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上海市《生活饮用水水质标准》(DB 31/T 1091—2018)实施评估及修订建议

2022-06-15陆志惠

净水技术 2022年6期
关键词:国标水厂限值

陆志惠

(上海市供水调度监测中心,上海 200002)

1 基本情况

1.1 实施背景

上海位于长江和太湖流域下游,饮用水水源主要来自长江和黄浦江。青草沙、陈行和东风西沙水库位于长江口,易受咸潮影响且存在季节性藻类和藻源性嗅味问题。金泽水库位于太浦河,易受上游来水影响,存在有机物偏高、化学性嗅味等问题。基于《上海市城市总体规划(2017—2035年)》对供水水质提出了更高的要求和目标,并结合上海原水水质特点,为进一步推动上海供水水质的提升和净水工艺的升级改造,满足市民对美好生活的追求,由上海市水务局、上海市卫生和计划生育委员会提出,上海市供水调度监测中心负责并联合上海市卫生和计划生育委员会监督所等单位共同编制了上海市《生活饮用水水质标准》(DB 31/T 1091—2018)[1](以下简称“上海地标”),在2018年6月由上海市质量技术监督局发布并于2018年10月起正式实施,是我国首部地方性饮用水水质标准。

1.2 主要内容

上海地标以饮用水国标指标限值为基础,参考了国际组织和发达国家最新修订标准限值,同时综合考虑上海市供水运行管理能力及原水水质特征,广泛征求了供水、卫生、科研、设计、高校等单位的意见,最后形成与发达国家接轨,同时体现上海市供水水质特征的标准限值。其中指标考核的范围第一次明确覆盖到了二次供水,与市民的生活更加密切。

上海地标由《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)[2](以下简称“国标”)的106项增至111项,增加了5项,修订限值40项(表1)。

表1 上海地标和国标差异性对比

亚硝酸盐能与可亚硝基化的化合物发生反应,形成N-亚硝基化合物,此类物质中有许多化合物对人类有致癌作用[3],亚硝酸盐氮也被国际癌症研究机构(IARC)列为2A类致癌物,被列入上海地标常规指标。黄浦江上游金泽水库有锑污染的风险,锑本底值较高,饮用水中有锑检出,因此,将锑从非常规调整为常规指标。三卤甲烷为消毒副产物,有潜在致癌风险,WHO建议饮用水中三卤甲烷在可行的情况下尽可能保持低水平,将三卤甲烷及3个分量调整为常规指标。上海给水工艺为游离氯消毒,加氨后以化合氯出厂,需控制加氨量,将氨氮调整为常规指标。

针对上海湖库型原水特征以及季节性藻类引起的嗅味问题,在非常规项目中新增了2-MIB和土臭素2项指标;使用氯胺消毒时会出现烷基亚硝胺类副产物,其中主要是NDMA,将其增加为非常规指标;同时将水中有机物表征参数总有机碳,从国标附录A调整到非常规指标。

乙酰甲胺磷、异丙隆在原水中有少量检出,因此,新增为附录A项目。HPC比国标菌落总数更加灵敏,通过使用不同的培养基进行检测,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和优化消毒工艺,因此,参照美国环境保护署(EPA)国家饮用水水质标准,新增为附录A项目。

2 实施成效

2.1 管理提升

上海地标的实施,规范了上海生活饮用水供水水质指标要求,统一了水质检测和水质管理办法,提升了从源头到龙头的精细化供水管理要求,以水质和服务管理标准化为手段,促进上海供水管理水平不断提高,管理效能得到显著提升。

2.1.1 政府部门加强监管

自上海地标发布以来,上海市供水行业通过编制行业规划、发布管理文件等推动了该标准的实施,取得一定成效。2019年上海市水务局发布《上海市水务局关于贯彻实施<生活饮用水水质标准>的通知》,要求本市供水行业做好上海地标的落实执行,改善饮用水水质,根据《上海市供水水质管理细则》的要求,结合行业管理实际,就水质检测、能力建设、考核方式、实验室规范管理及水质保障措施等相关工作进行部署。要求供水企业根据标准要求调整原水、出厂水、管网水的检测项目及频次,增加2-MIB和土臭素的检测等;完善考核方式,增加标准合格率统计;落实保障措施,采用原水加氯加粉炭预处理、强化水厂消毒效果和消毒副产物控制、增加管网水亚硝酸盐氮检测、关注二次供水余氯稳定等。上海市各供水企业均按照上海地标的水质指标要求进行制水,按照标准的管理考核要求进行供水全流程管理,标准实施行业覆盖率达100%。

