2016—2020年包头市管道直饮水水质监测结果分析

刘晓霞 余三平 张晓婷

（内蒙古自治区包头市水利事业发展中心 内蒙古 包头 014030）

1 前言

管道直饮水是指原水经深度净化处理，去除颗粒物和金属离子等有害物质后，通过循环管道输送至各家各户，用户直接打开水龙头就可以取用的净水。该工程由原水、水处理站和管网3个部分组成。自来水和地下水等原水经预处理、膜过滤、杀菌消毒，存储于净水箱中，通过食品级环保卫生管道和闭路循环系统，变频加压后直接输送至用户家中，未使用的水回流至制水系统。

内蒙古包头市在全国百万人口以上的城市中，率先提出实施管道直饮水工程，并形成了由政府主导，各大企业积极参与，共同建设的格局。管道直饮水解决了黄河水源受到污染、城镇供水水质变差与居民日益提高的饮水需求之间的矛盾。管道直饮水的水质状况直接关系到居民的饮水安全，是行业监管部门需要重点关注的问题。为全面了解包头市管道直饮水的水质卫生状况，本文对2016—2020年包头市的管道直饮水水质进行了监测与分析。

2 材料与方法

2.1 样品来源

2016—2020年，包头市供水管理服务中心（现属包头市水利事业发展中心）采集包头市区管道直饮水样品共1 481份。

2.2 采样点的设置

按照《直饮水系统技术规程》（CJJ 110-2017）[1]要求，取样点设置于管道直饮水处理后的产品水总出水点（简称产品水）、用户点（简称终端水）和净水机房内的循环回水点（简称回水）。

2.3 检验指标和检验方法

依据《饮用净水水质标准》（CJ 94-2005）[2]，确定监测指标共31项，包括感官性状4项：色度、肉眼可见物、浑浊度、臭和味；一般化学指标13项：pH、总硬度（以CaCO3计）、铜、铁、铝、锰、锌、挥发性酚类（以苯酚计）、阴离子合成洗涤剂、氯化物、硫酸盐、溶解性总固体、耗氧量（CODMn，以O2计）；毒理指标12项：氟化物、硝酸盐氮（以N计）、砷、硒、汞、铬（六价）、铅、银、镉、氯仿、四氯化碳、甲醛；细菌学指标2项：细菌总数、总大肠菌群。

按照《生活饮用水标准检验方法》（GB/T 5750-2006）[3]进行采样和检验。

2.4 评价方法

依据《饮用净水水质标准》（CJ 94-2005）[2]对水质监测结果进行评价，每份水样如有一项指标不合格，即判定该水样不合格。

2.5 统计学分析

应用Excel 2017对数据进行录入和汇总，应用SPSS 19.0对结果进行统计学分析。采用卡方检验分析合格率差异，P＜0.05表示差异有统计学意义。

3 结果

3.1 总体情况

2016—2020年，本文累计对134家运营单位共1 481份管道直饮水样进行了抽检，监测指标全部合格的水样为1 389份，5年平均合格率为93.79%（1 389/1 481）。2016年抽检的水样合格率最低，为90.70%（78/86）；2020年的合格率最高，为96.17%（452/470）。各年度的合格率差异无统计学意义（χ2=8.271，P＞0.05），见表1。

表1 2016－2020年包头市管道直饮水水质监测情况

3.2 不同取水点的水样监测情况

2016—2020年共抽检产品水水样561份，回水样品389份，终端水样品531份。其中，产品水样品合格率最高，5年平均合格率为96.61%（542/561），回水样品合格率最低，5年平均合格率为91.00%（354/389）。3类取水点样品的合格率差异具有统计学意义（χ2=13.679，P＜0.05），见表2。

表2 2016—2020年不同取水点样品合格率统计

3.3 不合格指标超标率及在3类取水点样品中的监测情况

2016—2020年抽检的每份管道直饮水样品均进行32项指标的检测，出现不合格的指标共9项。其中，感官性状不合格的指标为浑浊度、色度和肉眼可见物；一般理化指标不合格的为锰和锌；毒理指标不合格的为硝酸盐氮；微生物学指标不合格的为细菌总数和总大肠菌群。不合格指标中，细菌总数的超标率最高，5年内平均超标率为2.84%（42/1 481）；其次为浑浊度，5年内平均超标率为2.03%（30/1 481），见表3。

从表3可以看出，细菌总数、总大肠菌群、浑浊度和硝酸盐氮的超标情况在产品水、回水和终端水样品中均有出现。抽检的产品水样品中没有出现色度、肉眼可见物、锰和锌等指标超标的情况；锌和锰超标现象仅出现在用户终端水样中。产品水超标率最高的指标为菌落总数，超标率为1.43%（8/561）；回水超标率最高的指标为菌落总数和浑浊度，均为3.86%（15/389）；终端水超标率最高的指标同样为菌落总数，超标率为3.58%（19/531）。

表3 不合格指标在3类取水点样品中的超标情况统计

3.4 不同类型运营单位管道直饮水监测情况

大部分包头市居民小区配套建设的管道直饮水水站，在建成后都移交至专业的水务公司进行运营，但仍有部分水站由开发商、物业及小型私营企业等非专业的单位管理。2016—2020年，专业水务公司运营的水站样品合格率为94.24%（1 195/1 268），高于非专业运行单位水站的样品合格率91.08%（194/213），但2类运营单位的水样监测合格率差异无统计学意义（χ2=3.132，P＞0.05），见表4。

