朱慧峰,工程碩士,高級工程師,上海市供水調(diào)度監(jiān)測中心主任。主要從事全市水量調(diào)度、水質(zhì)監(jiān)測、水污染應急處置及科研管理工作。近年來主持了國家自然基金、國家水專項、市科委及市水務局等多項科研項目的研究工作。所主持的《上海市飲用水水質(zhì)準則研究》課題成果獲上海市水務海洋科學技術獎一等獎。
2016年11月10日,上海市人大常委會審議并通過了《上海市城市總體規(guī)劃(2016—2040)》。規(guī)劃明確提出,上海要建成卓越的全球城市,國際經(jīng)濟、金融、貿(mào)易、航運、科技創(chuàng)新中心和文化大都市,強調(diào)用地、人口、生態(tài)和安全四條底線。城市供水系統(tǒng)是城市的生命線,安全飲用水對健康至關重要,供水水質(zhì)也是評價全球城市的重要指標。
上海市2040年供水專業(yè)規(guī)劃提出,根據(jù)上海建設全球城市的發(fā)展定位,必須堅持集約節(jié)水和安全優(yōu)質(zhì)的發(fā)展理念,以全面提高供水水質(zhì)為主線,按照“控量提質(zhì)、安全智慧”的總體思路,節(jié)約用水優(yōu)先,控制城市用水總量,不斷提高供水水質(zhì),強化供水安全保障,按照水廠集約、管網(wǎng)優(yōu)化、管理到戶的城鄉(xiāng)供水統(tǒng)籌發(fā)展要求,完善“兩江并舉、多源互補、一網(wǎng)分片、區(qū)域聯(lián)動”的供水總體布局,加強從源頭到龍頭的水質(zhì)安全保障,達到歐美發(fā)達國家同級城市同等水平,可直飲,支撐上海宜居宜業(yè)城市的可持續(xù)發(fā)展。
上海歷屆政府高度重視飲用水安全。隨著水源地建設和供水集約化推進,本市供水保障能力明顯加強。2011年6月,總投資約170億元的青草沙原水系統(tǒng)全面通水,長江水源與黃浦江水源供應比例為7∶3。2016年12月,總投資約86億元的黃浦江上游水源地金澤原水系統(tǒng)順利通水,“兩江并舉、集中取水、水庫供水、一網(wǎng)調(diào)度”的水源地供應格局全面形成。盡管上海市供水水質(zhì)優(yōu)于國家《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB 5749—2006),但與國家治水的新戰(zhàn)略、“卓越全球城市”的發(fā)展定位以及供水專業(yè)規(guī)劃的要求還存在差距。因此,有必要針對上海市原水水質(zhì)特點制訂生活飲用水水質(zhì)地方標準,為上海市飲用水水質(zhì)安全保障提供基礎依據(jù),同時推動上海市供水水質(zhì)的提升和凈水工藝、管網(wǎng)輸配以及二次供水系統(tǒng)的改進,保障上海市供水專業(yè)規(guī)劃設定的“可直飲”目標的實現(xiàn)。
上海市飲用水源目前主要有長江青草沙水庫、陳行水庫、東風西沙水庫和黃浦江上游金澤水庫,具有明顯的湖庫型水質(zhì)特征,如夏季藻類大量增殖、原水臭味問題突出等。根據(jù)《上海市水環(huán)境功能區(qū)劃(2011年修訂版)》,水質(zhì)應達到《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB 3838—2002)Ⅱ類。根據(jù)水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)獲悉,青草沙水庫、陳行水庫、東風西沙水庫、金澤水庫原水總氮最高值在2.5~2.9 mg/L,總磷最高值在0.1 mg/L 左右,石油類最高值為 0.06 mg/L,超過《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB 3838—2002)Ⅲ類標準限值。青草沙水庫原水主要臭味物質(zhì)是藻源性致臭物2-MIB,2011年~2012年夏季高溫期間水庫原水2-MIB最高濃度超過400 ng/L。
至2016年底,全市共有36座水廠,供水總規(guī)模為1 122萬m3/d。其中市屬供水企業(yè)水廠15座,供水能力為781萬m3/d;區(qū)縣水廠21座,供水能力為341萬m3/d。
