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全國第一部生活飲用水水質地方標準深度解讀

上海市地標編制的背景

1)編制目標和原則

編制上海市地標,重在工藝管控,是上海對標全球卓越城市高品質飲用水目標的重要基礎和內容。地標的編制主要基于我國國標,參考了世界衛生組織(WHO)《飲用水水質準則》(第四版)Guidelines for Drinking-Water Quality, Forth Edition)[1]、美國環境保護總署(USEPA)《飲用水水質標準》National Primary Drinking Water Regulations)[2]和歐盟《飲用水水質指令》Council Directive 98/83/EC of 3 November 1998 on the Quality of Water Intended for Human Consumption)[3]三大國際標準,并部分參考了日本《生活飲用水水質標準》[4]。以對標國際一流為總體目標,通過分析對照和研究,對國際標準中包含但我國國標未涉及的指標,在上海市地標中進行部分引入;對我國國標已包含但限值要求低于國際標準的指標,在上海市地標中進行相應提標。所有引入或提標的指標均通過與上,F狀水質情況進行參照,復核其合理性,從而實現上海市地標和國際先進水質標準的全面接軌。通過上海市地標的編制和貫徹,一方面對供水企業進行加壓,引導和強化供水企業的精細化管理;另一方面政府行業主管部門也是自我加壓,強化政府對行業的監管和督查。

2)編制的研究基礎

通過與國際標準對照,我國國標總體已處于較高水平,在指標數量和限值規定上已與國際先進水平初步接軌,其中有機毒理指標在數量上與EPA標準和WHO標準相當。但我國對農藥指標的限定還不及EPA標準和歐盟標準,對環境類激素含量的限制,也僅在國標附錄A中收錄了四種鄰苯二甲酸脂類和雙酚A作為參考指標,尚未列入常規指標或非常規指標,而EPA在新修正的《安全飲用水法案》[5]中,已明確了對環境類激素的檢測要求。

上海市地標的研究工作啟動于2013年6月,先后開展了上海市水質規劃目標確定及供水水質準則研究、世界衛生組織《飲用水水質準則》(第四版)翻譯、上海市水源地污染物特征調查研究、上海市飲用水水質特征污染物風險評價及限制編制研究、上海市飲用水水質指標體系及水質安全保障技術研究等課題,為制定上海市地方標準奠定了基礎。系統的課題研究發現,上海地處太湖流域和長江流域末端,水源情況極其復雜。通過多年水質跟蹤監測發現,上海原水水質普遍表現為污染物種類較多,污染因子檢出率較高,但單一污染物指標占標率并不高,因此上海地方標準也充分關注了對復合型指標的提標,如COD、總有機碳、三鹵甲烷等。

2

上海市地標與國標的對照解讀

2.1 新增指標解讀

對照我國國標,上海市地標的控制指標由106項增加至111項(常規指標49項,非常規指標62項)。常規指標在國標42項的基礎上,新增了6項國標的非常規指標及1項國標附錄A指標;非常規指標在國標64項基礎上,減去提升為常規指標的6項,另新增了3項國標附錄A指標和1項新指標;另還新增了3項水質參考指標。

2.1.1 新增常規指標

新增的常規指標見表1所示。

1)

上海黃浦江上游、金澤水庫易受銻污染,銻本底情況較高,是黃浦江上游原水的核心問題之一[6],因此上海市地標將銻調整為常規指標。通過對比國際標準,我國國標對銻的限值0.005mg/L已屬于較嚴水平,因此上海市地標中銻的限值仍為0.005 mg/L。

2)亞硝酸鹽氮

亞硝酸鹽氮指示水的穩定性,對表征飲用水水質的穩定程度有重要意義,因此列入上海市地標常規指標。對比國際標準發現,歐盟標準限值最嚴(0.15 mg/L),若以此為標準,上海2014~2017年亞硝酸鹽氮合格率普遍在98.6 %~100 %,因此上海市地標確定其限值為0.15 mg/L。

3)三鹵甲烷及三個分量

三鹵甲烷是消毒副產物,具有潛在的致癌風險,是目前飲用水安全關注的重點,WHO建議飲用水中三鹵甲烷在可行的情況下盡可能保持在低水平。因此上海市地標將三鹵甲烷及三個分量調整為常規指標。根據2014~2017年的檢測數據顯示,如以0.5為限值,三鹵甲烷的合格率可達到94.47 %~98.67 %,因此確定0.5為三鹵甲烷限值。

