胡友飞
(华南农业大学水利与土木工程学院,广东广州 510642)
农村饮用水是农民关心的基本生活问题之一,是民生大事,也是实现乡村振兴、全面建设小康社会的重要指标。在党和国家的努力下,农村实现了自来水到户,农民不仅有水喝,还喝到了健康水。然而,与成熟的城镇供水体系相比,农村供水还存在供水保证率低、水质不稳定等问题,饮用水污染事件时有发生。农村供水多为群体供水,一旦供水水质发生污染,将影响供水范围内农民身体健康和生命安全。因此,研究当地农村饮用水污染风险并提出应对措施,将有助于农村供水工程的可持续健康发展,为推动乡村振兴保驾护航。本文以庆元县农村饮用水为研究对象,分析了庆元县农村供水过程中可能发生的污染风险,提出了庆元县农村饮用水建设管理建议,以期为我国其他农村地区提供参考。
庆元县位于浙江省西南部山区地带,地理位置为东经 118°50′~119°30′、北纬 27°25′~27°51′,与福建省东北部松溪、政和、寿宁3个县接壤。庆云县2005年被评为“中国生态环境第一县”,森林植被覆盖率高达84.2%。受益于良好的生态环境,2020年全县7个地表水控断面中,Ⅰ~Ⅲ类水质断面占100%,无劣Ⅵ类水质断面,县级以上城市集中式饮用水水源地水质达标率为100%。全县累计建有306处集中式农村饮用水工程,其中联村集中式农村饮用水工程7处、单村集中饮用水工程299处,实际解决了16.19万人口的饮用水不安全问题,基本解决了全县农村饮水问题。但是,庆元县受地理地形限制和当时建设水平等影响,全县农村供水规模化程度仍不高,多数单村供水工程设施较为简陋、管护力量薄弱,农村饮用水在水源、水处理、输送等环节中污染风险较大。
庆元县属亚热带季风气候区,气候温和、整体雨量丰沛,但也存在时空分布不均问题,辖区内干旱、洪涝灾害时有发生,加之农村城镇化初显,工业、农业、畜牧业、人类生活等都可能导致水质污染。在整个农村供水过程中,水源、水处理、水输送是容易发生水质污染的主要环节,分析并解决每个环节存在的潜在污染威胁,将进一步提高当地农村安全供水水平。
庆元县农村饮用水水源地多选取山溪河流、湖泊水库等地,即便已经划分为饮用水源地保护区,水污染风险仍然存在。丰水期暴雨形成的地表径流裹挟泥沙、动植物残骸、陆地微生物等汇入水源地,大量的泥沙颗粒、微细有机物、无机物等悬浮物导致原水浊度陡增。浊度作为《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)重要感官性状指标之一,表征了水中细微颗粒物含量。当原水浊度较高时,用于混凝—絮凝—沉淀工艺的混凝剂、絮凝剂需求量增加,产生大量次生污泥,严重时将导致出厂水浊度不合格。此外,动植物残骸、陆地微生物等与暴雨的混合流入也使原水中有机物、致病微生物含量超标,造成水污染。枯水期水体总量减少,缓冲能力和自我净化水平降低,一旦有外源碱性污染物输入,将不可避免地导致原水中总氮含量、pH值增加,存在较高的富营养化风险。对于地势较低的水源地,上游农业种植过程中的农药、化肥过量使用以及工业废水和生活污水的随意排放也将污染原本合格的水源,导致饮用水水源中的有机污染物浓度逐渐升高。
在庆元县农村饮用水处理中,氯化消毒是较常用的手段,即在水中加入漂白粉、氯片等氯制品,含氯消毒剂可以氧化分解水体中有机污染物和杀死致病微生物[1]。但是,有研究表明,饮用水氯化消毒的同时,氯制品也会与水体中的天然有机物产生反应,生成许多不利于人体健康的消毒副产物,如三氯甲烷(TCM)和三卤甲烷(THMs),这些物质具有致癌、致畸以及致突变作用[2]。除了本身处理技术存在的污染风险以外,由于农村供水工程设备简陋和运行管理人员水平不高,加药量过多或过少、水池清洗不及时等也使水污染风险增加。
庆元县农村饮用水工程通过管网引水,同时也通过复杂管网系统将处理好的达标水输送至千家万户,在输送过程中受管道材料、输送时距以及管理水平等因素的影响,末梢水水质状况远远差于出厂水。自来水在输送过程中,受水中的酸碱值和溶解氧等因素影响,部分未改造的金属管网配件被侵蚀,产生大量金属锈蚀物,影响水质安全。对于塑料材质管网,随着时间的推移,输送过程中也产生了不同程度的水垢,造成水中杂质含量增多,提高了二次污染概率[3]。长时间、长距离的管网输送也使管网中有机物与氯进一步反应,水中氯化消毒副产物浓度进一步升高,增大水污染风险[4]。若管网松弛或意外破损,也容易出现地下水倒灌和污染物渗透等污染问题。
针对庆元县农村饮用水水源可能存在的污染风险,应从以下几个方面进行应对。一是确立合适的水源保护区范围并落实3个责任人制度,保证有人管、有人负责。二是对水源地实施具体防护。在保护区范围内设置生态隔离和拦污沟带等,有效拦截泥沙等污染物的汇入;同时,减少区域内不必要的人类活动,禁止养殖和捕捞行为,避免人类活动造成生态失衡;针对水源地附近区域出现的排污情况,建立相应的污水处理设施,降低污染源污染概率。三是加大宣传力度,在各村各户普及水安全知识和法规,倡导村民积极参与水源保护工作[5]。
水处理过程的优化,既要考虑水质达标,又要避免副产物产生过多。一是根据当地消毒处理手段,调研核实每处供水工程的用水需求,计算合理的加药时段和药量,在试验可行的情况下,考虑用非氯氧化剂代替预氯化,从源头降低氯化消毒副产物含量。二是在现有处理工艺的基础上,联合臭氧技术、活性炭吸附、生物膜技术等,优化处理工艺,降低水污染风险[6]。三是规范操作流程,增加检测频次,并及时清理水池污染物。
受资金、管理等因素影响,庆元县农村饮用水输水管网老旧破损现象较多。为避免管道二次污染,应开展管网检修工作,及时更换新管网,有效降低管网锈蚀或结垢等对水质的影响。可以根据当地情况选取常见的PE、HDPE以及UPVC等管道,这些管道安全耐用,既可以保障输水能力,也可降低水垢发生率。在设计施工过程中,合理规划路线,保证埋深,采用科学的安装流程和工序,减少管材问题导致的污染[2]。在输送前,可通过投加生石灰和无水碳酸钠对水质进行稳定处理,在一定程度上降低管网被腐蚀损坏的风险[7];在输送过程中,可以考虑投放粉末活性炭吸附管道中的有机物,抑制后续消毒过程中副产物的生成[8]。
长期以来,人们更多地关注如何寻找水源、修建供水工程、铺设供水管网、将水输送到农户家中,而对水污染风险及其应对措施缺乏考虑。在整个供水过程中,水源、处理技术、管网是需要重点关注的污染发生点,除了在规划、建设方面改进工艺设施之外,在之后的运行管理过程中更应加大巡查力度,做好事先预防、事中排查、事后应急处理。未来也需要在立法保障、政策扶持等方面关注农村饮水,助力乡村振兴全面发展。