目前全市采用深度處理工藝水廠約占總能力的40.91%,取用長江水源深度處理供水能力166萬m3/d,取用黃浦江水源深度處理供水能力293萬m3/d。2016年,主城區(qū)及周邊地區(qū)出廠水9項合格率為100%,出廠水42項合格率為100%,出廠水64項合格率為100%,管網(wǎng)水7項合格率為99.59%,綜合合格率為99.64%;郊區(qū)5項合格率也均達到95%以上。不合格水質(zhì)指標主要是臭和味、鋁、氨氮,均為感官性狀和一般化學指標[1]。
上海市供水水質(zhì)與國外主要城市飲用水水質(zhì)(出廠水或龍頭水)比較如表1所示,其中濁度優(yōu)于多倫多、紐約、悉尼、巴黎;TOC、氨氮、三鹵甲烷、鋁、硝酸鹽指標高于國外主要城市。這說明上海市自來水廠凈水工藝管控水平處于世界一流,但受制于水源有機物含量偏高以及常規(guī)處理工藝為主的現(xiàn)狀,自來水中有機物及消毒副產(chǎn)物控制尚未達到國際先進水平,有待于上海全面實施水廠深度處理工程改造。
表1 上海市與國外主要城市部分飲用水水質(zhì)指標比較Tab.1 Comparison of Some Drinking Water Quality Indexes between Shanghai and Other International Cities
2007年7月1日,國家《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB 5749—2006)開始實施[2],制定該標準時參考的主要文獻都已更新。如WHO《飲用水水質(zhì)準則》(第三版)已于2011年升級為第四版[3];美國《國家飲用水水質(zhì)標準》(2004年版)已于2009年修訂[4];歐盟《飲用水水質(zhì)指令》(1998年11月版)也在不斷升級修訂,最新修訂時間為2015年10月[5]。而GB 5749—2006自發(fā)布11年來,隨著我國經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展以及水質(zhì)檢測能力的提升,水體中檢出的新型微量污染物不斷增多[6-7],公眾對飲水水質(zhì)提出了更高的要求。
供水水質(zhì)標準是供水企業(yè)必須貫徹的法律性文件,世界各國均把制定或修改標準作為保障公眾健康的重要措施。制定或修改標準必須在保障公眾健康的前提下,運用科學的方法,結合本國或本地區(qū)的實際情況,提出供水水質(zhì)的合理標準。
上海市供水管理部門從2013年起開始相關上海市飲用水水質(zhì)準則和水質(zhì)規(guī)劃目標研究,為上海市制定《生活飲用水水質(zhì)標準》奠定了扎實的技術基礎。目前,上海市《生活飲用水水質(zhì)標準》已列入上海市地方標準計劃。制定中的上海市《生活飲用水水質(zhì)標準》根據(jù)上海市2040年城市規(guī)劃要求,依據(jù)上海市原水水質(zhì)特征及近四年(2013年~2016年)上海市出廠水、管網(wǎng)水實際運行合格率統(tǒng)計數(shù)據(jù),以國標GB 5749—2006中指標項為基礎,以世界衛(wèi)生組織《飲用水水質(zhì)準則》(第四版)、歐盟《飲用水水質(zhì)指令》(98/83/EC)、美國 EPA《國家飲用水水質(zhì)標準》(EPA816-F-09-0004)為重要參考,并關注末端水質(zhì)穩(wěn)定和健康目標指標,如TOC、、NDMA等,以此制定上海市《生活飲用水水質(zhì)標準》??梢哉f,上海市《生活飲用水水質(zhì)標準》既滿足國家標準要求,又根據(jù)上海城市規(guī)劃要求和經(jīng)濟發(fā)展能力,積極接軌全球最新飲用水水質(zhì)標準。同時也充分考慮了上海水源水質(zhì)特征,提出了具有上海地方需求特征的生活飲用水水質(zhì)標準。
相對GB 5749—2006,制定中的上海市《生活飲用水水質(zhì)標準》常規(guī)指標在國標基礎上新增8項、修訂指標限值14項;非常規(guī)指標在國標基礎上新增4項、修訂指標限值7項(具體如表2所示)。其中,調(diào)整項主要根據(jù)上海市原水水質(zhì)特征確定,修訂項主要根據(jù)與國際標準接軌和凈水工藝運行效能確定。
表2 上海市生活飲用水水質(zhì)標準指標修訂情況Tab.2 Indexes Revision of Standard for Drinking Water Quality in Shanghai
