城市二次供水水质变化及预防措施研究

王小斌 高彩虹

【摘要】二次供水设施是城市供水基础设施的重要组成部分之一，其主要任务是解决供水管网末梢、高层建筑和特殊性区域用水问题。我国城镇人口中，饮用二次供水的居民约占60%。因此非常有必要对二次供水的水质变化进行研究，提出预防措施，保障城镇居民“最后一公里”用水安全。

【关键词】二次供水；用水安全；水质

引言

近几年来.随着城市建设的飞速发展，高层、超高层建筑日益增多。自来水公司管网供水压力不能直接送到高层楼顶，因此大多数高层住宅采用增设低位蓄水池和高位水箱的二次加压供水办法来满足居民的用水需求。

我国城镇化处于快速发展期，二次供水设施良莠不齐，管理不善，卫生监管不力，引起的水质恶化现象时有发生。通常居民向自来水公司反应的水质问题最多的就是感官指标，包括“黄水”“红虫”“异臭”等。

水与人类生存息息相关，饮水卫生是保障人体健康的必备条件。城市供水质量优劣直接关系到千百万人的身体健康。因此非常有必要对二次供水的水質变化原因进行研究，提出预防措施，保障人民喝上优质放心的干净水。

1、二次供水

1.1 二次供水概念的厘清。目前我国卫生部GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》中对二次供水定义为，集中式供水在入户之前经再度储存、加压和消毒或深度处理，通过管道或容器输送给用户的供水方式。而建设部CJ/T206-2005《城市供水水质标准》中二次供水定义为，供水单位将来自城市公共供水和自建设施的供水经储存加压或者深度处理和消毒后，由供水管道向用户供水的方式。上述两个定义基本一致，清晰的阐述了二次供水的概念，但均没有明确指出二次供水与生活饮用水的关系，根据GB17051-1997《二次供水设施卫生规范》一般认为二次供水属于生活饮用水范畴。

1.2 二次水方式及设施。目前我国二次供水方式主要有四种：（水泵与水池箱）联合式、变频调速式、直接增压式、压力罐式。二次供水设施包括为保障二次供水水质、水压而设置水箱、消毒设备、气压罐，阀门、水泵机组及电控柜等。

1.3 二次供水水质恶化。源水通过自来水厂常规处理、消毒、管网输送、二次供水、用户tap 端等流程保障居民用水。饮用水在供水管网内停留时间相对较短，管网水质余氯值相对较大，能抑制细菌生长，管网对水质的影响相对有限。而当管网水进入二次供水，此时余氯值降低，在二次供水设施中停留时间长，二次供水设施缺乏有效的管理等问题，导致水质恶化，甚至不达标。我国饮水卫生专家分析近年来的资料后发现，自来水出厂水经输水管网和二次供水后水质合格率平均下降20个百分点。

2、影响二次供水水质变化的原因

2.1 二次供水水质变化的外部原因

2.1.1 管道腐蚀、结垢和沉积物对水质的影响。管道内壁的锈蚀、结垢、沉积物必将导致水中余氯量迅速减少，色度、浊度等指标明显增大。当管道内水流速度、水压突然变大或方向突然改变时，就会造成短时间的水质恶化。引起“黄水”现象，通过排放一段时间水质就会好转。

2.1.2 水箱材质对水质的污染。不同贮水构筑物材质对水质的影响程度不同，主要是各种贮水构筑物材质所含有的成分及生产工艺的不同造成的。如混凝土贮水池，较不锈钢贮水池以及玻璃钢贮水池粗糙，微生物容易吸附而形成生物膜。 水在钢筋混凝土水箱中停留，水与水泥接触的时间越长，p H 值越大，甚至超过了生活饮用水水质标准的范围，水在混凝土水箱中的停留时间最好不要超过 12 个小时，否则极易引起细菌总数和大肠杆菌的超标。

2.2 二次供水水质变化的内部原因

2.2.1 营养物质大量存在。由于饮用水水源水质不断变化，有机物进入二次供水不可避免。饮用水中含有的营养物质是引起微生物生长繁殖的根本原因。残留在原水中的一部分有机物成为饮用水中异养微生物生长繁殖所需的营养基质。目前有研究用AOC（可同化有机碳）来表示水中可被细菌吸收、直接同化成细菌体的部分，反应饮用水细菌繁殖的潜力。但 AOC 的测定麻烦，准确性有待提高，难于进行普遍推广。微生物生长所需的营养物质除碳源外，其它营养物质如氨氮、硫酸盐、磷、碳酸氢盐、钾等微量元素也细菌的生长具有重要的作用。 水中这些营养物质为水质“异臭”，“ 红虫”现象发生提供了物质基础。

2.2.2 余氯快速衰减。目前主要消毒工艺是氯消毒、臭氧消毒、紫外消毒、二氧化氯消毒。但为了保证持续消毒，在进入供水管网前需要加氯，从而保证供水管网水质和二次供水水质细菌总数达标。余氯在供水管网及二次供水设施中都会衰减，一部分是因为和水中耗氯物质反应消耗，一部分由于自身衰减而消耗。余氯和细菌总数密切相关，足够的余氯可以有效抑制细菌繁殖，保证饮用水细菌学安全。

