甘肃省某市城乡饮用水水质状况分析*

韩 莹，魏巧珍，李 雪，樊玉芳 ，田晓静

（1.甘肃省疾病预防控制中心，甘肃 兰州 730099；2.西北民族大学，甘肃 兰州 730124）

生活饮用水的卫生状况至关重要，关系到广大人民群众的健康。目前，水污染问题备受关注[1]。饮用水中的重金属、化学物质和微生物污染物已被证明对人类健康构成许多风险。水体中金属种类繁多，且易通过食物链富集，转化为毒性更强的金属-有机化合物，对动植物生理机能和健康危害尤为严重[2]；水中有机污染物污染也是当今较严重的环境问题之一，严重危害人类健康[3]。因此，针对饮用水中污染物的监测对维护公众健康十分必要。在保障饮用水水质安全的研究中，目前研究主要集中在饮水安全工程建设、水质净化和处理工艺、水污染防治源头控制等关键技术与保障体系完善上[4]。

论文研究城乡饮用水水质状况，通过监测某市城市和农村出厂水、末梢水和二次供水的生活饮用水水质常规指标和各县区的出厂水及对应末梢水非常规指标，结合主成分分析判别不同地区及水样类型间的差异，对保障城乡饮用水安全、水质水样快速检测和判别具有一定的现实意义。

1 试验材料和方法

1.1 试验样品

2021 年7—9 月，项目组对某市城乡62 个监测点（包括所辖各县区14个监测点）进行多点采样，涵盖市政供水、自建设施供水、农村饮水安全工程、农村非饮水安全工程以及学校供水，共包括出厂水、末梢水和二次供水3种水样类型。共采水样558份，如表1所示。水样的采集、保存和运输遵守《生活饮用水标准检验方法水样的采集与保存》（GB∕T 5750.2—2023）[5]要求。

表1 城乡生活饮用水不同水样类型检测结果

1.2 试验方法与评价

1.2.1 水质常规指标检测

按照生活饮用水标准检验方法对62 个监测点出厂水、末梢水和二次供水3 种类型水样水质常规指标（放射指标除外）进行检测。

1.2.2 水质非常规指标检测

对14个监测点出厂水及对应末梢水，采用电感耦合等离子体质谱法[7]，测水样中重金属指标；采用吹扫捕集∕气相色谱-质谱法[8]，测水样中苯系物指标；采用纳氏试剂分光光度法[9]，测水样中氨氮指标。

1.2.3 评价标准

按照《生活饮用水卫生标准》（GB5749—2022）[10]中规定，饮用水水质达标情况按照单指标饮用水水质达标率、综合饮用水水质达标率等指标进行评价。

公式如下：

注：计算农村水综合饮用水水质达标率时，分母为31项指标（常规指标中30 项必测指标加氨氮）均检测的水样数；计算城市水综合饮用水水质达标率时，分母为32项指标（常规指标中30 项必测指标、1 项消毒剂余量指标加氨氮）均检测的水样数，二者分子为各指标均达标的水样数。

1.3 统计分析

采用SPSS 26.0软件进行χ2检验或Fisher确切概率法统计分析；采用SAS 9.4软件进行PCA 分析，综合判别不同地区及不同水样类型（出厂水及对应末梢水）间的差异。试验结果图用Origin 2021软件绘图。

2 结果

2.1 水质常规指标监测结果

2.1.1 水质基本情况

常规指标能反映生活饮用水水质基本状况。所检测558 份水样常规指标结果见表1。其中城市饮用水合格率为89.7%（165∕184），农村饮用水合格率为61.8%（231∕374），城乡水质合格率存在着统计差异（χ2=46.624，P＜0.001）。CC、CM 和CE 的合格率分别为60.0%（15∕25）、93.5%（116∕124）和97.1%（34∕35），3 种不同水样类型合格率存在着统计差异（χ2=19.702，P＜0.001）；NC 和NM 的合格率分别为55.6%（69∕124）和64.8%（162∕250），2 种水样类型合格率差异无统计学意义（χ2=2.942，P=0.086）。城市饮用水出厂水合格率高于农村饮用水出厂水合格率，但合格率差异无统计学意义（χ2=0.160，P=0.689），城市饮用水末梢水合格率高于农村饮用水末梢水合格率，且合格率存在着统计差异（χ2=35.904，P＜0.001）。总体而言，城市饮用水质量极显著优于农村饮用水质量；城市末梢水质量极显著优于农村末梢水；城市末梢水和二次供水质量极显著优于出厂水。

2.1.2 水质单项指标检测结果

单项指标可直接显示水质存在的具体问题，其结果见表2。其中，砷、镉、铅、汞、硒、氰化物、三氯甲烷、四氯化碳、铬（六价）、硝酸盐（以N计）10项毒理指标，色度、臭和味、pH、铝、铁、锰、铜、锌、耗氧量、挥发酚、阴离子合成洗涤剂和氨氮12 项感官性状和一般化学指标，共22项指标达标率均为100%；其余9 项指标中，以微生物指标中的总大肠菌群（82.45%）和感官性状和一般化学指标中的硫酸盐（93.96%）和总硬度（93.15%）达标率较低。

