（环境工程专业论文）城市供水标准指标体系及相关问题的研究.pdf

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 摘要 哈尔滨市水质监测中心是中国城市供水水质督察体系中的重要成员，全 面负责哈尔滨市城市供水及管网水质的日常监督工作。2 0 0 5 年6 月1 日起 正式实施的城市供水水质标准( c j t2 0 6 2 0 0 5 ) ，将水质指标由原标准 的3 5 项增加至1 0 3 项，标准的实施，对供水企业提出了更严格的要求。 为了更好的建设国家城市水质督察体系，提高哈尔滨市供水水质，本文系统 分析了与新水质指标体系接轨的相关研究。 对比分析新旧水质指标体系，结果表明：新的水质标准采用了世界卫生 组织( w h o ) 制定饮用水标准的基本原则、要求和方法，充分考虑了卫生 学指标和公众健康的需要。既体现了先进性，又考虑了我国当前水源水质受 污染的实际，对于水质检测项目限值的确定，吸取了我国的实践经验。通过 色质联用技术分析了松花江源水、磨盘山源水和管网水的有机污染物，确定 了苯、甲苯、苯乙烯等1 0 种有机物为今后哈尔滨地区水质检测工作中应重 点关注的非常规检验项目中的有机物指标项目。 现有检测仪器和设备经过合理的开发，可以进行包括新增指标项目，例 如消毒剂及其副产物和一些金属元素指标在内的8 3 项水质指标的检测。 本文全面系统地研究了水质监测中的质量控制方法，应用e x c e l 软件建 立质量控制图的数据库，使在实际的水质检测工作中，通过绘制质量控制 图，控制方法的精密度和准确度，有效地控制了系统误差和随机误差。并可 直接上传至国家城市供水水质督察网，实现水质分析中质量控制的信息化。 对常规检测项目的全年监测结果表明，哈尔滨地区现有的水处理设施对 于新指标体系中一些重要的指标项目，如浊度、高锰酸盐指数和氨氮的去除 率很低，有的指标项目对于新标准的月达标率仅为4 2 。监测结果表明， 急需改造哈尔滨地区现有的水处理工艺。 关键词水质标准；检测技术；质量控制；饮用水 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 a b s t r a c t t h ew a t e rq u a l i t yr e g u l a t o r yc e n t e ri nh a r b i ni so n eo ft h em o s ti m p o r t a n t m e m b e r so ft h er e g u l a t o r ys y s t e mo fu r b a nw a t e rq u a l i t yi nc h i n a ，a n di tt a k e s c h a r g et h ed a i l yi n s p e c t i v ew o r ko ft h es u p p l yw a t e rq u a l i t yi n h a r b i n t h e s t a n d a r do fu r b a n s u p p l y w a t e r q u a l i t y ( c j t 2 0 6 2 0 0 5 )w h i c hw a s i m p l e m e n t e df r o mj u n e1 ，2 0 0 5m a k e st h ew a t e rq u a l i t yt a r g e t se x t e n df r o m3 5 i t e m st o10 3i t e m s ，a n dp r e s e n t sas t r i c t r e q u i r e m e n tf o rw a t e rc o m p a n i e s t o b u i l dag o o dn a t i o n a lu r b a ns u p p l yr e g u l a t o r ys y s t e ma n di m p r o v et h es u p p l y q u a l i t yo fh a r b i n ，t h er e l a t e ds t u d yo nc o a l e s c e n c eo f n e ws t a n d a r d si sa n a l y z e d i nt h i sp a d e r t h ec o m p a r i s o nb e t w e e nt h en e ws t a n d a r da n dt h eo l do n es h o w st h a tt h en e w s t a n d a r dw h i c ha d o p t st h eb a s i c p r i n c i p l e s o fu r b a nw a t e rs u p p l ys t a n d a r d s e s t a b l i s h e db yw h ow e l lc o n s i d e r st h es a n i t a r yt a r g e t sa n dt h en e e do f p u b l i c