应用综合指数法评价珠海市生活饮用水水质

周 丽，招景添

(珠海市水资源中心，广东 珠海 519000)

饮用水水质关系着民众的健康和生命安全，据世界卫生组织统计报道：人类80%的疾病和33%的死亡与饮用水卫生有关。2017年修改水污染防治法重点强化了饮用水安全保障，要求县级以上政府至少每季度向社会公开一次饮用水安全状况信息，保障广大人民群众的知情权。水质综合指数法具有计算简单、科学综合的特点[1]，能够定量和客观反映水质状况，有可比性和通用性[2]，本研究运用袁东等[3-4]提出的饮用水水质评价综合指数法的评价体系，拟对2019年珠海市生活饮用水水质监测结果进行评价分析。

1 材料与方法

1.1 资料来源

以2019年珠海市水务局网站公布的供水水质监测数据为资料，包括出厂水、管网水、二次供水，共计429份。

1.2 检测方法和指标

水样的采集、保存、分析依据生活饮用水标准检验方法(GB/T 5750—2006)[5]，由珠海市水质监测中心自主完成，结合珠海市原水水质特点、水厂处理工艺及消毒方式等，选取可以代表水质状况的25项典型指标为评价参数：色度、浑浊度、臭和味、肉眼可见物、pH、铁、锰、铝、氯化物、硫酸盐、总硬度、游离氯、氨氮、耗氧量、亚硝酸盐、总大肠菌群、耐热大肠菌群、菌落总数、汞、铅、砷、铬(六价)、氰化物、氟化物、硝酸盐氮(以N计)。以生活饮用水卫生标准(GB/T 5749—2006)[6]为评价标准。

1.3 饮用水水质评价综合指数法

袁东等将检测指标依据其卫生学意义分为5大类：肠道传染性指标、感官和一般化学指标、有机污染指标、致癌性指标和一般毒理学指标[4]，并进行了赋权。计算体系参考袁东等[4]和相关文献[7-9]，计算出2019年珠海市饮用水水质综合指数WQI(Water Quality Index)。因珠海市原水供水水质及出厂水中致癌性指标浓度均极低，综合考虑2019年珠海市水质监测中心对出厂水、管网水、二次供水水质中致癌性指标监测频次不一，且频率较低，为避免计算水质综合指数WQI造成较大误差，对指标分类进行修改，将致癌性指标和一般毒理学指标合并为毒理性指标。

1.3.1分指数(Index，Ii)

以各指标的实测浓度值(Ci，mg/L)除以《生活饮用水卫生标准》(GB/T 5749—2006)中该指标的标准限值(Si，mg/L)。即：

Ii=Ci/Si

(1)

1.3.2特殊分指数的计算方法

① 当Ii小于0.10，或者低于方法检出限时，一律定义Ii=0.10；

② 总大肠菌群、耐热大肠菌群未检出时，Ii=0.10，若检出，则Ii=1.00+0.50(n-1)，n为检出数(CFU/mL)；

③ 菌落总数，若实测值低于标准限值，则Ii=Ci/100，若实测值高于标准限值，按照公式Ii=1.00+lg(Ci/Si)计算；

④ pH值，因其有两个限值，分指数计算公式为：Ii=[Ci-(Smax+Smin)/2]/[Smax-(Smax+Smin)/2]，其中Smax为上限值，Smin为下限值；

⑤ 肉眼可见物若检出，则Ii=1.50，若未检出，则Ii=0.10；

⑥ 参考铜和锌的5级限值分布[3]，臭和味指标5极限值分指数Ii分别为：0.1，0.2，1.0，1.5，2.0。

1.3.3各分类水质综合指数(WQIj)

① 最差因子判别法：有机污染类指标和毒理性指标对健康具有较大危害，一般浓度较低，为避免掩盖污染，采用最差因子判别法进行评价，即：

WQIj=Ij，max

(2)

式中Ij，max为分指数中的最大值。

② 内梅罗综合指数法：对人体危害较低的感官和一般化学指标、肠道传染性指标采用内梅罗综合指数法，即：

(3)

式中Ij，average为分指数的均值；Ij，max为分指数的最大值。

1.3.4饮用水水质综合指数(WQI)

计算各分类综合指数WQIj后，对其进行加权综合，各类指标的权重值见表1，得到水质综合指数:

(4)

其中ωj为各类指标的权重值。

表1 饮用水水质综合评价指标分类及权重

1.4 建立评价级别

参考袁志彬等[10]人方法，对WQI进行分级(见表2)，以1.00作为界限，判断水质是否污染。

表2 生活饮用水水质级别的划分及意义[10]

2 结果

2019年共采集水样429份，其中出厂水140份，合格率为100%；管网水154份，合格率为100%；二次供水135份，其中2份水样因菌落总数超标和总大肠杆菌群检出不达标，合格率为98.5%。按照1.3中相关公式计算出全部水样的WQI值，得出水质综合指数均值为0.20±0.07,按照表2等级分级法进行分级，结果见表3所示。

表3 各类水样水质综合评价与分级

按照季度，将3种不同类型的水质的主要污染物指标类型列出(见表4)。3类不同水样未进行加权的分指数中感官和一般化学类、有机污染类对水质影响较大，其中pH和耗氧量2个指标对其分指数贡献较大，综合考量各分项对健康的危害程度，分指数加权后肠道传染性指标和毒理性指标对水质影响明显增加，其中第2季度3类水样中毒理性指标均对水质综合指数贡献最大。

表4 不同类型水质主要污染物指标综合指数分布情况

3 结语

综合指数法将有代表性的若干指标综合成一个指数，能较好地全面地反映饮用水水质状况，该方法已经较为成熟，在多个地市饮用水水质评价中得以应用，方法的关键在于指标的选择和赋权，在评价过程中，应该与水厂的处理工艺、水平以及供水标准相结合，避免与实际供水安全脱节[11]。本文选取了25项具有不同卫生学意义的4类评价指标，选用了袁东等[4]提出计算方法，根据实际略作修改，将大量的水质检测指标转换为一个综合的数值，直观反映水质状况，便于水质信息公开与公众理解。

评价结果显示：2019年珠海市出厂水、管网水、二次供水水质均达到1级优良标准，与其他地市比较，水质状况较好[1，7-9]。从水样类型来看，3种不同类型水质综合指数均值非常接近，水质差异无统计学意义(F=0.550，P>0.05)。出现个别小区二次供水水质优于出厂水的现象，分析原因可能是二次供水样本数较多，涉及全市100余个小区，每年度监测1～2次，因采样时间不同、各小区二次供水设施差异导致水质综合指数差别较大，而出厂水选取全市8个重要水厂评价，监测频率为每月1～2次，数据更具有代表性；从水厂区域来看水质优劣大致为：香洲区、斗门区、高新区，原因可能与管理、水处理工艺、消毒设备等有关；从季度分析看，3类不同水样水质综合指数和水样合格率4个季度均无显著差异(P>0.05)。

珠海市生活饮用水水质优良，合格率高，但少量二次供水仍然出现不合格现象，主要污染指标为大肠杆菌群和菌落总数，建议增加二次供水和管网水的监测频率，推动二次供水改造，加强供水设施监管，杜绝二次污染，保障供水安全。