同時,以上海市《生活飲用水水質(zhì)標準》為基礎,結合目前出廠水、管網(wǎng)水、二次供水等供水水質(zhì)特點,構建供水水質(zhì)安全評價指標體系,建立出廠水、管網(wǎng)水、二次供水水質(zhì)安全評價體系,并進行供水水質(zhì)安全綜合評價。在評價結果基礎上,結合上海市供水發(fā)展規(guī)劃,提出相應對策與措施,為進一步提升上海市供水水質(zhì)提供技術支撐。
(1)進一步完善“兩江并舉,多源聯(lián)動”的水源地格局。為確保水源安全,研究和推進長江青草沙原水系統(tǒng)、陳行原水系統(tǒng)、黃浦江上游金澤原水系統(tǒng)互為聯(lián)動,相互備用,原水環(huán)網(wǎng)供應,提高水源地防范環(huán)境風險的能力。開展青草沙、陳行、黃浦江上游金澤三大水源地聯(lián)合應急調(diào)度模式研究,提高應對突發(fā)事件的處置能力。
(2)加強飲用水水源監(jiān)測和管理。建設水源地水質(zhì)監(jiān)測與預警預報業(yè)務化平臺,集成在線監(jiān)測、移動預警、實驗室檢測以及生物預警方式,構建了跨區(qū)域、跨部門水質(zhì)監(jiān)測與預警多級網(wǎng)絡,做好應對水污染等突發(fā)事件防范。加強雌激素、抗生素、增塑劑、藥品及個人護理用品(PPCPs)等新興微量有機物的監(jiān)測,確保水質(zhì)安全。
(3)動態(tài)完善青草沙、東風西沙、金澤等水庫生態(tài)調(diào)控措施。上海水源水庫均投產(chǎn)運行不久,尚未形成穩(wěn)定、有效的生態(tài)調(diào)控系統(tǒng)。在實際運行中應結合近期實際取水、供水規(guī)模以及地形、氣候、地質(zhì)等工況,提出不同時期不同庫區(qū)的具體生態(tài)調(diào)控措施,包括水生態(tài)系統(tǒng)維護管理、庫區(qū)曝氣系統(tǒng)等水質(zhì)改善和維持輔助措施、庫區(qū)地形流態(tài)優(yōu)化、生物調(diào)控措施等,充分發(fā)揮水庫生態(tài)凈化效果。
(1)推進長江水源水廠深度處理工程改造。目前,上海仍有近60%取用長江原水的水廠采用常規(guī)處理工藝。通過實施深度處理工藝改造,可以解決湖庫型原水因藻類產(chǎn)生的臭味和鋁偏高問題,同時去除溶解性小分子量有機物和減少消毒副產(chǎn)物,對社會熱點關注的抗生素、激素類等也有較好的去除效果。上?!笆濉惫┧?guī)劃也明確指出,要加快長江水源水廠深度處理工藝改造,爭取用兩個“五年計劃”全面完成。上海地處長江和太湖流域下游,在采用“常規(guī)處理+臭氧生物活性炭”深度處理工藝的基礎上,要進一步預留工藝提升的空間,如采用“臭氧生物活性炭+超濾膜”組合工藝等。
(2)優(yōu)化黃浦江上游水源水廠深度處理工藝運行管理。黃浦江上游水源水廠均已實施深度處理,供水水質(zhì)已能滿足國家生活飲用水衛(wèi)生標準,但距高品質(zhì)飲用水的要求以及應對原水沖擊負荷的能力還存在不足,需要進一步開展深度處理工藝和運行參數(shù)優(yōu)化研究,重點突破飲用水新興污染物控制,提高安全保障能力。同時,黃浦江上游水源CODMn、TOC、氨氮等水質(zhì)指標均高于長江水源,要強化黃浦江上游水源水廠深度處理工藝管理,提高臭氧生物活性炭工藝對有機物的去除效率。應高度重視微生物泄漏和藻類穿透等問題。
(1)加強供水管網(wǎng)系統(tǒng)改造和管理。開展城市供水管網(wǎng)運行安全保障技術研究,對不同管材、不同流速、不同管齡的供水管道開展內(nèi)壁腐蝕和生物膜調(diào)查研究,深入研究管道腐蝕成因機理,加強管道日常巡護檢查。針對部分輸配管道超期服役、內(nèi)壁腐蝕嚴重的情況,制定供水管網(wǎng)更新改造計劃,對超期服役管道開展更新改造或者非開挖修復。供水管網(wǎng)改造也需得到市政、交通、財政等部門的支持。
(2)實施供水管網(wǎng)加氯優(yōu)化,切實保障水質(zhì)生物穩(wěn)定性。對上海不同水源、不同工藝水廠出廠水和管網(wǎng)末梢水質(zhì)常規(guī)指標比較,發(fā)現(xiàn)主要變化指標有三氯甲烷、渾濁度、余氯,其中三氯甲烷平均增加13 07%(0 000 9 mg/L),渾濁度平均增加 51 43%(0 04 NTU),余氯平均降低 43 55%(0 50 mg/L)。這些指標變化主要涉及出廠水以及管網(wǎng)水水質(zhì)的穩(wěn)定性控制。要建立基于管網(wǎng)微生物指標的余氯衰減模型,優(yōu)化管網(wǎng)二次加氯,保持管網(wǎng)余氯均勻分布,使管網(wǎng)水質(zhì)生物穩(wěn)定性得到有效控制。
