2023版《生活饮用水标准检验方法》系列标准实施背景下供水行业的机遇、挑战与应对

邬晶晶,桂 萍,郝 天,李 琳,梁 涛,宋陆阳,魏锦程

(中国城市规划设计研究院,北京 100087)

强制性标准《生活饮用水卫生标准》是我国开展饮用水水质监管的重要依据,是提升我国饮用水水质、保障饮用水水质安全的重要抓手。《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)(以下简称“2006版GB 5749”)自2007年7月1日实施已历经十六年多,对饮用水水质提升发挥了重要作用。随着我国生活水平及人民群众对美好生活的需求不断提升,有关部门及时组织标准修订并于2022年3月15日正式发布《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2022)[1](以下简称“2022版GB 5749”)。

《生活饮用水标准检验方法》系列标准(以下简称“2023版 GB/T 5750”)是2022版GB 5749的配套标准检验方法,该标准于2023年3月17日正式发布,2023年10月1日起正式实施。与2006版GB 5749相比,2022版GB 5749除增加了高氯酸盐、乙草胺、2-甲基异莰醇、土臭素4项指标,还大幅扩展了附录A中的新污染物指标。此外,公众对水质管控的关注范围扩大,也对水质检测的精准性和检测效率提出了更高的要求。2006版GB/T 5750发布至今,我国供水行业的检测技术和检测设备得到快速发展,可选用设备的性能参数及选择范围均有大幅提升,这为供水水质检测质量保证及效率提升提供了良好的基础。在这样的背景下,2023版GB/T 5750系列标准的修订大量引入基于色谱质谱联用等先进设备及高通量的检测方法,并对2006版GB/T 5750中部分指标检测方法存在的问题有针对性地进行了改进。本文对2023版GB/T 5750的修编情况进行了梳理,分析了供水行业落实新国标面临的问题及需要开展的工作,为2023版GB/T 5750发布后的有效应对提供参考。

1 2023版GB/T 5750的修编情况

1.1 标准方法的主要修订内容

2023版GB/T 5750中新增了大量采用最新检测设备及样品前处理技术的方法,增加了多组分同时检测的高通量检测方法,体现了先进和高效的特点。同时,2023版GB/T 5750针对2006版GB/T 5750中部分指标灵敏度不高、操作步骤繁琐、大量使用有机溶剂等问题有针对性地进行了改进。2023版GB/T 5750也增加了部分标准外新污染物的检测方法,为水源水中潜在的、可能对饮用水安全造成威胁的新污染物的针对性检验检测提供了技术储备[3]。

2023版GB/T 5750系列标准新增了77个方法,修订了7个方法,删除了37个方法,现有方法数为235个,如表1所示。2023版GB/T 5750新增方法、修订方法和删除方法的主要内容如表2所示。

表1 2023版GB/T 5750正文中方法数量变化汇总

表2 2023版GB/T 5750的新增方法、修订方法和删除方法的主要内容

新增的方法中:超过60%是基于近年来最新发展的先进检测技术,其中基于气质联用、液质联用、流动注射、连续流动等技术的高效分析方法就有33个,约占全部新增方法的42.9%,有针对性地解决了原有检测方法标准落后于检测技术发展的问题。标准还引入了液相色谱与电感耦合等离子体质谱(LC-ICP-MS)联用的分析方法。同时,新增方法系统地对2022版GB 5749的新增指标和附录A指标提供了配套方法,并覆盖到部分标准外的新污染物,为2022版GB 5749标准的落实及饮用水水质调查提供了较为全面的检测方法。新增方法还包括自动化程度更高的方法,如新增的高锰酸盐指数(以O2计)的仪器法,可替代传统手工滴定法,体现了检测技术创新带来的效率提升;新增的余氯和总氯的现场DPD测定法,实现各类消毒剂的现场快速准确测定;针对不满足限值要求的检测方法进行删除后开发了替代方法,如环氧氯丙烷由新增气相色谱-质谱联用法替换原填充柱气相色谱法,使饮用水检测更加严谨。

修订的方法中:碘化物的硫酸铈催化分光光度法修改了测定范围和方法原理;31种金属的ICP-MS检测方法中增加了水源水基质加标试验,修改了部分指标的最低检测质量浓度和/或标准曲线系列;苯系物的顶空毛细管柱气相色谱法中增加了3项指标,修改了最低检测质量浓度和检测条件;总α放射性和总β放射性的检测方法修改了检测过程,增加了不确定度评定,修改了结果报告方式、探测限,方法修订幅度较大;硫化物的N,N-二乙基对苯二胺分光光度法仅修改了标准储备液的标定步骤;游离氯的DPD测定法中仅把指标名称由“游离余氯”修改为“游离氯”,方法本身变化不大。

