2015-2018 年龙岩市新罗区生活饮用水总硬度分析

赖加鹏

(龙岩水发自来水有限责任公司，福建 龙岩 364000)

随着生活水平和健康意识的提高，居民对生活饮水安全也越来越重视。据统计，龙岩市新罗区近年来在e龙岩平台上有关生活饮用水投诉事件居高不下[1]，而诉求件中很大部分是居民对饮用水烧水容易结垢、口感不好的投诉，其原因可能跟水中总硬度有关。总硬度是居民感受饮用水质量的一个敏感指标。总硬度较高，烧水时容易结垢，产生令人不舒服的沉淀，即便这些沉淀没有对健康造成危害，也会使居民持怀疑态度，降低居民对供水系统的满意度和接受度。因此，本文以龙岩市新罗区2015-2018年检测的市政自来水总硬度月检测数据为例，分析自来水总硬度变化规律，对于了解龙岩市新罗区生活饮用水总硬度水平，及时发现存在的问题，提出适当的应对措施，具有重要意义。

1 资料与方法

1.1 资料来源

2015-2018年龙岩市城区自来水总硬度数据来源于龙岩水发自来水有限责任公司。

1.2 研究方法

水中总硬度检测方法采用GB/T5750-2006中的乙二胺四乙酸二钠滴定法[2]；与其他国家与地区的硬度限值标准相比(表1)，我国按照 GB 5749-2006《生活饮用水卫生标准》对检测结果进行评价[3]，总硬度超过 450 mg/L 即判定不合格。

表1 其他国家与地区的硬度标准(CaCO3) 单位：mg/L

1.3 供水概况

龙岩自来水公司在新罗区城区拥有莲花、曹溪、西桥、东宫、大洋、北门、麒麟、交易城8座以地下水为水源的水厂。其中，大洋、北门水厂随着第二、第三水源向新罗区城区供水，已转为城市备用水源关闭。2010年11月10日，第二水源凤凰水厂(以富溪为水源)与新罗区城区供水主干管衔接，正式向中心城区供水，一期工程设计日供水量5万吨/日；2012年6月3日，第三水源新区水厂(以黄岗水库为水源)与城区管网衔接向新罗区城区供水，设计日供水量4万吨/日。第二水源、第三水源供水后，共8个水厂全部供水龙岩新罗区城区，近70%的市民使用地表水，还有30%的市民使用地下水[11]。

1.4 统计分析

本研究使用统计软件SPSS 20.0和excel 2003对数据统计分析。

2 结果

2.1 总硬度各厂均值

2015-2018年龙岩市新罗区自来水总硬度的均值，总体合格率 100%，各个水厂四年总硬度均值中，由于新区水厂和凤凰水厂为地表水水厂，因此其总硬度较低，分别为16 mg/L和15 mg/L；其余六个水厂为地下水水厂，除了交易城最低(175 mg/L)外，其他相差不大。不同水厂总硬度均值见表2。不同水厂间总硬度方差分析见表3。

表2 各厂自来水总硬度均值 单位：mg/L

表3 不同水厂自来水的总硬度方差分析

2.2 总硬度年均值

2015-2018年龙岩市新罗区生活饮用水总硬度年均值波动不大，在148～153 mg/L之间，2016年总硬度最大，2018年总硬度最小。总硬度年均值见表4。不同年份之间总硬度无显著差异(F=2.365，P>0.05)，见表5。

表4 总硬度年均值 单位：mg/L

表5 不同年份的总硬度方差分析

2.3 总硬度季度均值

2015-2018年龙岩市新罗区生活饮用水每个季度总硬度均值在 150～154 mg/L，其中第 1 季度略高一点。总硬度季均值见表 6。不同季度之间总硬度有弱显著差异(F=2.731，P=0.07>0.05)，见表7。

表6 总硬度季度均值 单位：mg/L

表7 不同季节的总硬度方差分析

2.4 总硬度月均值

2015-2018年龙岩市新罗区生活饮用水1-12 月总硬度均值在145～157 mg/L之间，变化幅度很小。总硬度月均值见表8。不同月份之间总硬度比较差异有统计学意义(F=5.748，P<0.05)，见表 9。