2.2.3 pH变高。p H对水质的影响是间接的。一方面 p H 对贮水材质溶出物影响较大，英国1996 年 24%供水地区饮用水中铁含量超标，13%的区域铅含量超标。另外一方面，p H影响余氯的消毒效果，余氯在水中主要以 HOCl、OCl-的形式存在，由于细菌呈电负性，中性分子HOCl 容易接近细菌而起到细菌作用，氯的杀菌作用主要靠HOCl 起作用，在p H<7.5 时，HOCl 是主要成分，而当 Ph>7.5 时，OCl-是主要成分。而 HOCl 的杀菌能力比 OCl-强很多。如对于大肠埃希氏菌，HOCl 的杀菌能力比 OCl-强 80～100倍。

2.2.4 温度变化。二次供水水温直接或间接影响二次供水水质，如微生物生长速率、余氯消耗速率、贮水构筑物的腐蚀速率等等。Fransolet 的研究表明，水温 15℃以上时微生物活动显著加快。Le Checallier 的研究发现，水温为 5℃时饮用水中仍有微生物生长繁殖的现象。

2.2.5 停留时间过长。饮用水在贮水设施中的停留时间是影响其水质的重要因素。过长的停留时间导致余氯消耗，不能有效抑制微生物的生长繁殖，导致细菌总数超标。过长的停留时间还导致更多的贮水设施材质溶入到水体中。用水在二次供水过程中停留时间较长。饮用水从水厂出水经过市政管网输送，水质已经受到市政供水管网影响，水质变差，包括余氯降低、细菌总数增多、浑浊度增加等。进入二次供水，在二次供水贮水设备及管网中停留都会对水质造成影响。一般情况下，在二次供水管网停留造成水质变化可以通过放水五分钟而消除。在二次供水贮水设备中，由于水池（水箱）设计不合理或与消防水池并用，水池容积过大，池内水流动缓慢，形成死水区，停留时间较长，使得本身水质已经下降的饮用水中余氯继续衰减，细菌滋生，一些世代时间较长的硝化细菌也得以繁殖，甚至产生“红虫”等可见物。水在水箱中贮存 24 小时后，余氯为零，特别是夏季水温较高，水中余氯含量迅速减少，12 小时后即为零。若贮存停留时间超过12 小时，水中细菌很快繁殖，造成二次污染，不宜直接饮用。在南方地区，夏季屋顶水箱内气温经常高达40℃，余氯快速衰减，如果饮用水在水箱中停留时间稍微过长，余氯将消耗殆尽，致使水箱内微生物、红虫滋生、浑浊度增加。

3、采取多种预防措施，保障二次供水水质安全

3.1 加强卫生法律法规宣传教育，提高卫生意识。卫生职能部门应大力宣传卫生法律法规，加强对二次供水企业和水质管理人员的卫生知识及卫生法律法规培训，提高其卫生法律意识，自觉加强自身卫生管理。同时，按照国家卫生法律法规规定，凡有二次供水设施的单位，应建立健全卫生管理制度，落实专兼职管理人员，切实开展自身卫生管理。

3.2 加强二次供水设施的建设管理。凡从事二次供水设施施工的单位，应具备相应的给水工程建设资质。建造二次供水设施所使用的材料、设备阀门等必须符合卫生和质量要求，施工安装须按规定进行质量安全监督，经核准后发给《二次供水设施合格证书》，方可投入使用。

3.3 加强二次供水的卫生监督管理。按照《生活饮用水卫生监督管理办法》规定，卫生监督部门应将二次供水纳入正常的卫生监督管理范围，切实开展卫生许可审查，对二次供水单位的自身卫生管理、供水设施、清洗消毒、水质卫生质量和从业人员的健康状况等情况进行监督检查，督促供水单位完善供水卫生防护设施，定期进行供水设施的清洗，开展供水的消毒和自身卫生管理工作。

3.4 加强二次加压供水的水质监测。二次供水属于生活饮用水范畴，适用《生活饮用水卫生标准》的各项要求。二次供水应该保证用户饮用安全，不得含有病原微生物，不得危害人体健康，应感官性状良好，二次供水水质应该符合《生活饮用水卫生标准》中规定项指标。根据GB17051-1997《二次供水设施卫生规范》要求，二次供水的责任单位应该定期对二次供水水质进行检测，必须项目有：色度、独度、嗅味及肉眼可见物、、大肠菌群、细菌总数、余氯。选测项目有：总硬度、氯化物、确酸盐氮、挥发酷、氰化物、砷、六价铬、铁、猛、铅、紫外线强度等。

3.5 建立或者完善远程监控系统，实现对二次供水系统的实时监控。依城市地理位置分布，按不同类型建筑，对市政供水及二次供水水质进行监控，选择主要指标对水质进行长期观测，保证供水安全。

参考文献：

[1]GB5749-2006生活饮用水卫生标准[s].2006.

[2]CJ/T206-2005城市供水水质标准[s].2005.