復(fù)旦大學(xué)邯鄲校區(qū)典型建筑物二次供水水質(zhì)狀況

宋佳秀，黃瀟逸，安 東，姚黎光，舒詩(shī)湖，張 東

（1.上海師范大學(xué) 生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，上海 200235；2.復(fù)旦大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程系，上海 200433；3.上海市水資源開(kāi)發(fā)利用工程研究中心有限公司，上海 200082）

二次供水，就是供水單位將來(lái)自城市公共供水設(shè)施和自建設(shè)施的供水，經(jīng)貯存、加壓或深度處理和消毒后，由供水管道或?qū)Ｓ霉艿劳ㄏ蛴脩舳斯┧?］.

二次供水是城市供水系統(tǒng)的重要組成部分.二次供水設(shè)施以屋頂水箱和地下水池為主，部分設(shè)施衛(wèi)生防護(hù)條件差，疏于管理，二次污染風(fēng)險(xiǎn)突出，嚴(yán)重影響城鎮(zhèn)供水安全.據(jù)統(tǒng)計(jì)，2014年，上海約有屋頂水箱11.4萬(wàn)個(gè)，地下水池8 700個(gè)，水泵26 000臺(tái)（套），用戶水表394萬(wàn)個(gè).大部分生活水泵為鑄鐵材質(zhì)，大多數(shù)水池（箱）為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁為水泥砂漿.小區(qū)室內(nèi)管道約為14 992km，其中1990年之前的約為7 385km，約占50%，1990～1997年約為7 608km.街坊管總長(zhǎng)約為5 000km，主要采用灰口鑄鐵管和鍍鋅鋼管［2］.大部分管道和水箱缺乏水質(zhì)監(jiān)測(cè)手段，難以掌握二次供水的水質(zhì)狀況.近年來(lái)，市民反映二次供水水質(zhì)問(wèn)題較多.據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，2013年上海中心城區(qū)反映水質(zhì)問(wèn)題共1 579件，其中二次供水引起的水質(zhì)問(wèn)題占52%，2014年中心城區(qū)反映水質(zhì)問(wèn)題共2 003件，其中二次供水引起的水質(zhì)問(wèn)題占49.2%［3］.上海市水箱（池）二次加壓系統(tǒng)的水質(zhì)污染現(xiàn)象比較嚴(yán)重，余氯、細(xì)菌總數(shù)以及大腸桿菌的超標(biāo)現(xiàn)象比較突出［4］.

本文通過(guò)對(duì)復(fù)旦大學(xué)邯鄲校區(qū)典型建筑的二次供水水質(zhì)的監(jiān)測(cè)，初步摸清校區(qū)二次供水水質(zhì)現(xiàn)狀，研究二次供水方式和管材對(duì)水質(zhì)的影響.為改善校區(qū)二次供水水質(zhì)和改造二次供水系統(tǒng)提供了一定的數(shù)據(jù)參考.

1 方 法

1.1 二次供水采樣點(diǎn)

本實(shí)驗(yàn)在復(fù)旦大學(xué)邯鄲校區(qū)內(nèi)根據(jù)需要選取了4組有代表性的采樣點(diǎn)，如表1所示.采樣點(diǎn)1（第二教學(xué)樓）為市政直接供水，其他為水池水箱聯(lián)合供水.采樣點(diǎn)4（第六教學(xué)樓）管材原為鑄鐵管，2013年1月，經(jīng)樓宇設(shè)施改造后為無(wú)規(guī)共聚聚丙烯（PPR）管，其余均為鑄鐵管.自2013年8月6日開(kāi)始采樣測(cè)定至2014年9月15日，每周4個(gè)采樣點(diǎn)同時(shí)采樣1次.

1.2 水質(zhì)指標(biāo)測(cè)定方法

二次供水水質(zhì)指標(biāo)測(cè)定均采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法［5］，濁度采用便攜式濁度儀Hach2100Q 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定；余氯采用便攜式余氯儀Hach PCⅡ測(cè)定；高錳酸鹽指數(shù)（COD）采用標(biāo)準(zhǔn)酸性法測(cè)定；細(xì)菌總數(shù)采用平板計(jì)數(shù)法測(cè)定，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法［5］取樣.

