佛山市水業(yè)集團(tuán)有限公司 徐紅巖

2021年中央一號(hào)文件發(fā)布，要求實(shí)施農(nóng)村供水保障工程，到2025年農(nóng)村自來(lái)水普及率達(dá)到88%。飲用水安全保障不止包括水源水保護(hù)和凈水工藝的優(yōu)化，同時(shí)管網(wǎng)輸配過(guò)程中的水質(zhì)保障也十分重要。當(dāng)前我國(guó)農(nóng)村集中供水率達(dá)到88%，自來(lái)水普及率達(dá)到83%，自來(lái)水水質(zhì)需要嚴(yán)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，但是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離的運(yùn)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(huì)導(dǎo)致農(nóng)村用戶端的龍頭水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)。本研究跟蹤S市某區(qū)實(shí)際供水管網(wǎng)水質(zhì)情況，定點(diǎn)取樣觀察各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)，分析水質(zhì)變化。

一、研究對(duì)象與方法

為了研究水在不同材質(zhì)、粗細(xì)的輸水管網(wǎng)中的變化，本研究選擇的管線總長(zhǎng)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(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行取樣分析，持續(xù)12個(gè)月，記錄水質(zhì)變化數(shù)據(jù)。

取樣時(shí)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定溫度、余氯，取樣回實(shí)驗(yàn)室后12小時(shí)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(cè)定方法依據(jù)《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法》（GB/T5750.1-5750.13-2006）。

二、結(jié)果與分析

（一）導(dǎo)電陰陽(yáng)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(huì)導(dǎo)致水溶液的電導(dǎo)率升高，促進(jìn)離子和電子轉(zhuǎn)移，加快鐵腐蝕和鐵釋放，且Cl-、等無(wú)機(jī)陰離子半徑小，容易穿透破壞金屬表面的鈍化膜，濃度高時(shí)會(huì)促進(jìn)腐蝕，在此認(rèn)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(guó)主要的輸水管路是鐵制管，自來(lái)水經(jīng)常出現(xiàn)“黃水現(xiàn)象”的問(wèn)題，所以管網(wǎng)鐵對(duì)于自來(lái)水水質(zhì)的影響很大，水中余氯濃度、溶解氧濃度的高低對(duì)于鐵釋放有重要影響，故同時(shí)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(diǎn)開(kāi)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(shí)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(dòng)，水中溶解氧隨運(yùn)輸管路變長(zhǎng)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(huì)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(jià)鐵化合物可以被氧化成溶解性更差的三價(jià)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(shì)，阻止三價(jià)鐵化合物被還原成二價(jià)鐵化合物；（3）較高的余氯濃度具有消毒效果，能夠抑制細(xì)菌生長(zhǎng)，從而抑制微生物的腐蝕作用。由于5#→6#這一運(yùn)輸過(guò)程中，村內(nèi)用戶用水量少，水在管中停留時(shí)間長(zhǎng)，余氯、溶解氧濃度大幅降低，對(duì)鐵釋放的抑制作用變?nèi)?，在長(zhǎng)時(shí)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(guò)高都會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生不良影響，本次研究所有采樣點(diǎn)鋅濃度基本處于檢出限以下。由于水廠投加堿鋁進(jìn)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(yùn)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(yùn)輸過(guò)程中，余氯、溶解氧濃度逐漸降低，因此水在管內(nèi)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)對(duì)水質(zhì)影響很大，應(yīng)考慮運(yùn)輸時(shí)間和水質(zhì)停留時(shí)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(shí)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(yùn)輸過(guò)程中，此類(lèi)離子隨運(yùn)輸距離變化不大，基本不用考慮水質(zhì)超標(biāo)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(xì)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(yíng)養(yǎng)素和物質(zhì)運(yùn)輸?shù)钠脚_(tái)。

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(lèi)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(duì)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(lái)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(lèi)，還有鎂鹽類(lèi)，這樣的鹽類(lèi)，進(jìn)到腸道里面如果部分被分解，還會(huì)成為部分人的常量元素；如果不能溶解和分解的話，會(huì)隨糞便排解出去，不會(huì)對(duì)身體有特別的影響。