2.1.2 全过程精细化管理

上海地标的颁布,深化了上海市高品质饮用水内涵,为高品质饮用水建设与实施提供了水质目标,同时推动了上海供水行业建立多项水质管理标准,提升水质内控目标,推动水质全过程管控实践,建立从源头到龙头的水质全过程标准化管理体系。关于原水的标准:《城投水务全流程高品质饮用水水质管理标准》《上海原水水质管理准则(企业)》;关于制水的标准:《上海生活饮用水水质标准实施管理准则(企业)》、《高品质饮用水水质管理标准》、《饮用水中N-二甲基亚硝胺测定 液相色谱-串联质谱法》(DB 31/T 1215—2020)[4]、《净水厂用煤质颗粒活性炭选择、使用及更换技术规范》(DB 31/T 451—2021)[5];关于管网的标准:《供水管网加氯技术指南》(T/SWSTA 0003—2020)[6]。随着一系列基于上海地标稳定达标的水质管理标准和技术规范的出台,加强了各环节的管控,严格落实了各项指标的考核,保障了供水水质满足上海地标要求。

2.1.3 水厂深度处理改造工程加速

为保障龙头水稳定达到上海地标要求,落实城市总体规划,上海水厂在现有常规工艺基础上增加臭氧-生物活性炭等深度处理工艺(图1),改善口感,提高自来水中微量污染物去除效果。2017年底,上海水厂深度处理率仅为37.7%。上海地标的实施,加速推动了上海水厂全面深度处理改造的实施。截至2021年底,上海水厂深度处理率已达71%,计划2025年达到90%以上,水处理效能和出厂水水质大大提升。

图1 某深度处理水厂制水工艺流程图

2.1.4 水质提升

自上海地标实施以来,通过新工艺、新技术的运用,同时加强科研和技术创新,供水水质得到较大幅度的提升。主要表现在以下几个方面。

(1)水质合格率

截至2021年底,按照国标统计,本市中心城区水质综合合格率提升至99.87%,较2018年上升了0.22%;嗅味合格率提升至99.15%,较2018年上升了1.86%(图2)。

(2)浑浊度和余氯

截至2021年底,本市中心城区出厂水和管网水平均浑浊度基本控制在(0.10±0.02)NTU,远低于限值(0.5 NTU);出厂水余氯平均质量浓度为1.03 mg/L,管网水余氯平均质量浓度为0.74 mg/L,分别较2018年降低了3.74%和13.95%(图3)。在确保消毒效果的基础上,大幅度降低了余氯含量,大大提升了居民用水口感。

图3 2018年—2021年中心城区出厂水和管网水浑浊度和余氯指标

(3)三卤甲烷

截至2021年底,本市中心城区出厂水平均三卤甲烷总量(三氯甲烷、一氯二溴甲烷、二氯一溴甲烷、三溴甲烷的总和)为0.19,较2018年降低了26.92%(图4)。三卤甲烷是非常重要的消毒副产物指标,具有潜在的致癌风险。该指标的逐年递减,表示水厂消毒副产物控制越来越好,出厂水水质得到进一步提升,居民用水口感显著增强。

图4 2018年—2021年中心城区出厂水三卤甲烷总量

(4)CODMn

截至2021年底,本市中心城区水厂水、管网水的CODMn平均质量浓度均为1.3 mg/L,分别较2018年下降了13.33%和7.14%(图5)。该指标的逐年递减,表示通过水厂工艺的改进和提升,出厂水和管网水中的有机物含量越来越少,供水水质得到提升。

