技術與保障體系完善上[4]。

論文研究城鄉飲用水水質狀況，通過監測某市城市和農村出廠水、末梢水和二次供水的生活飲用水水質常規指標和各縣區的出廠水及對應末梢水非常規指標，結合主成分分析判別不同地區及水樣類型間的差異，對保障城鄉飲用水安全、水質水樣快速檢測和判別具有一定的現實意義。

1 試驗材料和方法

1.1 試驗樣品

2021 年7—9 月，項目組對某市城鄉62 個監測點（包括所轄各縣區14個監測點）進行多點采樣，涵蓋市政供水、自建設施供水、農村飲水安全工程、農村非飲水安全工程以及學校供水，共包括出廠水、末梢水和二次供水3種水樣類型。共采水樣558份，如表1所示。水樣的采集、保存和運輸遵守《生活飲用水標準檢驗方法水樣的采集與保存》（GB∕T 5750.2—2023）[5]要求。

表1 城鄉生活飲用水不同水樣類型檢測結果

1.2 試驗方法與評價

1.2.1 水質常規指標檢測

按照生活飲用水標準檢驗方法對62 個監測點出廠水、末梢水和二次供水3 種類型水樣水質常規指標（放射指標除外）進行檢測。

1.2.2 水質非常規指標檢測

對14個監測點出廠水及對應末梢水，采用電感耦合等離子體質譜法[7]，測水樣中重金屬指標；采用吹掃捕集∕氣相色譜-質譜法[8]，測水樣中苯系物指標；采用納氏試劑分光光度法[9]，測水樣中氨氮指標。

1.2.3 評價標準

按照《生活飲用水衛生標準》（GB5749—2022）[10]中規定，飲用水水質達標情況按照單指標飲用水水質達標率、綜合飲用水水質達標率等指標進行評價。

公式如下：

注：計算農村水綜合飲用水水質達標率時，分母為31項指標（常規指標中30 項必測指標加氨氮）均檢測的水樣數；計算城市水綜合飲用水水質達標率時，分母為32項指標（常規指標中30 項必測指標、1 項消毒劑余量指標加氨氮）均檢測的水樣數，二者分子為各指標均達標的水樣數。

1.3 統計分析

采用SPSS 26.0軟件進行χ2檢驗或Fisher確切概率法統計分析；采用SAS 9.4軟件進行PCA 分析，綜合判別不同地區及不同水樣類型（出廠水及對應末梢水）間的差異。試驗結果圖用Origin 2021軟件繪圖。

2 結果

2.1 水質常規指標監測結果

2.1.1 水質基本情況

常規指標能反映生活飲用水水質基本狀況。所檢測558 份水樣常規指標結果見表1。其中城市飲用水合格率為89.7%（165∕184），農村飲用水合格率為61.8%（231∕374），城鄉水質合格率存在著統計差異（χ2=46.624，P＜0.001）。CC、CM 和CE 的合格率分別為60.0%（15∕25）、93.5%（116∕124）和97.1%（34∕35），3 種不同水樣類型合格率存在著統計差異（χ2=19.702，P＜0.001）；NC 和NM 的合格率分別為55.6%（69∕124）和64.8%（162∕250），2 種水樣類型合格率差異無統計學意義（χ2=2.942，P=0.086）。城市飲用水出廠水合格率高于農村飲用水出廠水合格率，但合格率差異無統計學意義（χ2=0.160，P=0.689），城市飲用水末梢水合格率高于農村飲用水末梢水合格率，且合格率存在著統計差異（χ2=35.904，P＜0.001）。總體而言，城市飲用水質量極顯著優于農村飲用水質量；城市末梢水質量極顯著優于農村末梢水；城市末梢水和二次供水質量極顯著優于出廠水。

2.1.2 水質單項指標檢測結果

單項指標可直接顯示水質存在的具體問題，其結果見表2。其中，砷、鎘、鉛、汞、硒、氰化物、三氯甲烷、四氯化碳、鉻（六價）、硝酸鹽（以N計）10項毒理指標，色度、臭和味、pH、鋁、鐵、錳、銅、鋅、耗氧量、揮發酚、陰離子合成洗滌劑和氨氮12 項感官性狀和一般化學指標，共22項指標達標率均為100%；其余9 項指標中，以微生物指標中的總大腸菌群（82.45%）和感官性狀和一般化學指標中的硫酸鹽（93.96%）和總硬度（93.15%）達標率較低。

表2 城鄉生活飲用水31單項指標檢測結果

2.2 水質非常規指標檢測結果

2.2.1 重金屬殘留

重金屬經飲用水攝入是其進入人體導致長期慢性健康影響的重要途徑。14個監測點水樣中鎳、鉬、銀、銻、鋇和鉈6種重金屬檢測結果見表3。

表3 14個監測點出廠水及對應末梢水中重金屬含量

由表3 可知，某市轄區各縣區出廠水及對應末梢水中的重金屬含量均未超標。

為綜合6種重金屬指標判別不同生活飲用水的差異，以14 個監測點中6 種重金屬元素含量為輸入，利用SAS 軟件進行PCA 分析，并對出廠水及對應末梢水間的差異性進行研究，其結果見圖1。

