佛山市水業(yè)集團有限公司 徐紅巖

2021年中央一號文件發(fā)布，要求實施農(nóng)村供水保障工程，到2025年農(nóng)村自來水普及率達到88%。飲用水安全保障不止包括水源水保護和凈水工藝的優(yōu)化，同時管網(wǎng)輸配過程中的水質(zhì)保障也十分重要。當(dāng)前我國農(nóng)村集中供水率達到88%，自來水普及率達到83%，自來水水質(zhì)需要嚴格把控，雖然供水廠的處理工藝基本能夠保證出廠水符合國家標準，但是經(jīng)過長距離的運輸，水在供水管網(wǎng)中發(fā)生一系列物理、化學(xué)、生物變化，可能會導(dǎo)致農(nóng)村用戶端的龍頭水水質(zhì)不達標。本研究跟蹤S市某區(qū)實際供水管網(wǎng)水質(zhì)情況，定點取樣觀察各項水質(zhì)指標，分析水質(zhì)變化。

一、研究對象與方法

為了研究水在不同材質(zhì)、粗細的輸水管網(wǎng)中的變化，本研究選擇的管線總長25km，包含不同材質(zhì)（鋼管/球墨鑄鐵管/PE管）、管徑的水管，從水源水、出廠水到農(nóng)村管網(wǎng)末梢水，依次選取8個采樣點進行取樣分析，持續(xù)12個月，記錄水質(zhì)變化數(shù)據(jù)。

取樣時現(xiàn)場測定溫度、余氯，取樣回實驗室后12小時內(nèi)分析濁度、總堿度、鈣硬度、溶解性總固體、電導(dǎo)率、鐵、錳、鋅、鋁、硫酸鹽、硝酸鹽、氯化物。測定方法依據(jù)《生活飲用水標準檢驗方法》（GB/T5750.1-5750.13-2006）。

二、結(jié)果與分析

（一）導(dǎo)電陰陽離子變化情況

Cl-、作為陰離子維持管道腐蝕產(chǎn)物內(nèi)電解質(zhì)的電中性，濃度增加會導(dǎo)致水溶液的電導(dǎo)率升高，促進離子和電子轉(zhuǎn)移，加快鐵腐蝕和鐵釋放，且Cl-、等無機陰離子半徑小，容易穿透破壞金屬表面的鈍化膜，濃度高時會促進腐蝕，在此認為濃度越高，水質(zhì)越差。

圖1 水質(zhì)變化情況

（二）水中金屬濃度變化

1.鐵

由于我國主要的輸水管路是鐵制管，自來水經(jīng)常出現(xiàn)“黃水現(xiàn)象”的問題，所以管網(wǎng)鐵對于自來水水質(zhì)的影響很大，水中余氯濃度、溶解氧濃度的高低對于鐵釋放有重要影響，故同時分析鐵、濁度、余氯、溶解氧濃度的變化情況。

由圖2可以看出從5#→6#鐵濃度明顯升高，從5#取樣點開始水中溶解氧大幅降低，4#→6#水中余氯濃度大幅降低。查詢管材資料可知，4#→5#之間為DN1600的球墨鑄鐵管，5#→6#中間為DN200的鋼管，鐵濃度的升高應(yīng)是水流經(jīng)鋼管時有鐵析出所致。6#→7#、6#→8#之間多為PE管，水中部分鐵吸附在管壁上或析出導(dǎo)致鐵濃度下降。

圖2 溶解氧和余氯濃度的變化情況

管網(wǎng)水在密閉管中流動，水中溶解氧隨運輸管路變長而降低，管道前端水中的高溶解氧和水中較高的余氯濃度會從以下三方面抑制鐵的釋放：（1）管垢中釋放出的可溶性二價鐵化合物可以被氧化成溶解性更差的三價鐵化合物沉積到管垢表面；（2）高濃度余氯和高溶解氧能維持管垢表面的高氧化勢，阻止三價鐵化合物被還原成二價鐵化合物；（3）較高的余氯濃度具有消毒效果，能夠抑制細菌生長，從而抑制微生物的腐蝕作用。由于5#→6#這一運輸過程中，村內(nèi)用戶用水量少，水在管中停留時間長，余氯、溶解氧濃度大幅降低，對鐵釋放的抑制作用變?nèi)?，在長時間的浸泡下，管網(wǎng)中的鐵釋放到水中，導(dǎo)致水中鐵濃度突然升高，所以在農(nóng)村用水量較小的區(qū)域應(yīng)減少鐵管的使用，避免鐵大量析出導(dǎo)致“黃水”。

2.鋅、鋁

水中鋅、鋁濃度過高都會對人體健康產(chǎn)生不良影響，本次研究所有采樣點鋅濃度基本處于檢出限以下。由于水廠投加堿鋁進行絮凝沉淀，所以水廠礬耗與水中鋁濃度成正比，出廠水中鋁濃度比原水大幅升高，但隨著運輸距離增大，鋁濃度明顯降低。

三、結(jié)論和建議

（1）管網(wǎng)中維持較高的余氯和溶解氧濃度有利于抑制鐵離子的析出，水在管網(wǎng)運輸過程中，余氯、溶解氧濃度逐漸降低，因此水在管內(nèi)停留時間過長對水質(zhì)影響很大，應(yīng)考慮運輸時間和水質(zhì)停留時間，盡量減少“死水”，避免出現(xiàn)“黃水”現(xiàn)象。

（2）在水源水量充沛時期，水中硫酸根離子、氯離子、鈣硬度、總堿度、電導(dǎo)率均處于較低的水平，水質(zhì)較好。在運輸過程中，此類離子隨運輸距離變化不大，基本不用考慮水質(zhì)超標情況。

相關(guān)鏈接

飲用水是指可以不經(jīng)處理、直接供給人體飲用的水。水是體液的主要組成部分，是構(gòu)成細胞、組織液、血漿等的重要物質(zhì)。水作為體內(nèi)一切化學(xué)反應(yīng)的媒介，是各種營養(yǎng)素和物質(zhì)運輸?shù)钠脚_。

水根據(jù)自身的硬度首先分為軟水和硬水兩種。水的硬度是指溶解在水中的鹽類物質(zhì)的含量，也就是鈣鹽與鎂鹽的含量，硬度單位是ppm，1ppm代表水中碳酸鈣含量1毫克/升（mg/L）。低于142的水稱為軟水，高于285ppm的水稱為硬水，介于142～285之間的稱為中度硬水。雨、雪水都是軟水，江水、河水、湖水，屬于中度硬水；泉水、深井水、海水，都是硬水。硬水通常對于健康并不造成直接危害，但硬水中由于含有比較多的鈣鹽，因此，我們用來燒水的壺，特別容易出現(xiàn)水垢，水垢的沉淀主要是碳酸鹽類，還有鎂鹽類，這樣的鹽類，進到腸道里面如果部分被分解，還會成為部分人的常量元素；如果不能溶解和分解的話，會隨糞便排解出去，不會對身體有特別的影響。