城市供水系統(tǒng)中的水質(zhì)微生物的安全與評(píng)價(jià)

楊曉貝（山西水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院 山西運(yùn)城 044004）

1 引言

伴隨著工業(yè)時(shí)代的到來，飲用水的安全成為人們極為關(guān)注的焦點(diǎn)問題，它是人們賴以生存的最基本的物質(zhì)資源保證。中國(guó)的水資源人均占有量很少，在世界上排名59位，飲用水資源是相當(dāng)有限的，再加之工業(yè)污水、生活污水等肆意的排放，使得水體污染越來越嚴(yán)重，對(duì)城市供水系統(tǒng)的挑戰(zhàn)加大，國(guó)家對(duì)此也制定了一系列衛(wèi)生與安全飲用水指標(biāo)，保障城市安全用水。文章淺析了目前我國(guó)城市供水系統(tǒng)水質(zhì)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、城市系統(tǒng)供水對(duì)于微生物的安全以及評(píng)價(jià)指標(biāo)制定的依據(jù)，針對(duì)城市飲用水水質(zhì)微生物的安全問題，提出了相應(yīng)的解決措施。

2 我國(guó)城市供水系統(tǒng)水質(zhì)現(xiàn)狀

2.1 飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

在2011年，我國(guó)城市籌劃部門對(duì)城市供水系統(tǒng)，具體流程見圖1。詳細(xì)制定了《城市供水系統(tǒng)于2020年發(fā)展規(guī)劃》中的水質(zhì)目標(biāo)（以下我們以《規(guī)劃目標(biāo)》代替說明）?！兑?guī)劃目標(biāo)》對(duì)不同的水司部門，提出了比較嚴(yán)格的水質(zhì)安全建設(shè)與規(guī)劃目標(biāo)的要求。對(duì)于一些供水能力大于180×104m3/d的較大城市供水公司，結(jié)合歐洲和北美等發(fā)達(dá)國(guó)家的飲水指令[78/53/EC]，對(duì)于水質(zhì)微生物的檢測(cè)種類增加到了39種，并要求城市供水管網(wǎng)的水的濁度不大于1.5 NTU，自來水廠處理水濁度控制在1NTU以內(nèi)。

圖1 城市一般供水系統(tǒng)流程

2.2 水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果

2013年，我國(guó)完善并更新了《城市供水系統(tǒng)供給飲用水的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，城市人民生活的飲用水要嚴(yán)格限制細(xì)菌和病毒微生物的數(shù)量，依據(jù)新的供水標(biāo)準(zhǔn)，我們對(duì)一部分城市的供水系統(tǒng)水質(zhì)進(jìn)行了檢查，具體檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 城市供水系統(tǒng)水質(zhì)檢測(cè)指標(biāo)

總共對(duì)2967家市政自來水廠進(jìn)行了檢測(cè)，調(diào)查結(jié)果顯示，對(duì)于水質(zhì)總體較好的城市前三位是北京、上海和昆明。而水質(zhì)合格的城市市政自來水長(zhǎng)有2318家，水質(zhì)達(dá)標(biāo)率為78.1%。而以細(xì)菌總數(shù)和大腸菌群等為最普遍的的水質(zhì)微生物超標(biāo)項(xiàng)目。由此可見，城市供水質(zhì)量不容樂觀，需要加強(qiáng)對(duì)于微生物的處理，提高供水標(biāo)準(zhǔn)。

3 微生物指標(biāo)制定依據(jù)

對(duì)于城市供水系統(tǒng)，經(jīng)過有關(guān)調(diào)研發(fā)現(xiàn)我國(guó)和世界各國(guó)的城市中，水中微生物對(duì)人們的健康影響最大，世界衛(wèi)生組織也將引起介水感染的多種微生物列入安全飲用水重點(diǎn)的檢測(cè)指標(biāo)。對(duì)于微生物的檢測(cè)指標(biāo)采用大腸菌群和總細(xì)菌數(shù)來指示市政供水是否存在人們飲用后引發(fā)腸道感染的可能性。大腸菌群又可以細(xì)分為埃希氏菌種、耐熱大腸菌、檸檬酸菌種、克雷伯菌種和腸桿菌種。