h e a l t h ，h a sa d v a n t a g e sa n dr e f l e c t st h ea c t u a l i t yo f w a t e rp o l l u t i o ni no u rc o u n t r y t h r o u g hg c m st e c h n o l o g y , t h eq u a l i t y o fw a t e ri n s o n g h u ar i v e r ，m o p a n s o u r c ea n dp i p e l i n en e t w o r ki sa n a l y z e d ，a n db e n z e n e ，t o l u e n ea n ds t y r e n ea r e d e t e r m i n e da st h eu n c o n v e n t i o n a l i t yi n s p e c to r g a n i ci t e m si nh a r b i n t h eq u a l i t yc o n t r o lm e t h o du s e di nw a t e rq u a l i t ym o n i t o r i n gi s s y s t e m i c a l l y s t u d i e di nt h i sp a p e r , a n dt h ed a t a b a s eo fq u a l i t yc o n t r o lf i g u r e si sb u i l t t h i s d a t a b a s e i m p r o v e s t h e p r e c i s i o n o fm e a s u r e m e n ti n p r a c t i c a l d e t e c t i o na n d r e d u c e st h e s y s t e m a t i c e r r o ra n dt h er a n d o me r r o re f f e c t i v e l y m o r e o v e r , t h e m e a s u r i n gr e s u l t s c a nb eu p l o a d e dt ot h eu r b a nw a t e rs u p p l yr e g u l a t o r yn e t ， r e a l i z i n gt h ei n t e l l i g e n c ei nw a t e rq u a l i t ya n a l y s i s p r e s e n td e t e c t i o na p p a r a t u s e s ，t h r o u g hr a t i o n a ld e v e l o p e d ，c a nb eu s e dt oc h e c k 8 3i t e m so fw a t e r q u a l i t yt a r g e ti n c l u d i n gd i s i n f e c t a n t sa n dt h e i rb y p r o d u c t s t h ea n n u a l m o n i t o r i n g o fg e n e r a ld e t e c t i o ni t e m ss h o w st h a t p r e s e n t w a t e r t r e a t m e n tf a c i l i t i e si nh a r b i nh a v eal o wr e m o v a lr a t ef o rs o m ei m p o r t a n ti t e m s 竺尘鎏三些尘兰三兰竺：耋堡堡圣 i nt h en e w t a r g e ts y s t e m ，s u c ha st u r b i d i t y , c o d m n a n da m m o n i an i t r o g e n ，a n d o n l y4 2 o fn e wp r o j e c t sc a l l r e a c ht h en e w s t a n d a r d h e n c e ，i ti sc r i t i c a lt o i m p r o v e t h ew a t e rt r e a t m e n tt e c h n i ci nh a r b i n k e y w o r d s s t a n d a r do fw a t e r q u a l i t y ；t e s tt e c h n i q u e ；q u a l i t yc o n t r o l ； d r i n k i n gw a t e r 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 1 1 课题背景 第1 章绪论 城市供水是重要的城市基础设施，我国的城市供水企业不但担负着水的生 产任务，而且还履行着对水质监测和管理的职能。