表2 城乡生活饮用水31单项指标检测结果

2.2 水质非常规指标检测结果

2.2.1 重金属残留

重金属经饮用水摄入是其进入人体导致长期慢性健康影响的重要途径。14个监测点水样中镍、钼、银、锑、钡和铊6种重金属检测结果见表3。

表3 14个监测点出厂水及对应末梢水中重金属含量

由表3 可知，某市辖区各县区出厂水及对应末梢水中的重金属含量均未超标。

为综合6种重金属指标判别不同生活饮用水的差异，以14 个监测点中6 种重金属元素含量为输入，利用SAS 软件进行PCA 分析，并对出厂水及对应末梢水间的差异性进行研究，其结果见图1。

图1 基于6种重金属元素的水源（出厂水及对应末梢水）PC A 结果

由图1 可知，主成分分析结果中第一主成分占47.41%，第二主成分占29.42%，累积贡献率达76.83%，可以解释原始数据大部分信息。对于某市生活饮用水的地区特征规律而言：图1 中同一地区出厂水和末梢水的数据点聚为一类，差异较小；不同地区各数据点没有重叠，且不同地区之间的差异大于同一地区的出厂水和末梢水的差异。6种重金属元素结合PCA可以进行饮用水来源的判别。

2.2.2 农药残留

统计发现我国每年的农药废水排放量约为3 亿m3，饮用受农药残留污染的水可能对接触人群的健康构成风险。14 个监测点出厂水及对应末梢水水样中敌敌畏、六六六（总量）、六氯苯、五氯酚、百菌清、林丹和乐果等20项物质的检测结果见表4。由表4可知各水样中农药残留量均未超标。

2.2.3 卤代烃残留

氯以及含氯的某些衍生物由于其去除效率和成本效益，已被广泛用作饮用水的消毒，但消毒过程因发生化学反应会产生各种消毒副产物，从而导致挥发性卤代烃的生成，其在细胞毒性、致突变性、致畸性和致癌性方面对人类有害。14个监测点出厂水及对应末梢水水样中一氯二溴甲烷、二氯一溴甲烷、1，2-二氯乙烷、二氯甲烷和1，1，1-三氯乙烷等13种卤代烃的检测结果见表5，其残留量均未超标。

2.2.4 苯系物残留

苯系物是苯及其衍生物的总称，苯是毒性很高的致癌物质。对14 个监测点的出厂水及对应末梢水中的乙苯、二甲苯和1,2-二氯苯等9 种苯系物残留量的检测结果见表6，其残留量均未超标。

3 分析与讨论

对62 个监测点的558 份水样，监测了其色度、pH 和耗氧量等水质常规指标，并重点考察其中14个监测点出厂水及对应末梢水水样中重金属、农药残留和卤代烃等水质非常规指标，结果发现城市及末梢水的水质显著优于农村及其他类型水样的水质；22 项水质常规指标达标率为100%；其余9 项指标中，以总大肠菌群、硫酸盐和总硬度指标达标率较低；重金属、农药残留等水质非常规指标均未超标；6种重金属元素结合PCA可以进行不同饮用水来源的判别。

城市饮用水质量极显著优于农村，这与孟昭伟等[11]在陕西省研究结果基本一致，这与农村水源受粪便物质污染，含有病原体有关；此外大部分村级水厂消毒处理设施不够完善，致使饮用水造成二次污染；城市末梢水和二次供水极显著优于出厂水，与张春莉等[12]的研究结果一致，而和余家麟等[13]的研究结果不一致，这可能是因为出厂水消毒剂的作用时间不够长，杀菌不彻底，而到末梢水时已经达到消毒剂的作用时间，后续可进一步检测分析差异的原因。

雷佩玉等[14]研究结果显示，2020 年陕西省农村饮用水中重金属Cr6+和类金属As 存在不同程度超标，而本文所检水样重金属含量均达标；罗晓飞等[15]研究的22份水样中，1份检出溴氰菊酯0.01 μg∕L,其余21份生活饮用水中均未检测到农药残留，即均达标，本研究中水样农药残留指标也均达标；曹朝晖[16]对长沙市饮用水氯化消毒副产物的研究及蒋守芳等[17]在唐山市检测生活饮用水中三氯甲烷、一溴二氯甲烷等8种挥发性卤代烃类物质的研究结果均与文中卤代烃检测结果相似；李琰等[18]的研究显示饮用水中发生了苯系物污染，而文中的苯系物检测结果均达标。

某市生活饮用水水质非常规指标检测结果较好，应继续保持以期达到更好的效果。水质检测结合PCA以判别来源于不同地区及不同水样类型（出厂水及对应末梢水）间的差异，对保障某市城乡饮用水安全、水质水样快速检测和判别以及水质整体评价具有非常重要的现实意义。

4 结论

综上所述，某市农村生活饮用水质量还有待提高，但某市所辖各县区的水质非常规指标的检测结果均较好。改善建议如下：

（1）应该对农村饮用水潜在的健康风险引起重视，以保障农村饮水卫生安全，从源头上防范水体污染。

（2）加强供水管网管理，避免二次污染。

（3）引入先进水处理工艺。

（4）加强水厂管理，加大消毒设施的配备和使用。