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1、新版?生活饮用水卫生标准?与?城市供水水质标准?的比较陈 林1 许 龙2 樊华青2(1 上海城投原水有限公司 201206;2.上海市政工程设计研究总院,上海 200092)摘要:?生活饮用水卫生标准?GB5749-2006 和?城市供水水质标准?CJ/T206-2005 发布时间相隔不到 2 年。本文通过对两者适用范围,检验项目、指标限值和编制理念的比较,说明两者的差异和共性,认为?生活饮用水卫生标准?GB5749-2006 更适合我国国情,更具操作性,最后笔者展望了新标准实施可能面临的问题和改进水质的多项建议。关键词:水质标准 检测项目 微生物指标 消毒副产物1 概述2005年 2 月 5
2、日发布的?城市供水水质标准?(CJ/T206-2005)共计项目 101 项,首次列入了微生物指标隐孢子虫、蓝氏贾第鞭毛虫,有机污染物指标 TOC、氨氮,消毒副产物溴酸盐,增加了农药甲胺磷、敌敌畏、莠去津,供水管道和设备可能溶出而迁移到水中的环氧氯丙烷等项目1。?城市供水水质标准?(以下简称城建标准)是当时与国际标准最为接近的水质标准,对我国城市供水水质的提高起到了积极的推动作用。城建标准虽然很严格,但一般水司基本难以做到全部检测101 项指标,水质也难以达到该标准的要求,一方面在现有的检测设备和供水工艺设施水平上达标的确有难度,另一方面,城建标准是城镇建设行业标准,从法律效力上讲,城建系统之
3、外仍可不按该标准执行,比如,对供水企业生产的出厂水、管网水进行监督与监测的地方卫生部门,其监督、监测与评价的依据可以是85国标,或是卫生部颁发的?生活饮用水卫生规范?,因此,对供水水质的提高会大打折扣。随着我国经济条件的改善,和对水中污染物有新的认识,2006年 12 月 29 日,国家标准委和卫生部联合发布了经过修订的?生活饮用水卫生标准?和 13 项生活饮用水卫生检验方法国家标准,并自 2007 年 7月 1 日起实施 2。?生活饮用水卫生标准?(GB5749-2006)属强制性国家标准,从法律法规的权威而言,高于建设部标准和卫生部规范,且其代表的水质水平与城建标准相当,且更全面。这对于结
4、束我国标准水平参差不齐,管理混乱,进一步提高我国供水水质,具有重大的意义,充分体现了!以人为本的科学发展观。2 新国标与城建标准的对比2.1 更加重视微生物的风险新国标微生物指标项数与城建指标相同,都是 6项,相对于粪型链球菌群,新国标采用了大肠埃希氏菌,且作为常规检测项目,强化了对肠道微生物污染的控制。我国是肠道疾病多发国,此举结合我国国情,强化了微生物风险的控制。微生物有潜在的严重后果,对其控制是最重要的。目前国际上的水质标准,一般有毒有害物的风险掌握到,人终身饮用(按每天饮 2 升,饮 70 年计)无察觉性疾病;致癌物质则终身饮用,每 10 万人约增加一个病例;微生物争取降到每年每万人增
5、加一个病例 3。按水质标准掌握的风险,微生物致病几率比有机物致癌几率大得多,微生物风险比其有毒有害物质高得多。经验证明,在发达国家和发展中国家,微生物危险仍是首先要关注的。世界卫生组织为降低总的风险,宁可把氯仿指标值提高到 200?g/L。新国标的修订对微生物提出更高要求,以平衡饮水风险。2.2 检测项目更加全面,注重操作性新国标充分体现了国标的基础性,相比城建标准,检测项目比较齐全:在消毒剂指标中增加了一氯胺(总氯)和臭氧 2 项,并把二氧化氯由原来的余氯控制,改为二氧化氯余量控制,更加便于实际操作;使臭氧消毒有法可依,指导性更加全面。另外,我国原水水质较差,发展氯消毒以外的消毒方式是必然趋