这种体制不可避免地造成在 管理上政企不分，难以形成开放的水市场竞争环境。随着我国加入w t o 和人 们生活水平的不断提高，人们对水质的要求也在不断的提高，建立和完善城市 供水水质督察体系，关系着千家万户百姓的安全与健康，同时也是全面建设小 康社会的客观要求。为此城市供水水质督察工作应切实做到依法管水，完善城 市供水水质管理体系，协调原水监测和供水水质督察的关系，吸收和借鉴国际 先进经验，处理好水质达标与水质提高的关系。 1 2 我国水污染的现状分析 1 2 1 水资源现状 1 水资源严重短缺 水是人类赖以生存的基本条件，但世界上水资源是有限的，我国更为贫 乏。我国多年平均水资源总量为2 8 万亿m 3 ，居世界第6 位，但人均占有水资 源量只有2 3 4 0m 3 人年，约为世界人均水资源量的1 4 ，是各国水资源量较 低的国家之一。1 9 9 8 年联合国已将中国列为全球1 3 个最缺水的国家之一。据 对1 4 9 个国家和地区的最新统计，中国人均水资源量己退居世界第l l o 位。目 前在中国6 6 6 座城市中，有3 3 3 座城市缺水，其中严重缺水1 0 8 座，r 缺水量 达1 6 0 0 万m 3 ，因缺水造成的年工业经济损失达2 3 0 0 多亿元i l 】。全国有7 0 0 0 万人和6 0 0 0 万头牲畜饮水困难。到2 1 世纪中期，全国总的用水量将从过去的 5 0 0 0 多亿m 3 增加到8 0 0 0 亿m 3 左右，占我国可利用水资源总量的2 8 以上。 按国际上经验，一个国家用水量超过其水资源可利用量的2 0 ，就很可能发生 水危机2 1 。 2 水资源普遍受污染 我国不仅水资源贫缺，而且还伴随着日益严重的饮用水资源环境污染问 哈尔滨工业人学工学硕j 学位论文 题。目前【3 l ，我国废水每年排放约1 0 0 0 亿m 3 ，8 0 左右的废水未经处理就直 接排入水体，造成水源、特别是地表水污染。全国7 大江河和内陆河的11 0 个 重点河段统计表明 4 1 ，符合地面水环境质量标准i 、i i 类的仅占3 2 ，i i i 类的占2 9 ；属于、v 类的占3 9 。即使长江和珠江，其水质为、v 类的 江段已超过2 0 黄河、松花江、辽河属、v 类水质的江段已超过6 0 ；淮 河枯水期的水质已达不蛰j l i i 类，其大部分支流的水质常年在v 类以上。据1 9 9 4 年对近7 0 0 条河流，约1 0 万k m 河长的水质进行评价，结果表明，全国综合 评价河长为9 8 6 1 4 k m ，其中水质为i 类的河长为6 0 4 2 k m ，占总评价河长的 6 1 ；水质为i i 类的河长为2 5 7 7 3 k m ，占总评价河长的2 6 1 ；水质为i i i 类的 河长为2 0 9 9 3 k m ，占总评价河长的2 1 3 ：水质为类的河长为2 7 1 7 1 k m ，占 总评价河长的2 7 6 ；水质为v 类的河长为8 1 6 3 k m ，占总评价河长的8 3 ； 水质超过v 类的河长为1 0 4 7 2 k m ，占总评价河长的1 0 6 。污染河长 4 5 8 0 6 k m ，占总评价河长的4 6 4 5 1 4 _ ”。 哈尔滨市地处松嫩平原东南部，著名的松花江由西至东贯穿全市的中部。 目前，松花江流域处于中等污染水平。干流1 7 个水质监测断面中，i i 至i i i 类 水质断面占1 7 6 ，类占7 0 6 6 】。主要污染指标为高锰酸盐指数和氨氮。 根据松辽委、黑龙江省环境监测中心的长年监测以及哈市环保局近年来提供的 哈尔滨市环境质量报告书的评价：朱顺屯水源地有机污染严重，该断面每 日平均接纳上游排放的污水4 5 0 万m 3 ( 按流量计算约为5 2 m 3 s ，大体上相当 于枯水期最低流量的1 3 ) 。市环保局在常年检测的2 4 项指标中，重点选取了 1 2 项指标参数，采用单项污染指数、综合污染指数、污染分担率和污染负荷比 等数学模式，对朱顺屯断面进行水质评价和污染趋势分析，结果表明，朱顺屯 段面有机污染严重，三个水期中尤以枯水期污染最重。以国家地面水i i i 级水质 为标准，有些污染物超标严重，个别时期已达v 级水质标准。其中高锰酸盐指 数1 9 9 l 一1 9 9 5 年有四年的平均值超标，五年平均超标率( 超标次数占监测总 次数的比率) 达6 7 ；氨氮污染更为严重，五年平均值全部超标，平均超标率 达8 5 ；溶解氧五年平均超标率1 8 ；非离子氨五年平均超标3 0 ；生化需氧 量和挥发酚也有时超标。从9 6 和9 7 两年监评结果看，水质污染程度就不同的 污染物来说，有的上升，有的下降，变化不一。总体上看，水质为类，冰封 期经常为v 类，超过国家规定的居民饮用水水源水质标准，其污染物以有机污 染为主，污染程度以枯水期为重，且年际变化不大，污染程度没有明显好转。 在这种情况下，随着人口的快速增长和工农业生产的迅速发展，要想使受 到污染水源的水质在短期内恢复是不可能的。在我国淡水资源本来就十分紧缺 哈尔滨工业大学工学硕上学位论文 的前提下，完全不使用受到污染的淡水水源越来越不可能。也就是说，我国自 来水厂不得彳i 面临着使用更多的水质不符合要求的受污染原水作为生活饮用水 和其它用途的水源。 