(1)提高二次供水設施建設標準,實施二次供水設施改造。二次供水是影響末端水質(zhì)、保證直飲的重要環(huán)節(jié),必須樹立“像儲存食品一樣儲存水”的理念,提高新建住宅的二次供水設施建設標準,避免重復改造。二次供水改造后的水池和水箱要根據(jù)實際用水量進行調(diào)節(jié),嚴格控制水池、水箱水停留時間。水池、水箱要做好密封,透氣孔做好不銹鋼網(wǎng)罩,水泵閥門等配件必須采用不銹鋼材質(zhì)。
(2)優(yōu)化二次供水設施管理模式,確保最后“一公里”水質(zhì)安全。供水管理部門要將二次供水設施建設和管理納入供水專業(yè)規(guī)劃統(tǒng)籌考慮。在滿足城市供水調(diào)蓄能力的條件下,通過水廠、泵站壓力合理提升,減少部分二次供水設施。大型住宅可采用集中式供水方式,盡可能減少二次供水設施。針對部分區(qū)域居住小區(qū)規(guī)模較小的情況,可設置區(qū)域性集中泵站統(tǒng)一供水。
(3)加強水質(zhì)的動態(tài)監(jiān)管,有序推進居民優(yōu)質(zhì)飲用水計劃。管網(wǎng)末端水質(zhì)受多種因素影響,必須加強末端水質(zhì)的動態(tài)監(jiān)管。實施上海居民優(yōu)質(zhì)飲用水計劃可借鑒香港水務署從2002年推行的“大廈優(yōu)質(zhì)食水認可計劃”。在這項計劃中,凡大廈的供水系統(tǒng)得到妥善維護,自來水樣本測試結果也符合水務署的水質(zhì)標準,自來水可從水龍頭直接飲用。目前香港已有3 540幢大廈取得認可證書,水龍頭里的自來水達到直飲要求,受惠市民人數(shù)超過140萬[8]。
(1)要基于互聯(lián)網(wǎng)+和大數(shù)據(jù),加快建設源頭到龍頭的在線監(jiān)測點,進一步完善信息化監(jiān)管手段,強化水源、出廠水、管網(wǎng)水、二次供水全過程、全覆蓋、全天候的水質(zhì)動態(tài)管理,實現(xiàn)供水系統(tǒng)實時監(jiān)控、自動預警、分析評估、應急處置等功能,形成全市供水系統(tǒng)數(shù)字化管理平臺,提升行業(yè)監(jiān)管水平。
(2)全面實施二次供水水質(zhì)信息公開,保障居民用水的知情權。要加強二次供水水質(zhì)監(jiān)測,合理設置水質(zhì)監(jiān)測點,嚴格執(zhí)行衛(wèi)生、水務部門共同確定的檢測項目、檢測頻率,確保供水水質(zhì)。
(3)加強政策引領,促進直飲水計劃順利推進。供水行業(yè)屬于公益性的基礎保障行業(yè),要結合供水行業(yè)的深化改革,進一步加大政府財力在直飲水計劃實施方面的財政投入,加快推進供水基礎設施建設,確保城鄉(xiāng)居民飲用水安全。
[1]錢靜汝,陳國光,朱慧峰.上海市出廠水、管網(wǎng)水、二次供水水質(zhì)變化情況以及二次供水改造的設想與建議[J].給水排水,2016,42(12):15-19.
[2]生活飲用水衛(wèi)生標準:GB 5749—2006[S].
[3]世界衛(wèi)生組織《飲用水水質(zhì)準則》[M].4版.上海:上海交通大學出版社,2014.
[4]USEPA,National primary drinking water regulations:816-f-09-004,2009[S].
[5 ]EU’s Drinking water standards,council directive 98/83/EC on the quality of water intended for human consumption:2015/1787[S].
[6]姜蕾.水環(huán)境中PPCPs類新型污染物監(jiān)測及控制技術展望[J].凈水技術,2016,35(6):1-5.
[7]張琴,包麗穎,劉偉江,等.我國飲用水水源內(nèi)分泌干擾物的污染現(xiàn)狀分析[J].環(huán)境科學與技術,2011,34(2):91-94.
[8]香港80%的自來水來自內(nèi)地,為什么香港可以直接飲用而我們不行[N].中國搜狐網(wǎng)站,2017-11-02.