6、势,新标准的颁布为此创造了条件,适应我国饮用水消毒技术的发展要求。新国标对有毒有害物质更加重视,在消毒副产物方面,增加了复合二氧化氯消毒副产物氯酸盐和氯消毒副产物氯化氰、三氯乙醛;大量增加毒理学指标,尤其是农药,包括我国大宗生产和使用的农药,也包括部分我国曾经大量使用现已停用或限用但环境中仍有大量残留的农药,如六六六。相对于?城市供水水质标准?(CJ/T206-2005)还列出了七氯、马拉硫磷、灭草松、百菌清、呋喃丹、毒死蜱、草甘膦等农药和有机物六氯丁二烯。175 2008年 9 月新版?生活饮用水卫生标准?与?城市供水水质标准?的比较 2.3 密切结合我国国情,不一味追求多指标,低限值。新国
7、标对三卤甲烷、氯酚和卤乙酸的控制更加科学,也更加合理。相对于城建标准,三卤甲烷采用了单项控制和总量控制相结合的方式,除了三卤甲烷(总量)、三氯甲烷外还列出了一氯二溴甲烷、二氯一溴甲烷和三溴甲烷的单项限值;卤乙酸采用二氯乙酸、三氯乙酸 2 项代替卤乙酸总量进行控制;氯酚和多环芳烃在新国标中只列出了 2,4,6-三氯酚和苯并芘,未采用总量指标。相对而言,城建标准采用总量控制,如多环芳烃(总量),种类很多,而每一种芳烃的危害不一定相同,若是都集中在某一种毒性较大的分项上,即使总量合格,也可能危害较大。难以真正评价水质的优劣,不便操作。另外新国标相对于城建标准新国标未列出甲胺磷、1,1,2-三氯甲烷、
8、一氯苯等项目,TOC 因与高锰酸盐指数意义相同而未列出。城建标准部分指标的限值要求相对于新国标高,对某些微量有机污染物的指标限值更接近发达国家标准。?生活饮用水卫生标准?和?城市供水水质标准?指标限值的比较检测项目?生活饮用水卫生标准?(GB5749-2006)指标限值?城市供水水质标准?(GJ/T206-2005)指标限值备注菌落总数(CFU/mL)10080微生物镉(mg/L)0.0050.003重金属1,2-二氯乙烷(mg/L)0.030.005二氯甲烷(mg/L)0.020.0051,1,1-三氯乙烷(mg/L)20.22,4,6-三氯酚(mg/L)0.20.01有机物1,1-二氯乙烯
9、(mg/L)0.030.0071,4-二氯苯(mg/L)0.30.075三氯乙烯(mg/L)0.070.005四氯乙烯(mg/L)0.040.005乐果(mg/L)0.080.02农药甲基对硫磷(mg/L)0.020.01总?放射性(Bq/L)0.50.1放射性指标 判断水质是否安全,或在特定条件下什么是可接受的风险水平,一般从整个社会总体上掌握的风险程度来衡量。一般人们摄入污染物主要从食物、水和空气,当然还通过其他形式进入口腔或接触皮肤等。其中通过饮用水进入人体,一般占污染物摄入总量的10%20%。因此考虑人从饮用水摄人污染物的风险程度,要与整个社会整体为公众健康掌握的风险相适应。饮用水的风
10、险过高,不利于公众健康;而风险过低,在总体上也不一定合理。如氯仿我国水质标准为60?g/L,英国卫生处医药控制中心批准的普通喉痛吃的药水含氯仿 0.47%,按剂量推算,12-18 岁少年每天摄入氯仿 169mg,相当于 2 升水的 1408 倍 3。同时,进行投入-产出分析是国际上制定水质标准普遍遵循的原则。自来水中有众多的污染物,对健康的风险不可能绝对避免,过分追求安全,增加投入,不一定符合本国的经济和资源条件。新国标充分体现了这一原则,没有一味的求多,求严。2.4 指标分类更加合理新国标将消毒剂指标从微生物指标中分离出来,逻辑上更 加合理。沿袭了?生 活饮用水 卫生规 范?(2001,16
11、1 号)的分类方法,将各项农药指标作为非常规指标,便于各地根据本地实际情况确定。2.5 尽可能与国际组织和经济发达国家同类标准接轨?生活饮用水卫生标准?相对于?城市供水水质标准?指标项目比较齐全,增加了较多的有毒有害有机物,主要为消毒副产物和农药。而?城市供水水质标准?指标限值相对比较严格。两者代表了我国水质的较高水平。2.6 尊重现实,标准实施采用循序渐进的方式国家标准委要求,新国标中水质非常规指标及限值所规定指标的实施项目和日期由各省级人民政府根据实际情况确定,并报国家标准委、建设部和卫生部备案,自2008年起三个部门对各省非常规指标实施情况176江 西 化 工2008年第 3 期 进行通