1 2 2 水污染与饮用水水质标准 目前，水源普遍存在着溶解性有机物增多、n h 4 + n 浓度高、水体有异 味、色度增高、藻类大量繁殖等问题。我们把这些受到污染，但通过特殊工艺 处理后尚可使用的原水称为微污染原水1 7 j 。我国目前六大水系中有8 0 的水域 受到污染，3 9 的水源已不能满足地面水环境质量i i i 类标准，属微污染水源。 由于水厂水源受到污染，许多出厂水水质已不能达到国家生活饮用水水质标 准，并出现了一些新情况：投加的化学混凝剂量大量增加，过滤出水浊度不能 达标，出水有较明显的嗅味等问题。另外，氯耗增加，出厂水余氯过低，难以 保证出厂水余氯达最低限制值，并且随着氯耗的增加，出厂水有机卤化物含量 升高，不利于饮水安全。研究证实，各自来水厂处理后的出厂水水质，其致突 变阳性率均高于未经处理的原水水质。 饮用水源污染日益严重，导致饮用水水质不断恶化。据联合国有关统计数 字i ，目前全球有1 7 亿人喝不到干净的饮用水，每天约有2 5 万人因水质低劣 而死亡。 供水水质关系到广大人民的身体健康，因此各国均把提高供水水质作为供 水服务的首要内容。供水水质指标归纳起来可以分为三类：细菌学指标，有毒 有害物质指标及感官性指标。细菌指标是极端重要的，因为它能在同一时间造 成大片人群发病或死亡；有毒有害物指标是防止长期积累导致慢性疾病或癌症 的指标，确定的原则是人终身摄入而无觉察的健康风险；感官性水质不良，可 能为水质污染的反映，虽然不一定危害健康，但会导致消费者对供水水质安全 性发生怀疑，甚至产生厌恶。 饮用水水质指标的发展经历了一个由人的感观和生活经验的感性认识，到 科学方法严格测定、并定量化的历程，随着科学技术的发展，人民生活质量的 要求越来越高，水源水质的不断恶化，迫使人们不断地修订规范和水质标准， 并将所关注的重点水质指标转移。从美国的饮用水水质标准来看，每一次水质 标准的变化，都将要求水处理控制技术和水质分析技术全面革新。 哈尔演t 业大学t 学硕+ 学位论立 1 2 3 以法律为武器，依法治水 面对日益严峻的水环境恶化，世界各国从6 0 年代起大多颁布了水污染防治 的法律。1 9 6 4 年法国颁布了水域分类、管理和污染防治法；1 9 7 5 年德国的 水资源管理法；1 9 7 4 年英国的污染防治法和1 9 9 1 年的水资源法【9 】。 我国于1 9 8 4 年5 月1 1 日六届人大五次会议通过并颁布了中华人民共和 幽水污染防治法同年1 1 月1 日实施。1 9 9 6 年5 月1 5 日八届人大十九次会议 又通过了关于修改( 中华人民共和国水污染防治法) 的决定。该法在实施 1 0 多年来，对推动我国水污染防治和保护水资源方面起了巨大的作用，特别是 修正后的水污染防治法更使我国水污染防治工作进入了一个崭新的阶段。 1 3 国内外水质督察体系的研究现状 水质督察主要是检查供排水企业执行与水质安全相关的法律、法规、标准 的情况，对水质按国家标准执行监测，并定期向社会发布水质公告。水质督察 的范围是，城市公共供水企业的原水、出厂水和管网水，单位二次供水的进水 和出水，自建设施供水，城市污水处理厂出水，再生水和排入城市排水设施的 污水。 1 3 1 国外水质督察体系的发展现状 目前，国际水质督察体系的工作主要是围绕波恩宪章( b o o nc h a r t e r ) 和 w h o 准则进行的。波恩宪章是一系列可在全世界范围内适用的饮用水安全准 则，它由早期强调消毒剂对公共健康的影响逐步转变为对一些无机化学物质 ( 例如铅) 的关注，并且对关注的范围逐步扩大，形成了一个较完善的框架体 系。它的主要原则是整个社会体系需要综合的治理方案；所有供应链应密切协 作，明确各自的责任；为了增加消费者的信心，政策要有很高的透明度；用户 端的饮用水质标准需要建立在当地环境的基础上，但应包含安全性和可接受 性。波恩宪章的框架结构见图1 - 1 。 w h o 准则则提供了详细的建议和指导原则，工作重点从对管路末端的水 质检验转变为对饮用水水质的风险管理，主要强调饮用水中微生物的安全性。 认为不应在控制消毒副产物时影响消毒效果，由于化学物质仅在长期接触时才 会对人体产生有害影响，因此化学污染物的优先级应低于微生物污染物。 哈尔滨工业人学工学硕士学位论文 图1 - 1 波恩宪章的框架 f i g 1 1t h e b o n nf r a m e w o r k 波恩宪章和w h o 准则相互联系并相互补充，构成了督察体系的整体框 架，见图1 2 。 图1 - 2 水质督察体系整体框架 f i g 1 - 2t h e o v e r a l lf r a m e w o r ko f w a t e r q u a l i t ym o n i t o r i n g 框架的主要部分是饮用水安全方案，饮用水安全方案是水质安全管理的基 础，由一系列规章制度构成，建立了从源水到龙头水各项操作控制的基础。框 架的另一个重要部分是饮用水检察员( d ) ，d w i 具有独立执行和检举的权 利，负责检查水处理厂、配水池和实验室是否符合规范；审查自来水公司的自 我监控系统，对于不符合规范的行为采取强制措施；检举不符合标准的供水； 哈尔滨工业人学工学硕上学位论文 制作独立的报告，向当地政府提出在供水方面的建议；追踪用户的抱怨，向用 户提供咨询服务。