圖1 基于6種重金屬元素的水源（出廠水及對應末梢水）PC A 結果

由圖1 可知，主成分分析結果中第一主成分占47.41%，第二主成分占29.42%，累積貢獻率達76.83%，可以解釋原始數據大部分信息。對于某市生活飲用水的地區特征規律而言：圖1 中同一地區出廠水和末梢水的數據點聚為一類，差異較小；不同地區各數據點沒有重疊，且不同地區之間的差異大于同一地區的出廠水和末梢水的差異。6種重金屬元素結合PCA可以進行飲用水來源的判別。

2.2.2 農藥殘留

統計發現我國每年的農藥廢水排放量約為3 億m3，飲用受農藥殘留污染的水可能對接觸人群的健康構成風險。14 個監測點出廠水及對應末梢水水樣中敵敵畏、六六六（總量）、六氯苯、五氯酚、百菌清、林丹和樂果等20項物質的檢測結果見表4。由表4可知各水樣中農藥殘留量均未超標。

2.2.3 鹵代烴殘留

氯以及含氯的某些衍生物由于其去除效率和成本效益，已被廣泛用作飲用水的消毒，但消毒過程因發生化學反應會產生各種消毒副產物，從而導致揮發性鹵代烴的生成，其在細胞毒性、致突變性、致畸性和致癌性方面對人類有害。14個監測點出廠水及對應末梢水水樣中一氯二溴甲烷、二氯一溴甲烷、1，2-二氯乙烷、二氯甲烷和1，1，1-三氯乙烷等13種鹵代烴的檢測結果見表5，其殘留量均未超標。

2.2.4 苯系物殘留

苯系物是苯及其衍生物的總稱，苯是毒性很高的致癌物質。對14 個監測點的出廠水及對應末梢水中的乙苯、二甲苯和1,2-二氯苯等9 種苯系物殘留量的檢測結果見表6，其殘留量均未超標。

3 分析與討論

對62 個監測點的558 份水樣，監測了其色度、pH 和耗氧量等水質常規指標，并重點考察其中14個監測點出廠水及對應末梢水水樣中重金屬、農藥殘留和鹵代烴等水質非常規指標，結果發現城市及末梢水的水質顯著優于農村及其他類型水樣的水質；22 項水質常規指標達標率為100%；其余9 項指標中，以總大腸菌群、硫酸鹽和總硬度指標達標率較低；重金屬、農藥殘留等水質非常規指標均未超標；6種重金屬元素結合PCA可以進行不同飲用水來源的判別。

城市飲用水質量極顯著優于農村，這與孟昭偉等[11]在陜西省研究結果基本一致，這與農村水源受糞便物質污染，含有病原體有關；此外大部分村級水廠消毒處理設施不夠完善，致使飲用水造成二次污染；城市末梢水和二次供水極顯著優于出廠水，與張春莉等[12]的研究結果一致，而和余家麟等[13]的研究結果不一致，這可能是因為出廠水消毒劑的作用時間不夠長，殺菌不徹底，而到末梢水時已經達到消毒劑的作用時間，后續可進一步檢測分析差異的原因。

雷佩玉等[14]研究結果顯示，2020 年陜西省農村飲用水中重金屬Cr6+和類金屬As 存在不同程度超標，而本文所檢水樣重金屬含量均達標；羅曉飛等[15]研究的22份水樣中，1份檢出溴氰菊酯0.01 μg∕L,其余21份生活飲用水中均未檢測到農藥殘留，即均達標，本研究中水樣農藥殘留指標也均達標；曹朝暉[16]對長沙市飲用水氯化消毒副產物的研究及蔣守芳等[17]在唐山市檢測生活飲用水中三氯甲烷、一溴二氯甲烷等8種揮發性鹵代烴類物質的研究結果均與文中鹵代烴檢測結果相似；李琰等[18]的研究顯示飲用水中發生了苯系物污染，而文中的苯系物檢測結果均達標。

某市生活飲用水水質非常規指標檢測結果較好，應繼續保持以期達到更好的效果。水質檢測結合PCA以判別來源于不同地區及不同水樣類型（出廠水及對應末梢水）間的差異，對保障某市城鄉飲用水安全、水質水樣快速檢測和判別以及水質整體評價具有非常重要的現實意義。

4 結論

綜上所述，某市農村生活飲用水質量還有待提高，但某市所轄各縣區的水質非常規指標的檢測結果均較好。改善建議如下：

（1）應該對農村飲用水潛在的健康風險引起重視，以保障農村飲水衛生安全，從源頭上防范水體污染。

（2）加強供水管網管理，避免二次污染。

（3）引入先進水處理工藝。

（4）加強水廠管理，加大消毒設施的配備和使用。