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全国第一部生活饮用水水质地方标准深度解读

北极星水处理网  来源:净水技术  作者:阿三  2018/8/10 16:07:00  我要投稿  

北极星水处理网讯:2018年6月23日,全国第一部生活饮用水水质地方标准——《上海生活饮用水水质标准》(DB31/T1091—2018)正式发布,计划最快于今年10月1日起正式实施。

上海地标在现有国家标准基础上,向国际一流标准看齐,指标新增5项,达到111项,并对原有的40项指标进行了大幅提升。

那么,作为国内第一部生活饮用水水质地方标准,上海地标究竟是如何形成的?指标又是如何确定的?对未来更高要求的供水目标的实现又有什么指导价值?

对此,《净水技术》杂志社第一时间采访了上海市供水调度中心主任朱慧峰高级工程师,为同行奉上全网首发的第一篇上海市地标详细解读。

1上海市地标编制的背景

(1)编制目标和原则

编制上海市地标,重在工艺管控,是上海对标全球卓越城市高品质饮用水目标的重要基础和内容。地标的编制主要基于我国国标,参考了世界卫生组织(WHO)《饮用水水质准则》(第四版)(GuidelinesforDrinking-WaterQuality,ForthEdition)[1]、美国环境保护总署(USEPA)《饮用水水质标准》(NationalPrimaryDrinkingWaterRegulations)[2]和欧盟《饮用水水质指令》(CouncilDirective98/83/ECof3November1998ontheQualityofWaterIntendedforHumanConsumption)[3]三大国际标准,并部分参考了日本《生活饮用水水质标准》[4]。以对标国际一流为总体目标,通过分析对照和研究,对国际标准中包含但我国国标未涉及的指标,在上海市地标中进行部分引入;对我国国标已包含但限值要求低于国际标准的指标,在上海市地标中进行相应提标。所有引入或提标的指标均通过与上海现状水质情况进行参照,复核其合理性,从而实现上海市地标和国际先进水质标准的全面接轨。通过上海市地标的编制和贯彻,一方面对供水企业进行加压,引导和强化供水企业的精细化管理;另一方面政府行业主管部门也是自我加压,强化政府对行业的监管和督查。

(2)编制的研究基础

通过与国际标准对照,我国国标总体已处于较高水平,在指标数量和限值规定上已与国际先进水平初步接轨,其中有机毒理指标在数量上与EPA标准和WHO标准相当。但我国对农药指标的限定还不及EPA标准和欧盟标准,对环境类激素含量的限制,也仅在国标附录A中收录了四种邻苯二甲酸脂类和双酚A作为参考指标,尚未列入常规指标或非常规指标,而EPA在新修正的《安全饮用水法案》[5]中,已明确了对环境类激素的检测要求。

上海市地标的研究工作启动于2013年6月,先后开展了上海市水质规划目标确定及供水水质准则研究、世界卫生组织《饮用水水质准则》(第四版)翻译、上海市水源地污染物特征调查研究、上海市饮用水水质特征污染物风险评价及限制编制研究、上海市饮用水水质指标体系及水质安全保障技术研究等课题,为制定上海市地方标准奠定了基础。系统的课题研究发现,上海地处太湖流域和长江流域末端,水源情况极其复杂。通过多年水质跟踪监测发现,上海原水水质普遍表现为污染物种类较多,污染因子检出率较高,但单一污染物指标占标率并不高,因此上海地方标准也充分关注了对复合型指标的提标,如COD、总有机碳、三卤甲烷等。

2上海市地标与国标的对照解读

2.1新增指标解读

对照我国国标,上海市地标的控制指标由106项增加至111项(常规指标49项,非常规指标62项)。常规指标在国标42项的基础上,新增了6项国标的非常规指标及1项国标附录A指标;非常规指标在国标64项基础上,减去提升为常规指标的6项,另新增了3项国标附录A指标和1项新指标;另还新增了3项水质参考指标。

2.1.1新增常规指标

新增的常规指标见表1所示。

(1)锑

上海黄浦江上游、金泽水库易受锑污染,锑本底情况较高,是黄浦江上游原水的核心问题之一[6],因此上海市地标将锑调整为常规指标。通过对比国际标准,我国国标对锑的限值0.005mg/L已属于较严水平,因此上海市地标中锑的限值仍为0.005mg/L。

(2)亚硝酸盐氮

亚硝酸盐氮指示水的稳定性,对表征饮用水水质的稳定程度有重要意义,因此列入上海市地标常规指标。对比国际标准发现,欧盟标准限值最严(0.15mg/L),若以此为标准,上海2014~2017年亚硝酸盐氮合格率普遍在98.6%~100%,因此上海市地标确定其限值为0.15mg/L。

(3)三卤甲烷及三个分量

三卤甲烷是消毒副产物,具有潜在的致癌风险,是目前饮用水安全关注的重点,WHO建议饮用水中三卤甲烷在可行的情况下尽可能保持在低水平。因此上海市地标将三卤甲烷及三个分量调整为常规指标。根据2014~2017年的检测数据显示,如以0.5为限值,三卤甲烷的合格率可达到94.47%~98.67%,因此确定0.5为三卤甲烷限值。