消费者团体( w a t e r v o i c e ) 的成立使消费者对于水质和水的 价格都产生了信心，在这种情况下，供水公司可以更好的运转，形成良性循 环。消费者团体的建立也是英国( u k ) 督察体系成功的经验之一【l 。 w a t e r v o i c e 可以处理未被供水公司成功解决的消费者投诉，向没有提供所需服 务的供水公司寻求赔偿，作为与消费者交流的重要部分，与饮用水检察员保持 密切联系。 总结国际趋势，一是独立规章的制定，二是对于风险管理的重视。要达到 安全的饮用水要求，必须通过饮用水安全方案来实现对饮用水的风险管理。 建立水质督察体系的总目标是提高供水水质的合格率，要保证供水水质的 合格率首先要作好对水质的监测工作。水质监测数据是水质督察工作中最基本 的依据，因此本文以水质监测数据为重点考察内容，研究国内外水质标准的发 展现状、趋势。 1 国际水质标准的现状与趋势 饮用水的安全性对人体健康至关重要。进入2 0 世纪9 0 年代以来，随着微 量分析和生物检测技术的进步，以及流行病学数据的统计积累，人们对水中微 生物的致病风险和致癌有机物、无机物对健康的危害，认识不断深化，世界卫 生组织和世界各国相关机构纷纷修改原有的或制定新的水质标准。了解和把握 国际水质的现状与趋势，对于我们重新审视和修订已延用多年的现行国家饮用 水水质标准，满足新形势下我国城乡居民对饮水水质新的需求，加强对人体健 康的保护，具有十分重要的意义【l “。 2 国际水质标准的现状及特点 目前，全世界有许多不同的饮用水水质标准，其中具有国际权威性、代表 性的有三部：世界卫生组织( w h o ) 的饮用水水质标准、欧盟( e c ) 的 饮用水水质指令以及美国环保局( u s e p a ) 的国家饮用水水质准则， 其他国家或地区的饮用水标准大都以这三种标准为基础或重要参考，来制定本 国的标准。 世界卫生组织制定的饮用水水质准则作为世界性的权威水质标准，是 各国制定水质标准的重要参考，其发展是随着全球经济迅猛增长和人类对健康 的f = 1 益重视发展起来的，同时也考虑到全球多个国家地方社会习俗、经济、文 化、环境的差异，因而水质指标较完整，但指标值并非是严格的限定标准，各 国可根据本国实际情况进行适当调整。 欧共体( 欧盟前身) 理事会在1 9 8 0 年对各成员国提出饮用水水质指令 哈尔滨工业人学工学硕士学位论文 ( c o u n c i ld i r e c t i v e8 0 7 7 8 e co nt h eq u a l i t yo fw a t e ri n t e n d e df o rh u m a n c o n s u m p t i o n ) 。8 0 7 7 8 e c 指令列出了6 6 项水质参数，分成微生物、有毒物 质、过量的有害物质、理化参数及感官参数和饮用软化水的最低浓度指标。其 中，对多数参数给出了两种不同的标准值即指导值( g u i d e l i n e s ) 和最大容许浓 度( m a x i m u ma c c e p t a b l ec o n c e n t r a t i o n ) 。指标比较完整，要求也比较高。该指 令成为欧洲各国制定本国水质标准的主要框架。1 9 9 1 年底，欧盟成员国供水协 会对饮用水水质指令8 0 8 8 7 e c 实施以来的情况作了总结，并于1 9 9 5 年对 其进行了修正，1 9 9 8 年1 1 月通过了新指令9 8 8 3 e c 。新指标参数由6 6 项减 少至4 8 项。新指标更加强调指标值的科学性，与w h o 指导标准的一致性。 美国最早的水质标准颁布于1 9 1 4 年。规定每1 0 0 m l 水中不准超过2 个大 肠菌，并引入最大容许值( m a x i m u mp e r m i s s i b l e ) 、安全限度( s a f el i m i t ) 等概 念，确定了联邦、各卅i 和供水企业的水质基准。以后每隔1 0 年左右标准修订 一次，内容逐步完善，形成包括细菌、理化、感官、有机物、放射性等指标， 对采样频率和分析方法均有明确规定的完整体系。“国家一级饮用水法则和二 级饮用水法则”( n a t i o n a lp r i m a r ya n ds e c o n d a r yd r i n k i n gw a t e rr e g u l a t i o n s ) ， 统称为美国饮用水水质标准。 英国是第一个对饮用水中的隐孢子虫提出量化标准的国家，英国政府在 1 9 9 9 年颁布了新的水质规则，要求水源存在隐孢子虫风险的供水企业，应对出 厂水进行隐孢子虫的连续监测，同时对饮用水中的隐孢子虫提出了强制性的限 制标准，即出厂水中隐孢予虫卵囊要少于1 个1 0 l 。 法国现行饮用水水质标准( 9 5 3 8 6 ) ，主要参照欧共体8 0 7 7 8 e c 指令而制 定，它是在法国生活饮用水水质标准( 8 9 6 ) 的基础上，经过1 9 9 0 年、 1 9 9 1 年和1 9 9 5 年修订而成。大部分指标值采用的是e c 标准的最大允许浓度 值，有的指标要求高于e c 的标准( 如色度、浊度等) ，并增加了农药和氧化 副产物等项目。