删除的方法中:有针对性地解决了2006版GB/T 5750中部分指标存在的灵敏度不高、检测方法落后、操作步骤繁琐、有毒有害或环境不友好等问题。例如环氧氯丙烷检测方法中最低检测质量浓度高于国家标准限值、填充柱气相色谱法或催化示波极谱法等技术落后、镉柱还原法和双硫腙分光光度法等使用有毒有害试剂,所涉及指标均新增或保留了更优的替代方法,更满足当前检测技术发展现状。

1.2 检测过程及质量控制要求的变化

2023版GB/T 5750系列标准对检测过程的部分术语进行了统一,并规范了水样的采集与保存方法,对水质分析工作全流程提出了更规范、更细致的要求。

在《生活饮用水标准检验方法 第1部分:总则》(GB/T 5750.1—2023)中增加了总量最低检测质量浓度的术语和定义,并规定:报告涉及总量限值要求指标的检测结果时,若所有分指标的检测结果均小于分指标的最低检测质量浓度,按照“小于总量最低检测质量浓度”报告;若有分指标检出,按照“检出指标的检测结果与未检出指标最低检测质量浓度的1/2加和”报告。该标准明确了低于方法最低检测质量浓度的检测结果按照“小于最低检测质量浓度”报告。

在《生活饮用水标准检验方法 第2部分:水样的采集与保存》(GB/T 5750.2—2023)中进一步细化了水样采集与保存的注意事项,规定采样时应去掉水龙头上的过滤器和(或)雾化喷头等,采样时注意观察环境因素,并采取相应的措施消除影响;修改了生活饮用水常规指标的采样体积、采样容器和水样的保存方法,增加了生活饮用水常规指标及扩展指标的采样体积,增加了冷藏的温度规定,增加挥发酚、氰化物的抗坏血酸加入量要求,增加了砷、银、硼、六价铬、VOCs、氨(以N计)、农药、塑化剂的采样容器、体积和保存方法要求,调整了BOD5、碘化物、磷酸盐、六价铬、放射性指标、微生物指标的保存时间,增加了部分指标的避光要求。

在《生活饮用水标准检验方法 第3部分:水质分析质量控制》(GB/T 5750.3—2023)中增加了检出限、方法检出限、定量限、方法定量限等12个术语和定义;进一步规范了水质分析质量控制要求,包括空白值测定结果的要求、方法定量限的计算规定、校准曲线的要求等;强调质量控制应贯穿水质分析工作的全过程,使水质分析工作全流程更加规范。

2 供水行业实施2023版GB/T 5750面临的问题与挑战

2.1 新标准实施过渡期短且行业实验室能力建设要求高

2023版GB/T 5750新增了大量基于色谱质谱联用等大型仪器设备的高效检测方法,新增了大量高通量的检测方法,纳入了高锰酸盐指数(以O2计)等指标的仪器法。供水行业实验室须尽快完成2022版GB 5749增加的高氯酸盐、乙草胺、2-甲基异莰醇、土臭素4项指标的方法验证,实现2022版GB 5749中97项指标的全覆盖,并兼顾检测能力和检测效率,对实验室现有的检测方法进行全面优化和替代。在此基础上,随着行业、公众对供水水质监管要求的不断提升,行业实验室还应结合本地的实际情况及发展需求,合理选取国内、国际上引起关注的附录A参考指标及标准外新污染物(如PFCs、NDMA、PPCPs等)指标,完成标准方法的适用性验证。

2.2 新增检测方法对原水水质检测覆盖不足

如图1所示,2023版GB/T 5750新增的77个检测方法中有42个仅适用于生活饮用水,全部235个方法中有52个仅适用于生活饮用水。作为自来水的生产部门,供水行业检测工作需覆盖从原水到用户龙头的全过程,对原水水质开展检测对于供水企业调整制水工艺、识别水源风险及应急处理等至关重要。2023版GB/T 5750有相当数量的新增高效方法仅适用于生活饮用水的检测,不适用于原水水质检测,导致原水检测还需另选新的方法,增加了供水行业水质检测的工作量。

图1 2023版GB/T 5750中方法使用范围统计

3 新标准实施背景下供水行业的应对建议

3.1 着力推进新版标准应用实施

2023版GB/T 5750已于2023年10月1日正式实施,供水行业应统筹考虑检测设备和人员的扩充,加快推进2023版GB/T 5750的实施工作,并组织针对2023版GB/T 5750中新质量控制要求及新方法的交流学习,进一步规范水质分析工作全流程,促进行业实验室在2022版GB 5749实施过程中配套检测方法的完善,提升水质安全管理水平。