4)氨氮

由于上海水廠工藝大多采用游離氯消毒,加氨后化合氯出廠,因此將氨氮調整為常規指標,控制加氨量。復核將氨氮限值確定為0.5 mg/L時的可行性,發現上海2014~2017年氨氮合格率逐年提升,從93.5 %上升至100 %,因此確定0.5 mg/L為氨氮限值。

2.1.2 新增非常規項指標

新增的非常規項指標見表2所示。

1)臭味指標

上海水源地均為水庫型水源地,2-MIB和土臭素為藍藻代謝產物,在夏季易引發飲用水臭味問題,是上海原水的主要污染物質之一,因此調整為非常規指標。以0.00001 mg/L確定為兩項指標的限制,發現2014~2017年上海各水廠出廠水合格率均可達到95.24 %~100 %,具備標準實施的條件。

2)N-二甲基亞硝胺(NDMA)

NDMA已被發現存在于氯胺消毒方式的供水系統中,并被國際癌癥研究總署(IARC)列入高疑似致癌物質。由于上海水廠普遍以氯胺消毒為主,因此將NDMA列入非常規項。限值參考WHO標準定為0.0001 mg/L,通過復核上海近年來水質情況,基本可實現100%達標,且實際濃度約為該限值的十分之一左右。

3)總有機碳(TOC)

TOC是水體中溶解性和懸浮性有機物含碳的總量,是更能代表有機污染程度的復合指標,由于上海水源的主要問題是有機污染,因此將TOC調整為非常規指標。國標中對TOC的限制為5 mg/L,而EPA、歐盟和WHO標準均未對TOC進行限值,因此上海市地標對TOC的限制參考了日本水質基準(2015版),確定為3 mg/L。通過復核,近年來上海TOC合格率可達到96.15 %~99.01 %,具備實施可能。

2.1.3 新增水質參考指標

新增的水質參考指標包括乙酰甲胺磷(限值0.001 mg/L)、異丙。ㄏ拗0.009 mg/L)和異養菌平板計數(限值500 CFU/mL)三項。

1)乙酰甲胺磷

乙酰甲胺磷在現有國內外標準中均無限值規定,但由于乙酰甲胺磷的主要代謝產物——甲胺磷是一種已知的毒性物質,對人體膽堿酯酶活性有抑制作用,造成神經生理功能紊亂,易導致急性中毒,嚴重時可發生遲發性猝死,因此新增乙酰甲胺磷為水質參考指標,限值暫定為0.001 mg/L。

2)異丙隆

通過針對性檢測水體中上海用量較大的十種農藥的含量,發現三環唑在原水和出廠水中均有明顯檢出,其中原水約為幾百納克/升,深度處理水廠去除效果較好;異丙隆、乙草胺、丙草胺原水中有少量檢出,約為幾十納克/升,出廠水均小于1 ng/L。參考《農藥安全使用手冊》,三環唑、異丙隆和乙草胺均無慢性毒性,對比國際標準,其中WHO標準對異丙隆的限制約定為0.009 mg/L,而對三環唑、乙草胺均無限制要求,因此上海市地標將異丙隆引入水質參考指標中,并確定限值為0.009 mg/L。

3)異養菌平板計數

實踐發現,異養菌平板計數法比國標細菌總數方法更加靈敏,是一種適合飲用水環境的細菌培養計數方法,適用于評價飲用水中細菌數量并指導優化消毒工藝,在美國EPA標準中已有應用。因此上海市地標引入該指標,并確定限值為500 CFU/mL。

2.2 提標指標解讀

上海市地標共對40項指標的限值進行了修訂,其中常規指標提標17項,非常規指標提標23項。

2.2.1 常規指標提標

上海市地標共對17項常規指標進行了提標,限值的提高或以WHO、美國、歐盟、日本四個國際標準,或以我國《地表水環境質量標準》(GB 3838—2002)為依據,或以消毒副產物控制要求為依據,或以改善水質為依據。同時對擬提標的限值復核近年來上海實際出廠水的達標情況,確保提標后的新標準的可實施。17項指標的提標情況見表3。