标准中微生物学指标较全面，分别为耐热大肠菌、粪型链球 菌、亚硫酸盐还原梭菌、沙门氏菌、致病葡萄球菌、粪型噬菌体、肠道病毒， 这七项指标并不包含在e c 最新饮水指令中。标准( 9 5 3 6 8 ) 与( 8 9 3 ) 相 比，增加了多环芳烃，细化了氟化物的规定，分温度段来定其标准值。 1 3 2 中国城市供水水质督察体系的研究现状 1 城市供水行业面临的挑战 城市化进程的加快是水消费需求增长的重要因素之一。这种城市化进程的 哈尔滨t 业大学t 学硕+ 学位论文 加快一方面导致了城市人口的大幅增加，有效地促进了社会经济的发展，如居 民收入增加、生活水平提高，但从另一个角度来看，经济的发展和人口的增加 加大了用水量，从而使污水的排放量也急剧增加。 在1 9 9 1 年，我国的城市用水需求为4 0 9 亿吨，污水量为3 0 0 亿吨，而在 1 9 9 7 年，我国城市用水量已经达到6 3 0 亿吨，污水量仅上升了1 1 亿吨。但是 从1 9 9 7 年后，伴随着城市化进程的日益加快，城市用水量和污水排放量以相 当大的比例增长。据估计，到2 0 5 0 年，需水量和污水的排放量将分别达到 1 5 4 0 亿吨和1 0 8 0 亿吨。 这种增长速度必然导致水源水质下降，使水中的污染物质大量增加，加大 了净水的难度。所以，我国政府也在不断修订水质标准。这体现在水质标准的 指标数在增加、水质标准的指标值在下降，如图1 3 ，图卜4 所示。 供需矛盾闩益突出，对我国现行的监管体系提出了严峻的挑战。尤其在我 国加入w t o 以后，进一步开放水务市场成为不可阻挡的趋势，这种趋势必然促 使供水企业多元化。面对监管难度的日益增大，就要求有新的标准、新的方法 来解决。 罾 v 辐 蠖 靼 时间( 年) 图l - 3 水质标准指标数的变化趋势 f i g 1 3v a r i a t i o nf o r t h en u m b e ro f w a t e rq u a l i t ys t a n d a n d 哈尔滨工业人学工学硕士学位沦文 昌 弓 蜊 羁 图1 - 4 浊度指标值的变化趋势图 f i g 1 4v a x i a t i o nf o rt u r b i d i t y 2 现行监管模式的基本框架 我国现行的监管模式是企业自检、行业监测与行政监督相结合，见图卜5 。 图1 - 5 现行监管模式的同心圆结构 f i g 1 5c o n c e n t r i cf r a m i eo f m o d e ms u p e r v i s em o d e 从图中不难看出，现行的行政监督、 观到微观的过程；是从指导到外部控制， 程。 行业监测、企业自检是监管方式从宏 再到内部控制的层层深入、细化的过 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 行政监督即政府部门的宏观管理与监督。行政监督按管辖权限分级实施： 国务院建设行政管理部门负责全国城市供水管理工作；省、自治区人民政府建 设行政主管部门负责本行政区内的城市供水水质管理工作；城市人民政府城市 建设行政主管部门负责本行政区的城市供水水质管理工作；建设部城市供水水 质检测中心受建设部委托也承担部分行政监督职能。此外，卫生部门的各级卫 生防疫站对生活饮用水实行卫生监督。 行业监测即供水行业的“两级网三级站”，见图1 6 。行业监测的工作主要 由分布在直辖市、省会城市和计划单列市的“国家城市供水水质监测网”的国 家站来完成，这些国家站都通过了国家技术监督局的计量认证，其监测结果具 有法定效力。作为“国家网”的牵头机构，建设部城市供水水质监测中心( 又 称国家总站) 根据国务院建设行政主管部门的委托，行使全国城市供水水质监 督检查职能，并定期或随机抽检国家站所在城市的供水水质状况。其它城市的 监测工作主要由“地方城市供水水质监测网”的地方站来完成。两级网( 国家 网和地方网) 、三级站( 国家总站、国家站、地方站) 组成了我国城市供水水 质的行业监测体系。目前，“国家网”比较键全，已有3 6 个国家成员站；一些 省的地方网正在积极的组建中。 建设部 国家水质监测中心 直辖市国家站省会城市国家站计划单列市国家站 直辖市地方站ll 直辖市地方站ll 直辖市地方站 图1 - 6 “两级网三级站”的基本结构 f i g 1 - 6b a s i cc o n f i g u r a t i o no f “t w ow e ba n dt h r e es t a t i o n ” 企业自检是通过设在企业内部的水质检验中心或水质检验室或水质检测科 哈尔滨下业大学t 学硕士学位论文 进行的，是供水企业对出厂水、管网水和水源水的日常检测。 3 联合国开发计划署( u n d p ) 支援项目的目标与产出 长远目标 近期目标 主要产出 建立水质督察体系 厂l e三三兰三三三兰： l 试点城市：北京市、深圳市、乌鲁木齐市 图1 - 7u n d p 的目标与产出 f i g 1 - 7t a r g e ta n do u t p u to f u n d p 项目的近期目标，一是建立”中国城市供水水质督察体系”框架，推动机构 改革，强化城市供水水质监管能力：二是提高公众水质督察的参与意识，建立 水质管理信息系统，保障用户权益，鼓励私人投资者、民间组织和消费者协会 参与城市水质管理。