首先,应结合检测机构的特点对设备和技术人员进行梳理,识别保留、提升或补充的需求。如2023版GB/T 5750的77个新增方法中有26个为色谱质谱联用技术应用,环氧氯丙烷指标仅保留了气相色谱-质谱联用的检测方法,丙烯酰胺指标虽然保留了技术落后的填充柱气相色谱法,但同时配备了液相色谱-质谱联用检测方法。可以看出,无论是对于实现2022版GB 5749指标全覆盖检测,还是对新污染的调查研究,色谱质谱联用技术已不可或缺,其在行业内的全面应用也是行业检测能力和检测效率提升的重要方向。另外,2022版GB 5749中除新增4项指标外,还将一氯二溴甲烷等6项消毒副产物指标从非常规指标调整到常规指标,将三氯乙醛等13项指标从标准正文中删除归入附录A指标,指标分类的调整直接影响检测频次,也影响检测机构长期以来的水质分析工作结构。因此,行业检测机构依据国家标准的要求对设备、技术人员进行科学系统的调整对于推进2023版GB/T 5750的正式实施尤为重要。

其次,应正确使用新标准方法,GB/T 5750.3—2023中的4.3节对实验室首次采用的标准方法应开展验证提出了明确要求,这也是《检验检测机构资质认定能力评价 检验检测机构通用要求》(RB/T 214—2017)[3]中4.5.14、《检测和校准实验室能力认可准则在化学检测领域的应用说明》(CNAS-CL01-A002∶2020)[4]中7.2.1.5的要求。对2023版GB/T 5750所涉及的7个修订方法进行梳理,并合理评估各方法修订后是否需要重新进行方法验证,验证需求的建议如表3所示。实验室可根据GB/T 5750.3—2023中方法验证的要求进行,验证内容包括但不限于系统适应性试验、空白值测定、方法检出限估算、校准曲线绘制及检验、方法误差预测(如精密度、准确度)、干扰因素排查等,也可参照《环境监测分析方法标准制订技术导则》(HJ 168—2020)中的具体操作步骤进行[5]。方法验证过程中检测机构需重点关注方法检出限和最低检测质量浓度(方法定量限、测定下限)的合理性[6],同时深入理解校准曲线、测定范围等各方法性能参数的内涵,科学、系统地进行方法验证工作。

表3 7个修订方法的主要修订内容和方法验证需求建议

3.2 规范标准查新,应对细节修订

2023年10月1日2023版GB/T 5750正式实施,依据市场监管总局关于发布《检验检测机构资质认定评审准则》的公告(2023年第21号)中第十二条(六)的要求,检验检测机构出具的检验检测报告,应当客观真实、方法有效。因此,供水行业的检测机构需完成2023版GB/T 5750中标准方法的查新工作,并尽快完成换版,标准查新应关注以下几点。

①标准方法的名称变更

2023版GB/T 5750中方法的名称和方法号均有所变化,如金属指标的ICP-MS检测方法由《生活饮用水标准检验方法 金属指标》(GB/T 5750.6—2006)中的“1.5 电感耦合等离子体质谱法”改为《生活饮用水标准检验方法 第6部分:金属和类金属指标》(GB/T 5750.6—2023)中的“4.5 电感耦合等离子体质谱法”。2022版GB 5749正文中修改了3项指标的名称,包括“耗氧量(CODMn法,以O2计)”名称修改为“高锰酸盐指数(以O2计)”、“氨氮(以N计)”名称修改为“氨(以N计)”、“1,2-二氯乙烯”名称修改为“1,2-二氯乙烯(总量)”。附录A参考指标中也修改了3项指标的名称,包括“二溴乙烯”名称修改为“1,2-二溴乙烷”、“亚硝酸盐”名称修改为“亚硝酸盐(以N计)”、“石棉(>10 μm)”名称修改为“石棉(纤维>10 μm)”。供水行业检测机构完成方法变更后,应按照新的方法名称和方法号修改相应文件及出具水质检测报告。

②标准方法的适用范围

2023版GB/T 5750的新增方法中超过50%仅适用于生活饮用水的测定,根据RB/T 214—2017中4.5.14的相关要求,标准方法的适用范围是方法有效性的参考条件,仅适用于生活饮用水的检测方法不可用于原水的检测。检测机构出具原水的检测报告时,应选择适用范围包括原水的检测方法。例如,对于附录A的参考指标,可参考美国环保署(EPA)发布的 Method 537、Method 533、Method 537.1等进行水源水中PFCs的检测;参考EPA Method 1694、EPA Method 1698等进行水源水中PPCPs的检测;参考EPA Method 526进行水源水中乙草胺的检测;参考EPA Method 314.0、EPA Method 331.0进行水源水中乙草胺和高氯酸盐的检测。

