重庆市生活热水系统水质现状调查研究

刘云鹏，张丹丹，谢瑶

（重庆大学城市建设与环境工程学院，重庆　400044）



重庆市生活热水系统水质现状调查研究

刘云鹏，张丹丹，谢瑶

（重庆大学城市建设与环境工程学院，重庆400044）

摘要：该文对重庆市建筑物热水系统水质现状进行评价研究，并提出相应的水质保障对策。从2015年9月至12月采集水样32份，检测水样合格率68.75%，不合格指标主要是余氯、细菌总数及大肠杆菌。目前重庆市热水系统供水水质现状存在安全隐患，需加强生活热水水质日常监测，并开展生活清洗消毒研究。

关键词：生活热水；水质；余氯；细菌总数；军团菌

生活热水系统是建筑内部生活给水系统的必要组成部分，提供安全可靠的生活热水，对保障居民身体健康和生命安全具有重要的意义。而目前对于城市供水的水质安全研究大多数集中在生活冷水系统，对生活热水系统水质的研究较少［1］。加热后的热水，其水质发生变化，大部分水质指标已达不到现有生活饮用水水质标准，无法满足卫生安全的要求。相比冷水系统，由于水温升高，钙镁离子更易形成CaC03、MgC03沉淀，使热水系统结垢；同时，由于水温升高，水中余氯含量减少甚至消失，某些耐热致病微生物也更易于在热水系统中生长与繁殖，造成热水微生物总量超标。而目前生活热水系统采用和生活冷水系统相同的水质标准，在一定程度上会造成供水安全隐患，因此对生活热水水质的研究对于保障用户用水安全具有重要的意义。

1　材料与方法

1.1样品来源

此次研究于2015年9月至12月在重庆市主城区不同用水场所内部热水供应系统共采集水样32份，取样点为生活热水系统末端用水点。采样量1000ml。取样当天进行检测。

水样的采集与保存按照《生活饮用水标准检验方法-水样的采集与保存》GB/T5750.2-2006中的有关规定进行操作。

1.2水质检测指标及方法

感官性状指标：水温、浊度（2项）；

化学安全性指标：pH值、CODMn、铁、总硬度（4项）；

生物安全性指标：余氯、细菌总数、总大肠菌群、军团菌（4项）。

检测指标中水温、pH值、余氯在取样现场进行测定。军团菌的检测按照卫生部《公共场所集中空调通风系统卫生规范》2006年附录A进行，其他水质指标的检测方法均按照《生活饮用水标准检验方法》GB/T5750-2006中有关规定进行。检测结果以《生活饮用水卫生标准》GB/T5749-2006进行分析评价，有一项指标不合格即认为该水样不合格。

1.3统计分析方法

证明 (1) (⟹)。对任意R,易知σxK R/σσixx°和x ρ(σ,τ)|Ry蕴含σxKσy。由x ρ(σ,τ)|Ry知τx°λxL*L /ττy°λy,因x°λx, S°,据σ|S°=τ|S°知σx°λxL*σy°λy。因R*∩L*∩δ=H*∩δ=1,故σxL*σy和σx=σy成立。

所有检测数据采用SPSS22.0统计软件进行处理和分析，微生物指标阳性率、各数据的组间差异采用χ2检验进行比较分析。

2　水质检测结果

此次调查共检测水样32份，其中合格水样22份，水样合格率为68.75%。各项水质指标合格情况见表1所示。

表1　水质检测项目合格情况

3　分析与讨论

3.1水温

相关资料指出，盥洗用、沐浴用和洗涤用的热水水温要求从30～50℃不等，热水锅炉、热水机组或水加热器出口的最高水温分别为60℃、75℃。温度是细菌再生长的重要影响因素。当热水水温达到32℃左右时，温度能促进细菌的再生长；而当温度升高到42℃后，温度则会限制细菌的再生长。而在本次调查过程中，采用集中热水循环供应系统的水温在32～62℃范围内，局部加热的系统水温则在42～94℃范围内波动。热水水温与余氯之间存在一定的负相关关系（图1），水温越高，水中的余氯含量则越低，而当温度升至50℃左右时，水中余氯已无法满足《生活饮用水卫生标准》GB/T5749-2006中的要求，部分样品中余氯含量为0，根本无法起到杀菌消毒的作用。而加热方式与细菌总数间差异存在统计学意义（χ2=7.619，P<0.05）。如表2所示。局部加热由于水温较高，因此水中的余氯含量较低。