项目的长远发展目标是建立“中国城市供水水质督察体 系”，促进城市供水行业的改革，提高供水水质标准，强化水质监测和监督， 保障用户权益，增强公众参与。 1 3 3 中国城市供水水质督察体系的发展趋势 随着城市供水市场化程度的不断提高，如何在市场经济条件下规范城市供 水市场的竞争秩序，加强对城市供水水质的监管，做好城市水质督察工作，成 为摆在我们面前的一个富有挑战性的课题。因此，加强和完善城市水质督察应 该是当务之急。今后城市供水水质督察工作的发展目标为： 1 逐步提高供水水质 晴尔滨t 业大学t 学硕十学位论文 随着人们对水中污染物认识的提高，检测技术及人民生活水平的提高，加 上大量的科学实验和生产实践，人们对水质要求不断有新进展。 2 强化政府水质监督和引导职能 政府要从所有者和经济活动直接管理者转变为经济活动的监管者和市场规 则的制定者。 3 完善城市供水水质管理体系 要进一步深化改革，按照政企分开、监检分离的原则，整合现有机构和技 术资源，完善“两级网三级站”管理模式，充分发挥国家水质中心和地方网中心 站的作用，加强行业监测和行政监督。 4 继续完善城市供水设施建设的投融资机制 当前净水工艺落后和供水管网老化问题比较突出，更新改造任务十分艰 巨。随着城市化进程的加快，城市人口还要有较大幅度的增加，用水需求仍将 适度增长，因此，还需继续加强供水设施的建设。 5 强调公众参与，社会监督，注重供水企业水质自检 英国的督察体中有一重要的组成部分消费者团体( w a t e r v o i c e ) ，这一团体 作为供水企业和消费者的中介机构，具有很大的影响，他们主要致力于处理未 被供水部门成功解决的消费者投诉，在定期计划过程中是消费者的主要代言 人。这样使供水企业和消费者有了很好的沟通，是这一体系成功的重要因素。 我国的督察体系已经在指定网站上定期发布城市供水水质的有关信息，使 市民能够从网上及时查询到所关心的饮用水质量状况，并对有关水质及服务问 题进行投诉：鼓励市民通过电话、新闻媒体、互联网、信件等多种媒体形式参 与政府的水质督察，使政府部门能够及时了解到市民对水质的意见，及时加强 监督、监察和管理。 1 4 水质督察体系中的政策与法规 1 4 1 水质督察体系中所依据的法律和标准 我国的水质督察体系所依据的法律、规章和所参考的标准，见表1 - 1 。 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 表1 - 1 水质督察体系中的政策与法规 t a b l e1 - 1p o l i c y sa n ds t a t u t e si nr e g u l a t i o ns y s t e mo f w a t e rq u a l i t y 政策与规章依据的标准 中国水法 中华人民共和国产品质量法 中华人民共和国食品卫生法 中华人民共和国流行病预防法 中华人民其和国消费者权益保护法 环境污染防治法 饮用水标准 工业用水标准 地表水水质标准 同用水质标准 水质监测站鉴定准则 混合水质标准 1 4 2 中国城市供水现行法律法规 我国1 9 8 8 年水法和1 9 9 4 年城市供水条例的实施发挥了重要作 用，但开始出现一些新问题，如重视经济效益，轻视生态与环境保护：水资源 管理制度不完善；管理体制对流域管理等问题未作规定；法律责任的规定过于 原则，难以操作。因此，现行水法和有关规定已经不能适应实际需要，有必要 有针对性地修改水法i l “。 修改水法的指导原则是，认真总结1 9 8 8 年水法实施1 3 年来的实践经验， 科学借鉴国外水资源管理立法的经验，按照建立社会主义市场经济体制和水资 源可持续利用的要求，进一步加强水资源的统一管理，突出节约用水，强化水 资源的合理配置和保护，促进水资源的综合开发、利用，健全执法监督机制， 为实现水资源的可持续利用，改善生态环境提供法律保障。 新水法的制定和实施，将有利于水资源的合理开发、利用、节约和保护， 有利于实现水资源的可持续利用，也有利于保障城市供水事业的发展。 1 5 水质指标和水质分析 1 5 1 有机污染物指标 国内外的研究表n t 7 j ：原水中可检出的有机物在2 0 0 0 种以上，饮用水中 哈尔滨工业人学工学硕l 学位论文 可检出的有机物达1 0 0 0 种以上，其中1 0 0 多种属于致癌物、可疑致癌物、促 癌物或致突变物。 松花江是黑龙江和吉林两省经济发展和人民生活共同依赖的地表水，也是 接受流域工业生产与生活过程中排放废物的主要纳污水体，有机污染是松花江 急待解决的重要环境污染问题之一。张万峰等人【13 利用g c m s 定性分析了松 花江水质有机污染物污染情况。结果表明，松花江流域6 个断面共检出有机污 染物1 2 类，1 8 5 种。其中具有明显“三致”作用的有机毒物4 5 种，占松花江 检出有机物总数的2 4 3 ，属美国e p a 优先控制污染物的1 8 种，属中国优先 控制污染物的2 3 种，属地表水环境质量标准( g h z b l 1 9 9 9 ) 特定项目1 4 种，这说明松花江有机毒物的污染是十分严重的。 1 5 2 微生物学指标 微生物的控制是城镇供水水质安全保障的最基础和最敏感问题。