③标准其他的细节变化

GB/T 5750.2—2023中挥发酚和氰化物指标的除氯方式由加入硫代硫酸钠或亚砷酸钠修改为根据游离氯含量确定加入抗坏血酸的量。由图2可知,游离氯与抗坏血酸反应的摩尔比为1∶1,例如当游离氯质量浓度为0.3mg/L时,理论上需要的抗坏血酸加入量应为1.0mg/L,考虑到水中其他氧化性物质的存在,抗坏血酸的加入量可酌量增加,例如3.0～4.0mg/L,但过量抗坏血酸的加入还会引起水样pH的变化,造成试验干扰。因此,按照游离氯含量适度加入抗坏血酸较为合理,在方法验证过程中,应进行抗坏血酸加入量的相关验证。

图2 抗坏血酸与游离氯反应示意图

3.3 加强检测和应急能力的建设

2022年8月,由住建部、发改委及疾控局联合发布的《关于加强城市供水安全保障工作的通知》(以下简称《通知》)提出要提高供水检测与应急能力。《通知》指出2022版GB 5749于2023年4月1日全面实施,需对水厂净水工艺和出水水质达标能力进行复核,同时要重点关注感官指标、消毒副产物指标、新增指标、限值加严指标以及水源水质潜在风险指标。《通知》还要求城市供水主管部门加强城市供水水质监测能力建设,建立健全监督检查制度,对出厂水、管网水、二次供水重点水质指标全覆盖检查;加强供水水质监测预警,针对水源风险,研判潜在的特征污染物。根据文件精神,2022版GB 5749中的常规指标、扩展指标、参考指标均为检测能力提升的范围,虽然标准正文中的水质指标减少了9项,但加上水质参考指标,实际上指标增加了18项,行业检测机构对有机物指标检测设备,特别是如气相色谱质谱联用仪和液相色谱串联质谱联用仪需求更高。

2023版GB/T 5750中新增了大量附录A指标及标准外指标的标准方法,色谱质谱联用等高效检测技术为供水行业水质检测能力和应急能力提升提供了契机。检测机构应结合自身检测能力和实际情况,合理选取标准方法,保证指标全覆盖的同时力求高效检测,尽量选取高通量检测方法以提高效率。供水相关部门和单位可统筹区域技术优势,加强水源及饮用水中新污染物的筛查研究,并同步推进靶向及非靶向筛查技术的标准化,尽快确定水质检测能力的提升方向以及应急能力的建设目标[7],促进全行业应急能力提升。

3.4 加快推进行业标准修订工作

2023版GB/T 5750中大部分新增方法仅适用于生活饮用水,包括新增的高氯酸盐、乙草胺及目前关注度较高的PFCs、PPCPs等指标。现行《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)已发布二十余年,除消毒剂和消毒副产物指标外,2022版GB 5749有26项指标在GB 3838中无限值规定,也无法解决2023版GB/T 5750针对原水水质检测方法缺失的问题。目前现行有效的行业检测方法标准《城镇供水水质标准检验方法》(CJ/T 141—2018)于2018年发布实施[8],虽然适用范围涵盖了生活饮用水及其原水,但仅覆盖了2022版GB 5749正文及附录A中的58项指标。因此,对于供水行业而言,水源水中的大量污染物指标特别是新污染物指标尚无可遵循的检测方法标准。

为解决上述问题,建议尽快启动和实施CJ/T 141—2018修订工作,研制同时适用于生活饮用水和水源水的标准检测方法,完成2022版GB 5749指标全覆盖。并进一步加强行业高度关注的新污染物(如PFCs、PPCPs、阻燃剂、有机磷酸酯等)的跟踪研究及检测方法标准化推进,建立行业标准修订的长效机制,为供水安全保驾护航。

4 结论

(1)2023版GB/T 5750方法大幅扩增,并同步扩展到GB 5749—2022附录A及标准外指标,对行业检测能力提升提出了更高的要求。对于供水行业检测部门,应加快推进标准应用实施工作,深入理解新标准下的质量控制要求,将其贯穿于供水检测工作全流程中,对拟选用的标准方法进行方法的适用性验证,加强优化色谱质谱联用技术的应用,以确保在较短过渡期内实现2022版GB 5749新增指标检测方法全覆盖。

(2)对于供水行业监测机构,2023版GB/T 5750的实施对供水行业带来了水质分析工作全流程要求更加规范、实现新增指标的方法全覆盖的时间窗口期短且要求高、新增高效检测方法对水源水检测覆盖不足等挑战。供水行业应以2023版GB/T 5750的实施为契机,推动水质检测能力与应急能力扩充,加强高通量检测方法的开发,全面提升水质分析工作效率。

(3)对于供水行业主管部门,应统筹加强检测能力与应急能力建设,为供水检测部门提供资金和政策支持,促进全行业的检测能力、应急能力及检测效率全面提升;加快推进行业标准修订工作以解决2023版GB/T 5750中新增高效检测方法对水源水覆盖不足的问题,同时进一步加强水源水及饮用水中新污染物的前瞻性研究,建立行业标准修订的长效机制,实现水质调查的多元化、精细化和全面化,推进供水行业高质量发展。