图1　余氯与温度相关性图

表2　加热方式与细菌合格情况

3.2余氯

有研究表明［2］，出厂水与末梢水中余氯含量与细菌总数呈负等级相关，水中细菌总数随余氯含量的增高而降低。因此，水中余氯对保障水质微生物安全起着重要的作用。

调查中，热水系统中余氯合格率仅为65.625%。其中有2份水样中余氯含量为0，无法起到杀菌消毒的作用，极易造成有害细菌爆发，危害用水安全。此次调查中，水中余氯含量与细菌总数合格率差异有统计学意义（χ2=8.727，P<0.05），如表3所示。

表3　加热方式与余氯合格情况

3.3 pH

pH值是影响消毒效果的重要因素。水中的余氯主要以氯离子、次氯酸以及次氯酸根的形态存在，当水的pH值在中性范围内时，次氯酸和次氯酸根是主要形态；当pH小于7.5时，次氯酸为主要形态，而当pH大于7.5时，次氯酸根则会成为主要形态。而对于微生物的杀灭能力，次氯酸比次氯酸根要强。如对于大肠埃希氏菌，HOCl的杀菌能力较OCl-强80～100倍［3］。因此控制出水pH，使水中次氯酸成为余氯的主要存在形态，能够很好地提高对细菌的杀灭效果。

此次调查中，各水样的pH值在7.73-8.39间，此时，OCl-是占优势物种，杀菌能力较低，因此在一定程度上造成水中微生物繁殖，细菌总数超标。

3.4细菌总数及大肠杆菌

细菌总数是判定水受污染程度的标志，大肠杆菌检测能够反映水样是否被粪便污染及污染的程度，而且能够间接地反映是否有肠道致病菌存在。

此次调查中，细菌总数超标水样4份，大肠杆菌检出一份。生活热水受微生物污染情况较为严重。水样中的细菌等微生物多是由于灭菌不彻底造成的。给水厂通过加氯消毒无法灭除所有的细菌。部分残存的细菌在给水管网中可以进行自我修复，重新生长。尤其是当细菌进入热水系统之后，温度升高使得反应活化能降低，加快细菌生长繁殖的速率，微生物风险增大。

3.5军团菌

军团菌是一类生存环境广泛的水生菌群，生活热水系统存在着热水及雾化水汽，极易滋生军团菌［4］。当热水温度在31～36℃并且含有较多有机物时，军团菌可长期存活甚至定居。而军团菌具有嗜热特性，当热水温度达到50℃时，此时大部分细菌无法存活，而嗜肺军团菌仍可以生长。近年来，我国不断在淋浴及热水系统中检测出军团菌。2009年陶黎黎等对上海市8所医院［5］的供水系统进行了军团菌检测，在其中7所医院检出军团菌，且水中军团菌浓度高（103CFU/L），存在较大的致病风险。2008年，北京市海淀区疾病预防控制中心［6］对海淀区部分宾馆饭店的淋浴热水进行军团菌取样检测，共釆集水样61份，其中军团菌阳性水样2份，阳性率3.28%；医院淋浴水30件，阳性2件，阳性率6.67%。许萍［7］等人在2008年对居民小区生活热水系统微生物学指标进行检测，在热水加热设备出水中检出嗜肺军团菌。热水系统面临着致病微生物的威胁。

此次调查中，共检测出军团菌水样1份，此次检测出军团菌的热水系统为集中加热系统，水温为41℃。本次调查在热水系统水加热器的出水中检测出了军团菌，而供水管网的水质合格。因此，军团菌有可能来自加热器。本次调查中，集中加热热水系统中水温在32～62℃范围内，适宜军团菌生长繁殖。此温度下，水中余氯含量较低，无法起到杀灭效果，造成军团菌繁殖。

由以上分析可知，目前生活热水系统水质安全性不高，存在致病菌等不安全因素，因此有必要对重庆市生活热水系统水质状况做进一步调研，在此基础上研究控制热水系统中细菌等微生物的有效方法。