3.1 大腸菌群

當(dāng)環(huán)境溫度接近人體溫度時(shí)，大腸菌的生命繁殖能力最為旺盛，經(jīng)過一定時(shí)間的菌落發(fā)酵可以產(chǎn)生對(duì)人體有害的酸和氣體的革蘭氏陰性無芽孢桿菌。經(jīng)過生物專家分析，動(dòng)物的糞便中大腸菌較為普遍存在，進(jìn)而對(duì)人和其他動(dòng)物的腸道的健康構(gòu)成安全威脅，一些大腸菌也可能是來自植物和土壤。假如在對(duì)城市飲用水中證實(shí)了大腸菌的存在，則需要對(duì)水質(zhì)進(jìn)行更加細(xì)化準(zhǔn)確的菌種檢驗(yàn)，進(jìn)而確定水質(zhì)污染的來源和原因。

3.2 耐熱大腸菌

耐熱大腸菌作為大腸菌的一種，也很適合在動(dòng)物的糞便的生存和繁殖，除此之外，也是作為城市供給系統(tǒng)的水質(zhì)大腸菌檢測(cè)菌種之一。大腸菌之耐熱性菌的出現(xiàn)會(huì)大大提高病菌和寄生蟲等病原體對(duì)腸道的感染與破壞，在一般情況下，耐熱大腸菌的數(shù)目和大腸菌群的整體對(duì)比而言，前者在人和動(dòng)物糞便中數(shù)目要偏多。因而，與大腸菌群相比，水質(zhì)微生物的病菌主要是前者的生長(zhǎng)和繁殖。

3.3 埃希氏菌

病菌生物學(xué)家一般將Escherirhia Castellneiand Chalmers定義成埃希氏菌的英文名，這種病菌的形貌特征是棒狀的，是深入檢驗(yàn)城市供給水質(zhì)微生物指標(biāo)之一，其體積大小一般呈1.2～1.1μm×1.8～3.0μm，一般獨(dú)自存在與繁衍。不同的大腸菌都有具有區(qū)分各自特征的莢莫和微觀莢膜。通過自身周生鞭毛運(yùn)動(dòng)，屬于兼性厭氧型病菌，并且在有氧和無氧條件下，代謝形式不同。如果檢測(cè)出其存在，必須采用相應(yīng)的措施來改善水質(zhì)質(zhì)量，減免對(duì)人體腸道造成的傷害。

3.4 細(xì)菌總數(shù)

對(duì)于城市供水系統(tǒng)水質(zhì)微生物的安全評(píng)價(jià)來說，水質(zhì)中細(xì)菌總量的數(shù)目可以較為真實(shí)的反映出當(dāng)前水質(zhì)的清潔程度和凈化程度，根據(jù)細(xì)菌合適的繁殖生長(zhǎng)環(huán)境，確定細(xì)菌數(shù)的正常檢測(cè)指標(biāo)。細(xì)菌不同于病毒，隨著檢測(cè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)于新制定的細(xì)菌總數(shù)檢測(cè)指標(biāo)，一般而言只要城市市政供水廠對(duì)水加以消毒和凈化，并經(jīng)過太陽光的充分暴曬，均能降到10/mL以下濃度個(gè)數(shù)。

4 城市供水系統(tǒng)水質(zhì)微生物的安全問題

由于水質(zhì)微生物種類繁多，對(duì)于不同的菌類，其治理手段不同，這就很難將所有的微生物均控制在制定的檢測(cè)指標(biāo)以內(nèi)，使得城市供水系統(tǒng)的水質(zhì)微生物指標(biāo)的安全問題成為飲用水安全的主要問題。通常在處理水中的微生物時(shí)，對(duì)于污染程度較輕的有機(jī)物以及藻霉素對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生的污染，無法進(jìn)行高效解除，這也就很難保證不會(huì)引發(fā)其他病菌的生長(zhǎng)和繁殖。通過活性炭的吸附性能，可以將城市供水環(huán)節(jié)中加入氯氣消毒的過程產(chǎn)生的水體副產(chǎn)物進(jìn)行有效的去除，對(duì)于微生物的吸附能力較弱，由于活性炭是物理吸附原理，這也就為其他微生物借助化學(xué)反應(yīng)或化學(xué)吸附的手段來去除提供了積極的研究方向。對(duì)于水質(zhì)微生物的存在，還存在一種情況就是，在飲用水處理過程中沒有出現(xiàn)不達(dá)標(biāo)的情況，而在城市居民飲用時(shí)卻超標(biāo)了。導(dǎo)致這一情況的出現(xiàn)很可能是輸水官網(wǎng)引發(fā)的二次污染，因此，在應(yīng)對(duì)水質(zhì)微生物引發(fā)的安全問題上，要從源頭以及整個(gè)傳輸過程中來降低微生物的種類和數(shù)量。