表1 二次供水水質(zhì)采樣點(diǎn)Tab.1 Water sampling design for secondary water supply

2 結(jié)果

2.1 二次供水渾濁度變化

從圖1二次供水的渾濁度變化情況來(lái)看，4個(gè)采樣點(diǎn)的長(zhǎng)期渾濁度指標(biāo)值均明顯高于市政供水的渾濁度，基本無(wú)季節(jié)性變化，其中采樣點(diǎn)2 渾濁度最差，為0.15～0.25 NTU 之間，遠(yuǎn)高于市政供水的0.05～0.1NTU 的范圍，增加50%～400%.污染主要來(lái)自于二次供水環(huán)節(jié)，包括水池水箱和供水立管等；采樣點(diǎn)1和采樣點(diǎn)4渾濁度情況較好，為0.1～0.18NTU 之間，采樣點(diǎn)1為直接供水方式，沒(méi)有水池水箱污染，采樣點(diǎn)4經(jīng)改造后將鑄鐵管改為PPR 管，改善了二次供水的渾濁度水平.因此，二次供水的水池水箱供水方式和立管管材都會(huì)不同程度的影響二次供水水質(zhì)，水池水箱應(yīng)定期清潔維護(hù)以改善衛(wèi)生狀況，在有條件的情況下改造建筑物的鑄鐵管管材為PPR 管，可明顯改善供水水質(zhì).

圖1 二次供水渾濁度的變化情況（2013年8月至2014年9月）Fig.1 Turbidity change of secondary water supply（from Aug.2013to Sept.2014）

2.2 二次供水COD變化

從圖2二次供水COD 的變化情況來(lái)看，校區(qū)4個(gè)采樣點(diǎn)COD 值升高不明顯，實(shí)驗(yàn)期間市政供水平均COD 值1.84mg／L，采樣點(diǎn)3（四教）COD 平均值增加最多，為1.99mg／L，增加了8.15%，采樣點(diǎn)2平均值最小，為1.83mg／L，增加了4.9%.二次供水設(shè)施供水過(guò)程COD 增加較少有兩方面原因，一方面二次供水設(shè)施有可能增加COD 的含量，另一方面二次供水停留時(shí)間較長(zhǎng)，一部分二次供水中的有機(jī)物有被水中余氯等氧化性物質(zhì)降解的可能［6］，整體來(lái)看，二次供水COD 含量增加較小，尚不構(gòu)成二次供水水質(zhì)安全風(fēng)險(xiǎn).

圖2 二次供水COD 的變化情況Fig.2 COD change of secondary water supply

2.3 二次供水余氯與細(xì)菌總數(shù)

如圖3所示為采樣點(diǎn)1的余氯與細(xì)菌總數(shù)的關(guān)系，二次供水中余氯含量較高，通常為0.10mg／L 以上，遠(yuǎn)高于城市供水要求的管網(wǎng)末梢0.05mg／L 的標(biāo)準(zhǔn)，可以看出，僅有個(gè)別采樣出現(xiàn)細(xì)菌滋生的情況，且細(xì)菌總數(shù)值較低，均小于10cfu／mL.采樣點(diǎn)1二次供水設(shè)施為直接供水，未采用水池水箱，余氯基本不受二次供水設(shè)施影響，余氯濃度保持在較高的范圍，可以有效抑制細(xì)菌的滋生.