表8 总硬度月均值 单位：mg/L

表9 不同月份的总硬度方差分析

3 讨论

3.1 总硬度空间分布分析

不同水厂比较中，新区水厂和凤凰水厂总硬度较低，分别为16 mg/L和15 mg/L，是因为这两家是以地表水为水源的水厂，其余六家水厂以地下水为水源。地下水水厂中交易城水厂总硬度略低，为175 mg/L，其它水厂相差不大。交易城水厂井下地下水水量比较丰富，是较大的地下河，而且供水只针对交易城片区，供水用户较少，用水量少，所以地下水位下降也慢。其它水厂位置在城中心，供水面积大，用水量大，地下水位下降快。姜体胜[12]发现地下水位下降使含水层变薄，使其对盐分的稀释能力逐渐减弱，从而使地下水中溶解性总固体浓度增加，总硬度变大。地下水的水位高度对总硬度有一定的影响。

3.2 总硬度时间分布分析

不同年份之间总硬度比较，2015-2018年龙岩市新罗区市政供水的总硬度水平总体来说变化比较缓和，每年均值之间的变化量在 10 mg/L以内；不同季度之间总硬度比较，第一季度的最大，第三季度的最小；不同月份之间总硬度比较，2月份的最大，10月份的最小；季度和月份总硬度总体变化都不大。季度和月份差异可能与龙岩降雨量有关，在降雨量较大时，地下水补给量增多，由于稀释作用，总硬度略有下降;在降雨量较小时，总硬度又有升高[12]。

3.3 改善水中总硬度的方法

3.3.1 煮沸去除法

分别取8个水厂的出厂水，一部分煮沸2分钟，然后冷却10分钟。把各个水厂出厂水煮沸前后的水样分别检测总硬度。总硬度的大小与水中钙离子和镁离子的浓度有关，其中总硬度包括暂时硬度(以重碳酸盐形式存在，煮沸后可以除掉) 和永久硬度(以硫酸盐形式存在，煮沸后依然存在)[13]，各水厂煮沸前后总硬度对比见表10。

表10 水厂煮沸前后总硬度对比

3.3.2 混合供水

部分小区由地下水和地表水混合供水。我们取4个由地下水和地表水混合供水的管网水检测总硬度，见表11。由表10和表11可看出由地下水水厂和地表水水厂混合供水的总硬度比单独地下水水厂供水的总硬度低。

表11 混合供水管网水总硬度

3.3.3 其它方法

有条件的家庭可以在家中安装净水器，从而降低水中总硬度的值。净水器原理有膜分离法和离子交换法等。膜分离法是通过膜拦截水中的钙、镁等离子。离子交换法是利用离子交换剂，把水中的离子与离子交换剂中可扩散的离子进行交换作用，使水得到软化的方法，即采用特定的阳离子交换树脂，以钠离子将水中的钙镁离子置换出来。

4 结论

我国生活用水卫生标准规定总硬度最高不超过450 mg/L, 无最低限量标准。 由此可看出龙岩自来水符合国家卫生标准。一般来说, 饮用水的硬度过高过低均不利于健康,最适宜的饮用水总硬度应在 8～18 度之间[14]，即每升水中以碳酸钙质量计在143～321 mg/L，本次分析结果显示，2015-2018年龙岩市新罗区生活饮用水总硬度在平均值148～153 mg/L之间, 所以龙岩自来水的总硬度在适宜饮用范围。

根据龙岩市水资源保障战略，2020 年之后龙岩市城区将减少本地地下水的开采,把以地下水为水源的水厂改为应急用水备用水源，政府将从万安溪引水到龙岩城区[15]。万安溪水源为地表水，总硬度为20 mg/L左右，总硬度低于龙岩平均总硬度，万安溪的引入会使龙岩生活饮用水的总硬度随之降低，居民担心的结垢问题将得到解决。