5 解決措施

5.1 水質(zhì)分段檢測(cè)

由于不同市政給水系統(tǒng)的處理設(shè)備和技術(shù)不同，具體的自然環(huán)境不同，地下水或周邊水庫(kù)水質(zhì)的具體微生物存在的種類和數(shù)量不同，這就需要對(duì)于不同的區(qū)域進(jìn)行分段檢測(cè)，加大檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)化程度。對(duì)于城市供水系統(tǒng)異質(zhì)化現(xiàn)象較為嚴(yán)重的市政水廠進(jìn)行分段處理。對(duì)于微生物的存在，必然會(huì)在水質(zhì)的宏觀上形成一定的展現(xiàn)形式，有的飲用水發(fā)黃，有的飲用水發(fā)黑，有的飲用水伴有明顯的異味，有的消毒后殘留的含氯的副產(chǎn)物較多，所以加強(qiáng)分類處理，有利于提高整個(gè)供水行業(yè)的專項(xiàng)治理效率。

5.2 推廣運(yùn)用新型管網(wǎng)

經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前城市的供水網(wǎng)絡(luò)主要還是鑄鐵管網(wǎng)，隨著鋼鐵工藝的不斷革新，對(duì)于鐵管也進(jìn)行的一次替代轉(zhuǎn)換，有效降低了管網(wǎng)由于生銹或腐蝕引發(fā)的水體微生物的生長(zhǎng)和繁殖。然而，生銹的鑄鐵管極易產(chǎn)生大腸桿菌，并與水體發(fā)生一定的物理變化，為了從管道傳輸飲用水的過程中來降低微生物二次產(chǎn)生并繁殖的概率，需要及時(shí)運(yùn)用新型材料來徹底替代以鐵管為主的水管網(wǎng)。值得注意的是，對(duì)于新材料的使用，需要定期進(jìn)行水質(zhì)采樣檢測(cè)，檢驗(yàn)水管網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和安全性周期，為以后普及提供完善的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

5.3 優(yōu)化管路設(shè)計(jì)

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)于水質(zhì)的要求隨著生活水平的提高而提高，這樣就要求針對(duì)不同的居民客戶需求，合理控制供水流量，優(yōu)化城市供水的管路設(shè)計(jì)，由于城市供水系統(tǒng)處理供給居民日常的飲用水以外，還要保障城市的消防用水，而目前許多城市采用的供水管路是統(tǒng)一的，這就大大增加了微生物處理水體總量，不但對(duì)于微生物的處理效率降低，同時(shí)還在無形之中增加了生活用水成本，對(duì)于人們的飲用需求不能得到很好的滿足。

6 結(jié)語

城市供水系統(tǒng)中水質(zhì)微生物的檢測(cè)與處理，對(duì)于居民生活健康影響很大。盡管水處理技術(shù)和相應(yīng)的配套設(shè)備在不斷更新，然而傳統(tǒng)的管網(wǎng)對(duì)于水質(zhì)微生物的產(chǎn)生已經(jīng)不容忽視，所以要加大對(duì)于城市傳統(tǒng)水管運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的改造和設(shè)計(jì)優(yōu)化。

[1]張明德.城市供水系統(tǒng)中的水質(zhì)微生物安全與評(píng)價(jià)[J].給水排水,2014,(36).

[2]楊利.城市供水系統(tǒng)中的水質(zhì)微生物安全與評(píng)價(jià)[J].科技傳播,2013,(21).