图5 2018年—2021年中心城区出厂水、管网水平均CODMn

(5)“三来”水质问题

所谓“三来”,是指市民通过来电、来信、来函方式对所遇到的水质问题进行投诉。2021年本市中心城区“三来”水质问题共4 155起,较2018年下降了20.84%(图6),主要为水黄、水浑、异味、红虫、夹气、黄沙等问题。这些问题主要是供水设施设备和供水管网老旧、管网冲洗操作不规范以及二次供水管理不到位等原因引起的,上海地标的实施不断推动供水企业开展管网改造工程和二次供水小区接管工作,据统计,2019年—2021年全市共完成老旧管网改造长度约为1 800 km,二次供水接管小区共7 500个,接管面积达2.2亿m3。随着管网改造工程的实施和二次供水接管的力度加强,同时进一步规范管网和二次供水设施设备清洗操作规程,供水全过程末端的精细化管理得到了显著提升,居民关于这些问题的投诉也逐年递减,表示供水水质逐步提升,居民满意度逐年增强。

图6 2018年—2021年中心城区“三来”水质问题投诉总量

2.2 社会和生态效益

上海地标对上海市供水企业提出了全面提升城市供水水质、牢固水质保障体系、打造生态宜居城市、建立卓越全球城市以及满足人民群众对美好生活需求的更高要求。在水厂深度处理改造和供水全流程精细化管理的基础上,上海供水水质明显提高,饮用水嗅味和口感显著改善,为饮用水直饮创造了条件,市民对饮用水的满意度和获得感得到提升。为满足上海地标要求,对水厂处理能力提出了更高的要求,水源水质也得到进一步保障和提升,同时推动了水源的治理、保护和修复,对于水生生态的持续改善、加快生态文明建设、实现美丽中国目标具有积极意义。

2.3 标准实施问卷调查

为评估上海地标的实施情况,2021年11月标准编制组委托国内知名的《净水技术》杂志社通过公众号发布问卷调查[7],涵盖标准知晓、宣贯、与行业法律法规的符合性、对行业发展的作用等要素,共收到问卷回复共11 367份,调查问卷及结果如表2所示。

表2 上海地标实施评估调查问卷及结果

本次问卷调查结果表明,上海地标在行业内具有较高的知晓率,宣贯实施效果较高,与行业其他标准、法律法规比较符合,有利于个人工作开展和行业发展。从侧面反映出上海地标的实施得到了广大群众的支持,顺应民意,满足了百姓对更优质饮用水的需求和对美好生活的向往。

2.4 标准引用情况

上海地标作为全国第一部地方水质标准,其发布与实施对于提升上海市净水工艺能力、促进上海市供水水质管理水平、引领全国供水行业地方水质标准研究和编制方面发挥了重要作用。截至2021年底,江苏、张家口、深圳、苏州、海口等地相继出台了地方水质标准(表3)[8-12],其中深圳和苏州的标准引用了上海地标作为参考文献。业内很多文献[13-17]也引用了该标准。另外,《中国(上海)自由贸易试验区临港新片区高品质饮用水入户工程技术规程》[18]也将上海地标作为水质评价标准。

表3 上海地标与其他城市地标差异性对比

3 标准后续修订

3.1 标准比对情况

3.1.1 上海地标与其他城市地标比对情况

通过比较分析,上海地标与张家口、深圳、苏州、海口的主要差异如表3所示。

3.1.2 上海地标与新国标比对情况

经过数年讨论和征求意见,新版《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2022)[19](以下简称“新国标”)于2022年3月15日正式发布,自2023年4月1日起实施。新国标在微生物安全、消毒副产物指标控制、提高嗅味和感官体验等方向做了提升,上海地标和新国标总体上具有较好的符合性和协调性,但是,2个标准也略有差异(表4)。

表4 新国标和上海地标差异性对比

3.2 标准修订建议

3.2.1 指标

(1)大肠埃希氏菌比耐热大肠菌群具有更强的指示性,因此,新国标中将耐热大肠菌群从常规指标中删除,建议上海地标修订时也可将其删除;目前,甲醛在水中检出率极低,新国标中将其从常规指标调整至附录A,建议上海地标修订时也可将其调整到附录A,并保留目前的限值(0.45 mg/L)(新国标限值为0.9 mg/L)。