圖3 采樣點(diǎn)1二次供水余氯與細(xì)菌總數(shù)的關(guān)系Fig.3 Relationship between residual chlorine and bacteria for water sampling 1＃

采樣點(diǎn)2二次供水余氯與細(xì)菌總數(shù)的關(guān)系如圖4所示，可以看出，二次供水余氯含量低于0.05mg／L時(shí)，細(xì)菌總數(shù)較高，可達(dá)到20～50cfu／mL，出現(xiàn)細(xì)菌超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn).采樣點(diǎn)2二次供水設(shè)施采用水池水箱聯(lián)合供水，二次供水停留時(shí)間長(zhǎng)，水中的余氯自行分解或與水中其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)而消耗減少，鑄鐵管管材長(zhǎng)時(shí)間使用易于為細(xì)菌滋生提供滋生的場(chǎng)所，從而造成細(xì)菌總數(shù)增加.可考慮改造二次供水設(shè)施，減少二次供水停留時(shí)間或增加二次供水補(bǔ)充消毒裝置如采樣紫外補(bǔ)充消毒、臭氧補(bǔ)充消毒等［2］，在二次供水余氯低時(shí)強(qiáng)化對(duì)細(xì)菌的消毒作用.

如圖5所示，采樣點(diǎn)4多數(shù)時(shí)間余氯含量為0.1～0.2mg／L，部分時(shí)間余氯含量低于0.05mg／L，最低為0.03mg／L，細(xì)菌總數(shù)多數(shù)時(shí)間未檢出，即使細(xì)菌總數(shù)有檢出時(shí)也僅為2～6cfu／mL.采樣點(diǎn)4二次供水設(shè)施立管改造為PPR 管材，使用時(shí)間較短，相對(duì)于鑄鐵管，PPR 管細(xì)菌不易滋生，盡管余氯有時(shí)低于標(biāo)準(zhǔn)值，細(xì)菌總數(shù)增加較慢.

圖4 采樣點(diǎn)2二次供水余氯與細(xì)菌總數(shù)的關(guān)系Fig.4 Relationship between residual chlorine and bacteria for water sampling 2＃

圖5 采樣點(diǎn)4二次供水余氯與細(xì)菌總數(shù)的關(guān)系Fig.5 Relationship between residual chlorine and bacteria for water sampling 4＃

本文對(duì)復(fù)旦大學(xué)邯鄲校區(qū)內(nèi)的4棟建筑進(jìn)行二次供水指標(biāo)濁度、COD、余氯和細(xì)菌總數(shù)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè).二次供水的水池水箱供水方式和管道材質(zhì)會(huì)不同程度的影響二次供水水質(zhì)渾濁度、余氯和細(xì)菌總數(shù)，二次供水渾濁度明顯高于市政供水，二次供水COD 含量受供水方式和管道材質(zhì)的影響較小，二次供水停留時(shí)間較大會(huì)導(dǎo)致余氯減少和細(xì)菌總數(shù)的增加；直接供水方式在渾濁度、余氯和細(xì)菌總數(shù)等指標(biāo)的控制上明顯好于水池水箱聯(lián)合供水.

［1］王 浩，謝有奎，高殿森，等.飲用水在儲(chǔ)蓄過(guò)程中二次污染數(shù)學(xué)模擬與應(yīng)用研究［J］.西南給排水，2004（6）：12－14.

［2］高 煒，朱慧峰，安 東，等.二次供水系統(tǒng)中三種補(bǔ)充消毒工藝的比較［J］.凈水技術(shù)，2014（4）：63－66.

［3］吳靜宇，項(xiàng)嘉匯，鄧志鵬，等.上海市浦東新區(qū)新舊居民小區(qū)二次供水設(shè)施衛(wèi)生學(xué)調(diào)查［J］.環(huán)境與健康雜志，2014（7）：619－620.

［4］劉志琪.客觀認(rèn)識(shí)現(xiàn)狀與需求規(guī)范進(jìn)行供水設(shè)施建設(shè)和改造［J］.城鎮(zhèn)供水，2014（5）：20－22.

［5］國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局.水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法［M］.北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2012.

［6］王海亮，周 云，孫堅(jiān)偉，等.二次供水常見(jiàn)水質(zhì)問(wèn)題及防治技術(shù)［J］.凈水技術(shù)，2010（4）：71－74.