(4)氨氮

由于上海水厂工艺大多采用游离氯消毒,加氨后化合氯出厂,因此将氨氮调整为常规指标,控制加氨量。复核将氨氮限值确定为0.5mg/L时的可行性,发现上海2014~2017年氨氮合格率逐年提升,从93.5%上升至100%,因此确定0.5mg/L为氨氮限值。

2.1.2新增非常规项指标

新增的非常规项指标见表2所示。

(1)臭味指标

上海水源地均为水库型水源地,2-MIB和土臭素为蓝藻代谢产物,在夏季易引发饮用水臭味问题,是上海原水的主要污染物质之一,因此调整为非常规指标。以0.00001mg/L确定为两项指标的限制,发现2014~2017年上海各水厂出厂水合格率均可达到95.24%~100%,具备标准实施的条件。

(2)N-二甲基亚硝胺(NDMA)

NDMA已被发现存在于氯胺消毒方式的供水系统中,并被国际癌症研究总署(IARC)列入高疑似致癌物质。由于上海水厂普遍以氯胺消毒为主,因此将NDMA列入非常规项。限值参考WHO标准定为0.0001mg/L,通过复核上海近年来水质情况,基本可实现100%达标,且实际浓度约为该限值的十分之一左右。

(3)总有机碳(TOC)

TOC是水体中溶解性和悬浮性有机物含碳的总量,是更能代表有机污染程度的复合指标,由于上海水源的主要问题是有机污染,因此将TOC调整为非常规指标。国标中对TOC的限制为5mg/L,而EPA、欧盟和WHO标准均未对TOC进行限值,因此上海市地标对TOC的限制参考了日本水质基准(2015版),确定为3mg/L。通过复核,近年来上海TOC合格率可达到96.15%~99.01%,具备实施可能。

2.1.3新增水质参考指标

新增的水质参考指标包括乙酰甲胺磷(限值0.001mg/L)、异丙隆(限值0.009mg/L)和异养菌平板计数(限值500CFU/mL)三项。

(1)乙酰甲胺磷

乙酰甲胺磷在现有国内外标准中均无限值规定,但由于乙酰甲胺磷的主要代谢产物——甲胺磷是一种已知的毒性物质,对人体胆碱酯酶活性有抑制作用,造成神经生理功能紊乱,易导致急性中毒,严重时可发生迟发性猝死,因此新增乙酰甲胺磷为水质参考指标,限值暂定为0.001mg/L。

(2)异丙隆

通过针对性检测水体中上海用量较大的十种农药的含量,发现三环唑在原水和出厂水中均有明显检出,其中原水约为几百纳克/升,深度处理水厂去除效果较好;异丙隆、乙草胺、丙草胺原水中有少量检出,约为几十纳克/升,出厂水均小于1ng/L。参考《农药安全使用手册》,三环唑、异丙隆和乙草胺均无慢性毒性,对比国际标准,其中WHO标准对异丙隆的限制约定为0.009mg/L,而对三环唑、乙草胺均无限制要求,因此上海市地标将异丙隆引入水质参考指标中,并确定限值为0.009mg/L。

(3)异养菌平板计数

实践发现,异养菌平板计数法比国标细菌总数方法更加灵敏,是一种适合饮用水环境的细菌培养计数方法,适用于评价饮用水中细菌数量并指导优化消毒工艺,在美国EPA标准中已有应用。因此上海市地标引入该指标,并确定限值为500CFU/mL。

2.2提标指标解读

上海市地标共对40项指标的限值进行了修订,其中常规指标提标17项,非常规指标提标23项。

2.2.1常规指标提标

上海市地标共对17项常规指标进行了提标,限值的提高或以WHO、美国、欧盟、日本四个国际标准,或以我国《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)为依据,或以消毒副产物控制要求为依据,或以改善水质为依据。同时对拟提标的限值复核近年来上海实际出厂水的达标情况,确保提标后的新标准的可实施。17项指标的提标情况见表3。

2.2.2非常规指标提标

上海市地标共对23项非常规指标进行了提标,23项指标的提标情况见表4。

2.3其他编制说明

在术语和定义部分,与国标相比增加了管网水、管网末梢水。在水质检验及考核要求部分,上海市地标对水质检验指标、频率和考核合格率计算方式、考核合格率要求等内容均参照国标,增加了二次供水水质检验指标、频率和考核合格率要求,明确合格率要求定为95%。

2.4小结

通过对标,上海市地标总体已达到国际先进的水质标准水平,可以匹配上海全球卓越城市的定位。但是,鉴于日本、美国、欧盟等领先国家或地区的实际水质情况都大幅度优于该国水质标准,上海目前只是达到“标准一流”,和真正的“水质一流”还有一定距离。