(2)一氯二溴甲烷、二氯一溴甲烷、二氯乙酸、三氯乙酸4项指标均是氯化消毒的副产物,目前检出率超过60%,新国标在消毒副产物控制和提高感官体验上做了提升,将这4项指标从非常规指标调整至常规指标。鉴于上海地标原本已将一氯二溴甲烷、二氯一溴甲烷2项指标列为常规指标,建议修订时将二氯乙酸、三氯乙酸2项指标也从非常规指标调整至常规指标。

(3)氯化氰、1,1,1-三氯乙烷、三氯乙醛、六六六(总量)、对硫磷、甲基对硫磷、林丹、滴滴涕、乙苯、1,2-二氯苯、硫化物11项指标中,大部分指标为农药和杀虫剂,并在多年前已禁用,这些指标检出率也极低,建议上海地标修订时参考新国标将这11项指标从非常规指标调整至附录A。

(4)高氯酸盐、乙草胺2项指标是新国标新增非常规指标,建议上海地标修订时也将其添加。

(5)目前,硒在饮用水中质量浓度常年少于10 μg/L,建议上海地标修订时参考新国标将其从常规指标调整至非常规指标;四氯化碳已很少使用并被限制生产,很多用途已被二氯甲烷等所替代,建议上海地标修订时参考新国标将其从常规指标调整至非常规指标。

(6)锑、亚硝酸盐、挥发酚类(以苯酚计)、阴离子合成洗涤剂、NDMA和总有机碳6项指标,因考虑到上海原水水质和供水工艺特点,建议修订时不作出调整,保留原先设定。

3.2.2 限值

对2017年—2021年中心城区出厂水典型水质指标检测数据进行统计分析,结果如表5所示。

表5 2017年—2021年典型水质指标检测数据统计分析

由表5可知,除了铝、氨(以N计)、CODMn、三卤甲烷(总量)4项指标常规在部分水厂的合格率还未达到99%外,其余指标均达到了较高的合格率。研究表明[20],由于水厂严格控制了出厂水的pH、余氯和浑浊度等指标,管网水及二次供水中包括金属、生化、理化以及消毒副产物等指标不会有太大异常,都将在合理范围内浮动。因此,根据拟调整的出厂水水质指标限值,建议上海地标修订时对下列指标限值进行提标。

(1)建议将菌落总数限值从50 CFU/mL修改为20 CFU/mL。(2)建议将色度限值从10度修改为5度。(3)建议将浑浊度限值从0.5 NTU修改为0.15 NTU。(4)建议将pH限值从6.5~8.5修改为7~8.5。(5)建议将氯化物限值从250 mg/L修改为150 mg/L。(6)建议将溴酸盐(使用臭氧时)限值从0.005 mg/L修改为0.004 mg/L。(7)建议将总氯(一氯胺)限值从0.5~2.0 mg/L修改为0.7~1.3 mg/L。

4 结论与建议

(1)上海地标自颁布实施以来,总体实施情况良好,执行到位,凸显成效,取得了较好的社会和生态效益。

(2)上海地标的实施,提升了供水全流程精细化管理水平,推动了全市水厂深度处理改造进程,优化了水厂制水工艺,供水水质得到了显著的提升,特别在消毒副产物和余氯等嗅味指标上有了明显改善,大大提升了居民用水满意度。

(3)上海地标经过3年多的实施,部分指标限值可能已无法满足日益变化的新形势。鉴于新国标对水质指标分类、指标限值、管理要求等都做出部分修订以及其他城市的水质地标在部分指标限值上严于上海地标,结合国标的指标修订和上海供水特点,建议对上海市饮用水地方标准的相关指标进行修订,对菌落总数、色度、浑浊度、pH、氯化物、溴酸盐(使用臭氧时)及总氯(一氯胺)等指标限值进行修订,严于新国标限值。在遵循国标的基础上追求更优水质,提升饮用水口感,达到高品质饮用水的目标,保持上海地标的先进性。

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