由城镇饮 用水引起的介水传染病( w a t e r - b o r n ei n f e c t i o nd i s e a s e ) 具有影响范围广、传播 速度快、爆发性强和危害性大等特点，因此介水传染病的控制是城镇供水水质 安全的重点，应时时刻刻得到重视【1 4 】。 2 0 世纪7 0 年代以来，在欧美和北美等地区以饮用水为媒介，由贾第鞭毛 虫( g i a r d i a s i s ) 和隐孢子虫( c r y p t o s p o r i d i o s i s ) 引起较大规模的贾第鞭毛虫 病和隐孢子虫病的不断爆发流行，并在较大范围内产生了严重的危害，已经引 起发达国家有关部门和相关领域专家的关注【l ”j ，并投入了大量人力物力进行 专项研究。 贾第鞭毛虫病由兰氏贾第鞭毛虫( g i a r d i al a m b l i a ) 引起，其临床症状主要 是腹泻、腹病、上腹部不适和厌食等。隐孢子虫病由隐孢子虫 ( c r y p t o s p o r i d i u m ) 引起，主要症状是腹泻。对于免疫功能正常的人患隐孢子 虫病时，表现为急性水样腹泻，并伴有痉挛、恶心；对于免疫功能缺陷者而 言，多为持续性霍乱样水泻，其病情长，并会危及生命。 贾第鞭毛虫的孢囊和隐孢子虫的卵囊存在于受生活污水污染的地面水、防 护差的地下水及处理不当的自来水中。其原因是，当前地面水受生活污水污染 f 1 趋严重，并且，以前控制微生物性污染的重点主要集中在细菌和病毒方面， 而忽视了原虫类的污染【2 2 】。美国的一项调查表明，有7 7 的河流和7 5 的湖 泊中有隐孢子虫检出，甚至2 8 的处理出水中都有隐孢子虫【2 ”。美国国家环保 局于1 9 9 7 年7 月1 9 9 8 年1 2 月调查结果显示，4 6 2 1 0 4 3 的水厂原水中有 哈尔滨r 业大学i 学硕十学位论文 隐孢子虫，1 3 6 r 3 1 2 5 的水厂原水中有贾第鞭毛虫。在亚洲、非洲及拉丁美 洲，估计每年有2 5 5 亿人次受到隐孢子虫感染【2 。 r e d l i n g e r 等人1 2 5 调查了在美国和墨西哥交界地区城市周围的3 个低收入人 群感染贾第鞭毛虫和隐孢子虫在流行病学方面的差异。研究结果表明，这两种 寄生虫的传播方式存在差异，强调卫生学、供水、环境卫生学参与的必要性。 研究显示次氯酸钠消毒水可降低隐孢子虫感染，而对贾第鞭毛虫则不起作用。 目前，即使英、美等发达国家也屡屡发生大规模的介水贾第鞭毛虫和隐孢 子虫病。通过分析可知，水源受到含有两虫虫卵的污水污染是介水传染的根本 原因；净水工艺的缺陷或运行操作及管理不当，致使两虫虫卵囊进入供水系统 是造成饮水着感染发病的直接原因；传统消毒方法对两虫不能有效的灭活，失 去对其传染扩散的可靠控制，是造成以饮用水为媒介爆发疫情的关键因素；有 关两虫的水质标准和监控系统不健全。 隐孢子虫具有较高的耐灭活性，传统消毒方法不能对其有效地灭活。研究 资料表明，传统的氯化消毒对灭活隐孢子虫的效果较差，二氧化氯在1 3 m g l 接触6 0 m i n ，或者自由氯或氯胺，在8 0 m e d l 接触9 0 m i n 条件下，对隐孢子虫 卵囊的灭活率仅为9 0 ，显然仅仅使用传统的氯化消毒工艺不能提供足够的杀 死隐孢子虫的剂量，特别当原水的水质比较差时更是如此。介水隐孢子虫病暴 发流行及其造成的危害，不但对饮用水安全构成了严重威胁，而且也对传统的 饮用水处理工艺系统及消毒方法提出了严峻的挑战。根据我国目前的饮用水处 理工艺，及其水源水质和供水水质现状，存在介水隐孢子虫病暴发流行的极大 隐患。 1 5 3 消毒副产物 饮用水消毒副产物是饮用水水质安全保障的一项技术难题。氯化消毒副产 物对人体的危害已经得到公认。随着对消毒副产物深入研究，人们发现臭氧和 二氧化氯也产生有害的消毒副产物1 2 6 j 。 臭氧是一种强氧化剂，能与多种有机物反应，生成一系列有机和无机中间 产物。有机副产物以甲醛为代表，有报道 2 7 1 甲醛是致癌物质；最受关注的无机 副产物是溴酸根，国际癌症研究部门( i a r c ) 将溴酸根分类为致癌性2 b ，即 可能致癌物。因臭氧几乎没有残余消毒能力，一般不单独使用，通常采用先臭 氧消毒不产生卤代烷和总有机卤化物，但生成的醛、酮、醇等副产物再经氯化 会产生三卤甲烷等有害物质。 哈尔滨工业大学工学硕仁学位论文 二氧化氯也是一种强氧化剂，作为饮用水消毒剂不但具有很好的灭菌效 果，而且不与水中存在的黄腐酸、腐殖酸等前驱物反应生成三卤甲烷。但在二 氧化氯消毒过程中会产生亚氯酸根( c 1 0 2 。) 和氯酸根( c 1 0 3 ) 两种无机副产 物。研究发现，加入水中的二氧化氯大约7 0 会转变为( c 1 0 2 ) 和( c 1 0 3 ) ； 很多毒理学研究结果表明( c 1 0 2 ) 和( c 1 0 3 。) 对红细胞有损伤，可引起高铁 血红蛋白症，对碘的吸收代谢有干扰，还会使血液胆固醇升高f 2 耻3 0 】。 迄今为止，已知饮用水消毒副产物有5 0 0 多种。尽管大多数种类的消毒副 产物浓度只有ug l 级，但对饮用者的健康与安全构成了潜在威胁【3 1 。城市供 水管网系统较大，水在管网中的停留时间较长，为了保证在管网末梢的余氯量 要求