表4 2016—2020年不同运营单位的样品合格率统计

4 讨论

4.1 包头市管道直饮水建设背景

包头市80%的供水水源为黄河水，但进入21世纪以来，黄河水量不断减少，上游沿黄区排污量持续增加，导致包头境内黄河水的水质逐年恶化，现有水处理工艺无法达到净水标准，严重影响市民的饮水安全。从2004年起，为让市民喝上健康水、放心水，包头市政府开始实施直饮水工程，以实现城市生活分质供水。

4.2 其他城市管道直饮水水质报道情况

有研究显示，管道直饮水同样存在水质卫生问题。刘雪莹等[4]报道北京市海淀区2014—2017年管道直饮水水质的总合格率为84.48%，出现超标情况的指标有菌落总数、总大肠菌群、总硬度、浑浊度、溶解性总固体、硝酸盐氮，其中细菌合格率最低，为88.45%；王德东等[5]报道2008—2015年广州市管道直饮水出现超标的指标为细菌、总大肠菌群、浑浊度、耗氧量、铅、三氯甲烷，其中细菌合格率最低，处理水和终端水的细菌合格率分别为94.33%和92.04%。

4.3 包头市管道直饮水5年内水质情况

2016—2020年包头市管道直饮水产品水和终端水的总合格率分别96.61%和92.47%，不合格指标中细菌总数超标率最高，二者细菌总数超标率分别为1.43%和3.58%，可见近年来包头市管道直饮水的水质情况较好。

4.4 不合格指标超标原因分析

4.4.1 菌落总数超标原因

分析结果显示，菌落总数是影响包头市管道直饮水水质的主要指标。产品水中细菌总数和总大肠菌群等微生物指标超标，表明产品水的除菌消毒效果欠佳。包头头市管道直饮水的消毒灭菌采用的是臭氧紫外线联合消毒方式，为达到消毒效果，水站必须保证臭氧发生器持续正常运行，产品水中的臭氧残留浓度不应低于0.01 mg/L；紫外线设备应满足《城市给排水紫外线消毒设备》（GB/T 19837-2005）的规定，紫外线有效剂量不应低于40 mj/cm2[6]。回水和终端水中微生物指标超标，提示在管道输送过程中存在二次污染。

4.4.2 浑浊度、色度、肉眼可见物超标原因

561份产品水中，有4份产品水的浑浊度超标，原因可能为制水设备未定期维护或更换材料，储存产品水的净水箱未定期冲洗消毒。回水和终端水的浑浊度、色度、肉眼可见物超标，原因可能为直饮水在管网中输送路程长，未定期冲洗管道，会造成管道中沉积、附着污垢。终端水的上述指标超标，原因可能还包括不合格终端器材的使用。

4.4.3 终端水中锌、锰超标原因

直饮水具有流量小、流速缓、用水量少、使用时间集中等特点，平时储存于入户支管中，水不流动，因此对管道材质的要求比自来水更高。包头市管道直饮水的输送管道统一采用环保卫生、使用寿命长的食品级PPR管，对于用户终端器材，原则上要求锁闭阀、连接软管及水龙头采用HPB59-1铜或06Cr-19Ni10不锈钢材质[7]。包头市直饮水入户遵循居民自愿开通、随时上门服务的原则，用户有权自行选择终端器材的配备，不达标的终端器材会老化、锈蚀，导致终端水中的金属离子含量增加，浊度升高，同时为微生物提供了有利的繁殖条件[8]。这可能是锰和锌2个水质指标只在终端水中存在超标情况的原因。

4.4.4 硝酸盐氮超标原因

管道直饮水样品中共有6个水样的硝酸盐氮超标，分别为2个水站的产品水、回水和终端水。这2个水站的原水为地下水，其硝酸盐氮含量分别高达38.4 mg/L、46.79 mg/L。这类原水极易造成过滤膜堵塞，且加速过滤膜老化，会降低处理效率，若未及时更换过滤材料，会导致产品水中的硝酸盐氮超标。

4.4.5 产品水输送过程易造成二次污染

水处理系统制备出、向用户输送前的直饮水为产品水，其水质可直接反映制水设备的过滤、净化和除菌效果；通过输送管道运送至用户家的直饮水为终端水，其水质与管道是否存在二次污染有关；通过回水管路循环返回至中间水箱待进行二次处理的直饮水为回水[9]。回水的排水口使用频率低，故抽检合格率低于终端水；产品水合格率高于回水和终端水，且差异有统计学意义，提示影响管道直饮水水质的主要环节在于产品水的输送过程，即二次污染。

4.4.6 运营单位类型不是影响水质的主要因素

为高效满足居民对优质饮用水的需求，包头市管道直饮水工程按照“谁投资、谁经营、谁受益”的原则，吸引了众多民营企业参与，大部分老旧小区的工程由专业水务公司承担。5年的水质监测结果显示，专业水务公司运营的水站，其 样品的合格率高于非专业运营单位（开发商、物业及私营企业）运营水站，但2类运营单位水样合格率的差异无统计学意义，说明水质与运营单位的类型无关。

5 结论

管道直饮水的水质受诸多因素的影响，如原水水质、制水系统的状况、管道材质、水站的运行管理等方面。建议管理机构认真做好水源保护工作；运营单位不断完善管理制度，加强人员培训和能力提升，定期更换过滤材料，做好清洗、消毒、维护工作；监管部门加强对水站实际运行情况的检查力度，增加抽检频率，鼓励专业水务公司承担更多水站的运营，促进专业化、规模化发展；加强管道直饮水用水卫生知识的宣传，引导居民选择符合要求的终端器材。