12、报,全部指标最迟于 2012 年 7 月 1 日实施。另外,在保证饮水基本安全的基础上,对农村小型集中式供水,降低某些指标要求。下表为新国标与城建标准水质项目的比较。?生活饮用水卫生标准?和?城市供水水质标准?检测项目的比较水质标准项目分类?生活饮用水卫生标准?(GB5749-2006)?城市供水水质标准?(GJ/T206-2005)指标项数不同指标指标项数不同指标备注微生物6大肠埃希氏菌6粪型链球菌群消毒剂4一氯胺(总氯)、臭氧2无机物毒理指标21银、氯酸盐、氯化氰18有机物毒理指标53三氯乙醛、七氯马拉硫磷、六六六、灭草松、百菌清、呋喃丹、毒死蜱、草甘膦等农药和六氯丁二烯54TOC、甲胺磷
13、、1,1,2-三氯乙烷、一氯苯、2-氯酚、2,4-二氯酚、苯并g,h,i、苯并b 荧蒽、苯并k 荧蒽、荧蒽、茚并 1,2,3-c,d芘。城建标准含总量控制项目的各单项感官和一般理化指标2021银放射性指标2/2/合计106101 综上所述?生活饮用水卫生标准?(GB5749-2006)更具先进性,可操作性,已经与国际供水水质标准接轨。3 实施新国标可能面临的问题3.1 饮用水水源难以达到新国标的要求新国标要求地表水为生活饮用水水源时应符合GB3838 要求。2007年 2 月中国环境监测总站组织监测了七大水系(含国界河流)的 181 条河流,367 个断面。#类水质断面占 9%,占 20%,%
14、占 18%,&14%,和劣类占 39%。主要污染指标为氨氮、高锰酸盐指数和五日生化需氧量。全国而言,类以上(含 类)水质的水体只占 29%4,而且这些断面基本是远离城市的偏僻山区。我国城市水源不同程度地遭到了污染,给城市供水水质的提高带来了很大的难题。如上海符合饮用水水源国家标准的地表水只剩下 1%,水质劣于类的却占到 68.6%。上海成了典型的水质型缺水城市5。3.2 现有的净水工艺难以将现状原水净化至新国标的要求由于以前经济条件的限制,我国大部分水厂采用以混凝、沉淀、过滤、消毒为主的常规净水工艺。近年来原水污染逐渐加重,水质恶化加剧,原以去除悬浮物质和细菌为主的常规处理工艺难以适应。200
15、4 年上海曾对9 个区县 76 个水厂进行出厂水 38 项检测,不合格项有:浊度、色度、嗅和味、锰、阴离子合成洗涤剂、大肠菌群、氯仿,耗氧量合格率仅为 21.05%,氨氮合格率仅为 55.26%6。新国标的实施要求净水工艺有新的更大的改进和提高。以最重要的浊度指标为例,1985 年的生活饮用水卫生标准规定为 3 NTU,而新国标规定值为 1NTU,要降低出厂水浊度,就必须降低沉淀池出水浊度,进而要求有更良好的混合和絮凝,有更合适的混凝剂,有更稳妥可靠的过滤技术。就目前而言,对应新国标,我国大多数水厂的生产工艺可能面临以下三个方面的问题:a.需进一步降低出厂水浊度,降低出水中微生物风险。b.加强
16、消毒副产物前质的去除,改善消毒方式降低出水中消毒副产物含量。c.进一步提高有机物,氨氮、农药等有毒有害污染物的去除率。3.3 现有的监测条件难以监控新国标的实施水质监测是新国标得以实施的重要保证,而水中一般污染物的含量是微量的,甚至是痕量的,因此精确的测定微量污染物的含量需要配套先进的分析设备和操作熟练的专业技术人员。在现阶段,我国大部分水司对某些农药、消毒副产物和贾第鞭毛虫、隐孢子虫的分析还很少,面对新国标的实施,各个监测部门应加大177 2008年 9 月新版?生活饮用水卫生标准?与?城市供水水质标准?的比较 设备的投入和人员的培训,建立完善科学的监测系统。4 实施新国标的技术保障生活饮用