2.2.2 非常規指標提標

上海市地標共對23項非常規指標進行了提標,23項指標的提標情況見表4。

2.3 其他編制說明

在術語和定義部分,與國標相比增加了管網水、管網末梢水。在水質檢驗及考核要求部分,上海市地標對水質檢驗指標、頻率和考核合格率計算方式、考核合格率要求等內容均參照國標,增加了二次供水水質檢驗指標、頻率和考核合格率要求,明確合格率要求定為95 %。

2.4 小結

通過對標,上海市地標總體已達到國際先進的水質標準水平,可以匹配上海全球卓越城市的定位。但是,鑒于日本、美國、歐盟等領先國家或地區的實際水質情況都大幅度優于該國水質標準,上海目前只是達到“標準一流”,和真正的“水質一流”還有一定距離。

3

上海實現高品質飲用水目標的展望

在頒布并實施上海市地標的基礎上,為進一步提升上海供水水質,實現對標國際“水質一流”的高品質飲用水目標,應當繼續從源頭到龍頭全方面開展研究,并開展相關工作[7]。

3.1 水庫生態自凈能力的提升

應當認識到,供水水質的優劣很大程度取決于原水的條件。上海原水全部來自水庫型水源,自四大水源地建成運行以來,已實現“避污蓄清”、“避咸蓄淡”兩大功能。對于近年來所凸顯的水庫富營養化和藻類問題,也已初步找到對策并予以解決。然而,上海四大水庫的生態修復功能尚未充分顯現,水源地的自凈系統尚未建立[8],水庫管理尚有提升空間。建議要借助水庫水力、水質模型研究,應用水力流態控藻的技術,如在水庫內設置導流板,輔以生態系統的建立,對提升原水水質,減輕后續水廠工藝負擔,全面提升供水水質有重要意義。

3.2 水廠多級風險屏障的建立

本市供水系統針對水庫原水季節性藻源嗅味問題,已形成了“庫區控制---預處理削減---水廠去除”的多級控制技術體系,現有的水廠消毒工藝對于已知的微生物風險控制已取得較為理想的效果。但是考慮今后實施高品質飲用水戰略,微生物安全作為水處理環節中最重要的部分,水廠消毒還應當考慮更多可能的微生物泄漏風險問題,如突發的上游水污染風險(2013年黃浦江上游死豬漂浮事件)、出廠水中少量細微的活性炭粉末可能攜帶致病微生物的風險等。因此,建議在水廠中增加紫外消毒設備,實現對微生物污染控制的多級風險屏障。

3.3 從水量調度轉向水質調度

上,F狀的管網輸配存在流速慢、水齡長的普遍性問題。約60%的配水管網流速<0.1 m/s,過慢的流速一方面容易導致水質的變化,另一方面也容易對管道造成腐蝕,影響管道結構強度。目前上海中心城區的供水規模已逐漸趨于穩定,供水調度的重點應從水量調度轉向水質調度,從宏觀調度轉向精細化調度?梢赃\用余氯衰減模型和水力、水質模型,計算理想流速和水齡,并結合新一輪管網改造工作,縮小部分配水管網口徑,以加快流速。同時隨著本市二次供水系統逐步接管到位,進一步完善管網壓力控制點的布局,使供水調度的范圍從輸配管網進一步延伸至小區二次供水系統,以提高供水水質。

3.4 提升末端水質的保障能力

重視末端水質的保持,逐漸通過改造,逐步實現二次供水設施結構的全封閉,使二次供水設施成為輸配管網的一部分,并通過濁度、余氯、液位等在線監測手段的輔助,減少清洗、維護的頻率,一方面提升了末端水質保障能力,另一方面也減少了供水企業的維護成本。此外,借鑒國外水廠直供的經驗,在不改變上海既有供水模式的前提下,對于距離水廠相對較近的生活小區,部分實現水廠直供,或少量使用無負壓供水設施;對于有條件的片區,建設集中式的二次供水泵站,減少屋頂水箱的使用。

4

結語

作為全國第一部生活飲用水地方標準,《上海市生活飲用水水質標準》的頒布對于上海供水事業的發展具有重要意義,為上海全面實現更高品質飲用水目標提供了依據,對行業主管部門和供水企業的工作提供了指引。貫徹實施上海地方標準,僅僅是實現了上海供水的“標準一流”,和領先的國家相比,實現“水質一流”目標,仍需要通過從源頭到龍頭全過程的能力提升逐步實現。

 

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