3上海实现高品质饮用水目标的展望

在颁布并实施上海市地标的基础上,为进一步提升上海供水水质,实现对标国际“水质一流”的高品质饮用水目标,应当继续从源头到龙头全方面开展研究,并开展相关工作[7]。

3.1水库生态自净能力的提升

应当认识到,供水水质的优劣很大程度取决于原水的条件。上海原水全部来自水库型水源,自四大水源地建成运行以来,已实现“避污蓄清”、“避咸蓄淡”两大功能。对于近年来所凸显的水库富营养化和藻类问题,也已初步找到对策并予以解决。然而,上海四大水库的生态修复功能尚未充分显现,水源地的自净系统尚未建立[8],水库管理尚有提升空间。建议要借助水库水力、水质模型研究,应用水力流态控藻的技术,如在水库内设置导流板,辅以生态系统的建立,对提升原水水质,减轻后续水厂工艺负担,全面提升供水水质有重要意义。

3.2水厂多级风险屏障的建立

本市供水系统针对水库原水季节性藻源嗅味问题,已形成了“库区控制---预处理削减---水厂去除”的多级控制技术体系,现有的水厂消毒工艺对于已知的微生物风险控制已取得较为理想的效果。但是考虑今后实施高品质饮用水战略,微生物安全作为水处理环节中最重要的部分,水厂消毒还应当考虑更多可能的微生物泄漏风险问题,如突发的上游水污染风险(2013年黄浦江上游死猪漂浮事件)、出厂水中少量细微的活性炭粉末可能携带致病微生物的风险等。因此,建议在水厂中增加紫外消毒设备,实现对微生物污染控制的多级风险屏障。

3.3从水量调度转向水质调度

上海现状的管网输配存在流速慢、水龄长的普遍性问题。约60%的配水管网流速<0.1m/s,过慢的流速一方面容易导致水质的变化,另一方面也容易对管道造成腐蚀,影响管道结构强度。目前上海中心城区的供水规模已逐渐趋于稳定,供水调度的重点应从水量调度转向水质调度,从宏观调度转向精细化调度。可以运用余氯衰减模型和水力、水质模型,计算理想流速和水龄,并结合新一轮管网改造工作,缩小部分配水管网口径,以加快流速。同时随着本市二次供水系统逐步接管到位,进一步完善管网压力控制点的布局,使供水调度的范围从输配管网进一步延伸至小区二次供水系统,以提高供水水质。

3.4提升末端水质的保障能力

重视末端水质的保持,逐渐通过改造,逐步实现二次供水设施结构的全封闭,使二次供水设施成为输配管网的一部分,并通过浊度、余氯、液位等在线监测手段的辅助,减少清洗、维护的频率,一方面提升了末端水质保障能力,另一方面也减少了供水企业的维护成本。此外,借鉴国外水厂直供的经验,在不改变上海既有供水模式的前提下,对于距离水厂相对较近的生活小区,部分实现水厂直供,或少量使用无负压供水设施;对于有条件的片区,建设集中式的二次供水泵站,减少屋顶水箱的使用。

4结语

作为全国第一部生活饮用水地方标准,《上海市生活饮用水水质标准》的颁布对于上海供水事业的发展具有重要意义,为上海全面实现更高品质饮用水目标提供了依据,对行业主管部门和供水企业的工作提供了指引。贯彻实施上海地方标准,仅仅是实现了上海供水的“标准一流”,和领先的国家相比,实现“水质一流”目标,仍需要通过从源头到龙头全过程的能力提升逐步实现。

参考文献

[1]世界卫生组织.饮用水水质准则[M].4版.上海市供水调度检测中心,上海交通大学译.上海:上海交通大学出版社,2014.

[2]UnitedStatesEnvironmentalProtectionAgency.Nationalprimarydrinkingwaterregulations(NPDWRs)[EB/OL].https://www.epa.gov/ground-water-and-drinking-water/national-primary-drinking-water-regulations.

[3]EuropeanCommission.CouncilDirective98/83/ECof3November1998ontheQualityofWaterIntendedforHumanConsumption[EB/OL].https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=CELEX:31998L0083.

[4]厚生労働省.水道水質基準について[EB/OL].https://www.mhlw.go.jp/stf/seisakunitsuite/bunya/topics/bukyoku/kenkou/suido/kijun/kijunchi.html.

[5]UnitedStatesEnvironmentalProtectionAgency.SafeDrinkingWaterAct(SDWA)[EB/OL].https://www.gpo.gov/fdsys/pkg/USCODE-2010-title42/pdf/USCODE-2010-title42-chap6A-subchapXII.pdf.

[6]朱慧峰.黄浦江上游水源中锑的分布与处置对策[J].净水技术,2018,37(5):25-32.

[7]朱慧峰.上海实施优质饮用水目标的对策研究[J].净水技术,2018,37(1):5-9.

[8]顾玉亮.实现高品质饮用水目标的逆向思维[J].净水技术,2018,37(1):1-4.

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