17、水卫生标准是根据我国环境、经济、人民生活水平、社会发展等因素制定的,由卫生防疫部门监控,执法力度更大,新水质标准出台必然推动供水水质提高和净水工艺的改造,对我国净水工艺的发展带来深远的影响。贯彻实施新的?生活饮用水卫生标准?,控制微生物、农药、消毒副产物等有毒有害物质,深度处理技术如臭氧活性炭技术和膜法将进一步发展,消毒方式将进一步优化,强化常规处理,生物、化学预氧化技术可能得到更多的重视。新国标的实施一定会改变我国净水工艺的面貌,将我国的给水事业推向一个新的高度。4.1 强化水源水质保护清洁、安全的原水不仅可使制水成本大为降低,而且出厂水水质相应较好,对老百姓的健康有利。因此,提高供水水质的
18、治本之策是保证原水水质。就目前形势,原水保障可能是两种措施协同实施。一是加大环保力度,从国家、企业、居民等各个层次加大治污力度和水源地保护力度,确保水质不再恶化,并逐渐改善水质。二是更换水源,花巨资从水质较好的水体调水。长远而言,应该提倡第一种措施,努力研究和开发出更多、更加有效的水体治理技术。4.2 强化常规处理常规处理工艺是确保和提高供水水质很重要的手段。充分发挥现有净水设备,用先进的技术手段使工艺运行处于最佳状态,取得最佳效果是提高水质的有效保证。通过采用新型混凝剂、助凝剂等手段可进一步提高水质。净水厂保证微生物安全的关键是降低滤后水浊度和消毒达到一定的 CT 值。一般常规处理厂,滤后水
19、浊度 0.3NTU,可去除隐孢子虫 2log 左 右,降 到 0.15NTU 约可增加0.5log,降到 0.1NTU 约可增加1log。日本不提对隐孢子虫指标要求,而是要求滤后水浊度0.15NTU3。要稳定地控制滤后水浊度,关键是稳定沉淀水浊度。而稳定沉淀水浊度,关键是合理加注混凝剂,合理使用助凝剂,创造合适的混凝反应条件。高分子混凝剂(聚合物)对净水有重要作用,一般用作助凝剂或助滤剂,应用助凝剂后混凝沉淀效果有明显改善,过滤效果也有所提高。用作助滤剂滤池去除率将有明显提高,即使滤速较高,出水浊度也可很低。嘉兴石臼漾水厂采用的上海市政工程设计研究总院开发的中置式高密度沉淀池出水浊度为 0.5
20、NTU,滤后水浊度可做到 0.1NTU 以下。一般而言,常规处理对分子量大于 3KD 的有机物能有效去处,平湖市古横桥水厂采用的强化常规处理单元对 CODMn 的去除效果较为稳定,平均去除率在43%左右,其中混凝沉淀的去除率平均为 38%。通常,原水水质中大分子有机物占的比例还是较高的。因此,强化常规处理作为一种经济、可靠,且卓有成效的水质改善手段将会进一步发展。4.3 深度处理深度处理的目的一般是去处消毒副产物及其前质、农药以及其他的一些常规处理难以去除的有毒有害污染物。消毒副产物浓度与水源的水质状况密切相关。投入消毒剂前去除消毒副产物先质,更利于消毒副产物的控制。目前深度处理工艺在工程中可
21、能采用的主要有活性炭吸附、臭氧-活性炭和膜处理三种。在活性炭滤池之前投加臭氧,并在臭氧接触反应池中进行臭氧接触氧化反应,将大分子量有机物降解成小分子量有机物以利活性炭吸收,加上臭氧化的水中含有剩余臭氧和充分的氧,使活性炭床处于富氧状态,导致好氧微生物在活性炭颗粒表面生成生物膜或微生物群落。通过生物吸附和氧化降解,明显提高了活性炭床去除有机物的能力并延长了活性炭的使用寿命,最后以砂滤池或砂垫层作最后屏障,截留可能脱落的活性炭生物膜、臭氧氧化后生成的悬浮物,确保出厂水浊度小于 0.1NTU。臭氧投加量常在 1 4mg/L 之间,臭氧接触水力停留时间 10 15min 左右,接触后余臭氧宜控制在 0
22、.1mg/L 以下,尾气必须作无害处理。活性炭对卤乙酸去除效果很幻,新炭的去除率在85%以上,运行将近 3 年(已基本达到吸附饱和)的活性炭去除率仍在 50%左右,表明物理吸附和微生物降解均能去除卤乙酸。新活性炭对三卤甲烷的去除率在20%左右,因三卤甲烷属于微生物不能降解的有机物,使用时 间较长的活性 炭对三卤甲 烷无明显去 除作用 7。膜法是本世纪水处理领域的关键技术。膜分离技术可适用于无机物到有机物,从病毒、细菌到微粒甚至特殊溶液体系的广泛分离,可确保水质。从理论上而言,微滤和超滤可以替代常规处理,纳滤和反渗透可以替代深度处理。近年膜技术有很大进步,价格也有所下降,膜的价格与水厂净水工艺已