4　水质保障对策

生活热水系统经常采用的消毒方式包括定点消毒和系统消毒。各种消毒方式及其优缺点见表4。

表4　生活热水系统消毒方式优缺点对比

由于银离子对军团菌的良好杀灭效果，因此近年来，银离子及铜、银离子复合消毒技术得到不断研究和工程应用，其杀菌消毒效果得到了验证。且能够满足银离子浓度要求限值，在工程实际应用中是安全可靠的。对于集中加热热水系统，建议采用银离子消毒技术，保障水质安全。

5　结论

目前重庆市城市生活饮用水的水质合格率很高，饮用水水质无季度分布差异，饮用水水质处于较好状态，其中市政供水出厂水水质合格率达到99.0%，市政供水管网末梢水水质合格率达98.0%［8］。从表1中可以看出，相比较好的市政供水水质，热水系统的水质下降较多，此次调查中热水水质合格率仅为68.75%，远低于市政供水合格率。生活热水水质安全问题较为突出，急需加强安全保障。对于余氯指标，生活热水与生活冷水采用相同水质标准，生活热水更难达到标准，而水质情况也相对较差，因此，建议对生活热水水质标准进行进一步研究，探讨热水水质指标新标准。

通过对重庆市32个样品的生活热水进行检测分析，结果发现，检测水样总体合格率为68.75%，主要不合格指标为余氯、细菌总数及大肠杆菌。其中有样品重的菌落总数达到360CFU/mL，并且有水样中检出大肠杆菌与军团菌，部分样品的菌落总数和总大肠菌群数指标均不合格，存在较大致病风险。建议加强对给水和热水系统的监管，定期进行水质检测。对于生活热水系统应加强水质保障研究，采取有效的细菌控制方法，防止有害微生物的生长繁殖，建议增加维护管理方便、简单易行的末端消毒装置如金属离子消毒装置，以保障生活热水供水安全。

参考文献：

［1］赵锂，刘振印，傅文华，等.热水供应系统水质问题的探讨［J］.给水排水，2011（7）∶56-61.

［2］韦光武.2007年崇左市生活饮用水卫生质量状况调查［J］.预防医学论坛，2008（8）∶715-717.

［3］王凯雄.水化学［M］.北京：化学工业出版社，2001：233.

［4］Mathys W，Stanke J，Harmuth M，et al.Occurrence of Legionella in hot water systems of single-family residences in suburbs of two German cities with special reference to solar and district heating［J］.International Journal of Hygiene and Environmental Health，2008，211（1-2）∶179-185.

［5］陶黎黎，胡必杰，周昭彦，等.上海市8所医院供水系统军团菌属污染调查及危险因素分析［J］.中华医院感染学杂志，2010（12）∶1710-1712.

［6］江初，应华清，沈艳辉，等.北京市海淀区公共场所军团菌污染的现状［J］.中国预防医学杂志，2008（10）∶884-886.

［7］许萍，龙袁虎，吴俊奇，等.生活热水水质微生物学指标试验研究［J］.给水排水，2008，34（增1）∶90-94.

［8］常晓娟，张向和，赵奇.重庆市2012年城市生活饮用水水质监测结果分析［J］.企业导报，2013（10）∶263-264.

责任编辑：孙苏，李红

Study on Water Quality of Hot Water System in Chongqing

Key words：hot water；water quality；residual chlorine；total number of bacteria；legionella

Abstract：The current status of the water quality of hot water system in Chongqing is estimated and studied，with corresponding water quality support measures presented. From September to December in 2015，32 water samples are collected，the results showing that the up-to-standard rate is 68.75%，and the unqualified indexes mainly refer to residual chlorine and the total number of bacteria and colibacillus. Safety hazard exists in present hot water system in Chongqing，so daily monitoring is a must and cleaning and disinfection should be studied.

中图分类号：TU991.52

文献标识码：A

文章编号：1671-9107（2016）05-0037-03

收稿日期：2016-03-10

作者简介：刘云鹏（1991－），男，河北邯郸人，硕士研究生，主要从事建筑给排水研究。

doi：10.3969/j.issn.1671-9107.2016.05.037