23、相对接近,膜法替代现用处理方法有相当可能。4.4 消毒及深度氧化美国 SWTR 要求贾弟鞭毛虫去除率为 3log。一般常规处理中,随着浊度降低可去除 2log 左右,故尚需在消毒中再去除 1log。在我国由于原水水质较差,降低微生物风险的同时,带来了消毒副产物难以控制的问题,就是有机物较少的城市(有些还是大城市)也出现氯消毒后消毒副产物超标,因此,新国标的实施可能带来消毒方式的进一步发展。消毒是针对微生物污染物的化学氧化(紫外线除178江 西 化 工2008年第 3 期 外)。一般分成二部分,一是工艺过程的氧化消毒,二是为保持管网余氧(或其他消毒剂)而加的消毒剂。管网消毒剂目前基本是余氯、余氯
24、氨或是次氯酸钠,而工艺过程的氧化消毒却是发展较快,液氯、组合氯氨、ClO2、臭氧、紫外线等消毒技术在我国都有使用。化学氧化法去除难生物降解或是其他方式难以去处的消毒副产物前质或其他有毒有害物质,具有独特的优势。深度氧化(AOP)由于氧化能力强可能是比较有发展前景的技术。由于将有机物完全氧化成 H2O、CO2、无机盐从经济角度是难以承受的,而不完全的氧化又会产生可能是有毒有害的中间产物,因此,无论是消毒还是深度氧化,都是一把双刃剑。技术的发展就是追求风险最小,效果较好,经济的技术手段。从消毒角度而言,氯作为消毒剂,消毒效果好,使用成本低,在今后很长一段时间内,用氯做消毒剂的局面不会根本改变。但由
25、于新国标及城建标准对消毒副产物控制较严,且新国标将臭氧、ClO2纳入消毒剂指标。因此,今后的消毒方式将会出现多样性,较为先进的消毒方式,如组合氯氨、组合臭氧-氯、ClO2、组合UV紫外线-氯将得到较大的发展。近年,以提高 OH-生成量、生成速度及传质效果为主要内容的深度氧化技术得到了较大的发展,如H2O2/UV、O3/UV 等技术。而基于过渡金属及其氧化物为载体的催化氧化技术,由于其投资相对较少,运行维护方便,是一个具有光明发展前景的技术。4.5 加强管网水质管理根据国内45 个城市调研结果(管网水质平均值)表明,管网水浊度比出厂水增加 0.38NTU,色度增加 0.45度,铁增加 0.04
26、mg/L,锰增加 0.02 mg/L,细菌增加 18个/L,管网末端的余氯下降 0.015 mg/L,大场杆菌增加0.4 个/L,水质总合格率平均下降到 83.4%。因此,管网水质管理是确保水质达标的重要保障之一,其重点是:严防通过各种途径,使污染物进人配水系统(包括水箱和蓄水池);有重点地合理地做好管网定期冲洗工作;根据本地水中 AOC 量,余氯消失规律,确定合理的余氯量,使细菌、大肠菌符合要求;对新排管道要考虑防腐要求,对现有锈蚀较严重的管道,根据情况有计划地予以改造。5 结论通过?生活饮用水卫生标准?(GB5749-2006)和?城市供水水质标准?(GJ/T206-2005)的比较,认为
27、新国标更具先进性,可操作性,与我国国情较为贴近,而城建标准部分指标限值较为严格,两者代表了我国较高的水质水平。结合新国标的水质要求,展望了新国标实施可能面临的问题和新国标实施对净水技术的影响。参考文献1?生活饮用水卫生标准?(GB5749-2006)2?城市供水水质标准?(GJ/T206-2005)3 宋仁元,沈大年 城市供水水质要求的发展和基本对策,中国供水节水报,2004年 5 月 13 日4 中国环境监测总站 2007 年 2 月全国地表水水质月报5王中宇 直面水危机,科学时报,2005 年 6 月14日6陈国光 解读建设部城市供水水质标准,净水技术,2005,4(24):59-627李爽,张晓建 两个中心城市饮用水中消毒副产物的调查,中国给水排水,2000,16(10):25-27179 2008年 9 月新版?生活饮用水卫生标准?与?城市供水水质标准?的比较