從水源地到水龍頭

王元元

自來水到底安全不安全？

這似乎是個有答案卻又無解的問題。

《瞭望東方周刊》記者獲得的一份內部資料似乎能佐證一些事實。2009年5月6日，高層研究機構以簡報的形式將清華大學教授王占生等人編寫的《觸目驚心的自來水隱患》一文上報，被國務院領導批示，要求抓緊規劃和解決城市自來水存在的各種問題。

2009年下半年，住建部城市供水水質監測中心對全國2199個城鎮、4000多家自來水水廠進行普查抽檢，以了解全國飲用水水質狀況。時至今日，該中心并未對外正式公布抽檢結果。不過，本刊記者從有關部門知情人士手中獲得的材料顯示，該次檢測結果中原水達標率、出廠水達標率均不理想。

到了2012年，住建部城市供水水質監測中心主任邵益生在接受新華社記者采訪時表示，中國自來水廠出廠水質達標率為83%。

合格率提高了，但形勢依然嚴峻。這一點，從2014年4月的蘭州自來水污染事故就能看出。

水源地污染局面嚴峻

“水源地污染，是現在自來水領域的最大問題。”清華大學環境學院教授、飲用水安全研究所所長劉文君告訴《瞭望東方周刊》。

水源地的環境狀況直接影響著自來水水質的好壞。就中國目前多數地方自來水加工技術落后的現實來說，這樣的直接關系意義尤為重大。經過30多年的改革開放，中國工業化加速的同時帶來環境狀況的惡化，其中就包括水源地的污染。

2006年，原國家環保總局公布了松花江事件后啟動的全國化工石化項目環境風險大排查行動結果：總投資一萬億元左右的7555個化工石化建設項目中，81%布設在江河水域、人口密集區等環境敏感區域；45%為重大風險源。

同年，環保總局對全國主要河流及湖泊的近千份水樣檢測結果顯示，43.9%的地表水可以安全飲用，近四分之一地表水處于污染狀態，甚至不能作為工業用水。2007年相關部門對4002個飲用水水源地的調查結果也顯示，35%的水源地已經不符合要求。

2010年環保部公布的《全國水環境質量狀況》也表明，城市飲用水水源合格率為76.5%。但該數據曾引發爭議，因為統計時將《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）中標注為不合格水源的三類水質統計為合格。

“按照標準，三類水源地是不符合要求的，但因為水源地的污染太嚴重了，所以三類水源作為飲用水水源地也就成了行業內的‘潛規則。” 劉文君說。

2013年，環保部公布的《2012年中國環境狀況公報》顯示，2012年全國地表水總體為輕度污染，Ⅰ～Ⅲ類、Ⅳ～Ⅴ類和劣Ⅴ類水質比例分別為68.9%、20.9%和10.2%；62個重點湖泊（水庫）中，Ⅰ～Ⅲ類、Ⅳ～Ⅴ類和劣Ⅴ類水質的湖泊（水庫）比例分別為61.3%、27.4%和11.3%。

地下水現狀也不樂觀。

國土資源部公布的《2012年中國國土資源公報》顯示，全國198個地市級、縣級行政區地下水水質監測結果表明，水質較差的占到40.6%，水質很差的占16.8%，合計占總數的57.4%。

國際上有個著名的“海恩法則”：每起嚴重事故的背后必然有30次左右的輕微事故、300次左右的未遂先兆和1000起左右的事故隱患。在飲用水源地環境保護方面，“海恩法則”同樣適用。

“水源地的污染是一個長期的過程，而非一朝一夕，這與我們國家的發展現實相聯系。” 住建部市政公用行業專家委員會城鎮供水組專家、清華大學教授王占生對《瞭望東方周刊》說，解決這一問題也非一朝一夕。

有機物污染危害最甚

當前中國水污染主要來自城市生活、現代工業、農業生產等三個方面。

城市生活污染主要是城市人口增加，生活污水、生活用品帶來的污染，尤其是藥品和個人護理用品；工業污染主要是一些化工企業亂排亂放帶來的重金屬等化學物質污染；而農業生產污染則包括牲畜糞便、農田中的化肥、殺蟲劑、除草劑等，一頭豬的糞便污染就相當于5-10個人的污染。

更令人憂慮的是有些污染物在處理后，不僅不能改善水質，還會造成再次污染。以污水為例。中國城市污水排放水質標準（即經過污水處理廠處理后排放的水）要求最高的是一級A，化學需氧量（有機污染的一個代表性指標）限量是50mg/L，但是國家規定的地表水環境質量標準最差的五類水體的限量是40mg/L。也就是說，即使是排出的合格廢水水質，也差于最低等級的水體水質。

與幾十年前相比，水源中所含的污染物質，發生了巨大變化。

“當前中國水環境中的污染已經不再是自然界的濁度、腐殖質、重金屬離子，而是無機離子污染、有機物污染等。”王占生說，包括農藥、殺蟲劑、滅草劑，塑料行業的增塑劑，一些影響生殖系統的內分泌干擾物（雌激素），包括藥品和個人護理用品（如抗生素、止痛藥、消炎藥、殺菌劑等）在內的人工合成有機污染物質，對人體的危害具有潛在的影響。

王占生說，“水源污染中特別需要注意的是有機物污染。近幾十年人類合成生產了幾百萬種有機物，這些東西是一把雙刃劍，既造福了人類，也帶來了種種潛在的危險。”

美國環保署曾提出水體中129種應優先控制的污染物名單，其中114種為有機污染物。中國也曾提出相應的名單，其中68種污染物質中有58種屬有機污染物。

國內外大量科學研究得出的結論是，這些污染中有的是持久性有機污染物，有的是內分泌干擾物，有的可歸為藥品與個人防護用品。這些物質對水中的動植物有影響，而這些影響也會隨著食物鏈最終影響到人類健康。

其中最嚴重的當屬內分泌干擾物。

該種物質主要是農藥、除草劑、滅菌劑、涂料、塑料增固劑等，一般具有類似于激素的結構和功能，可以干擾生物體的正常生理功能，損害人體神經系統、降低人體免疫力，長期作用可導致人類生殖系統癌變率增加和不育夫婦增加。endprint

包括抗生素、消炎藥、鎮痛藥、化妝品、防曬劑、營養品等在內的藥品和個人防護用品，帶來的危害也不容小覷。由于很難被降解和轉化，該物質長期暴露于水體有可能致使細菌、病毒具有抗藥性，嚴重的可能會產生“超級細菌”，進入人體后會帶來潛在的危險。目前在美國、日本等國的地下水中已經檢測到該種物質，而北京大學教授胡建英也曾在天津引黃水源水、鄭州黃河水源水中檢出抗生素。

除此之外，水源地污染中還有無處不在的微生物以及重金屬離子，以及當前技術條件下無法檢測到的可疑物質。

“水源地的污染情況在時刻發生變化，新型污染物還會不斷出現，必須下決心治理。”王占生說。

傳統水處理工藝仍是主流

水源地污染帶來的直接挑戰是自來水的加工工藝。

上述提到的2009年住建部全國水質普查結果顯示，4000多家自來水廠中采用深度加工工藝的僅占2%，大多數自來水廠仍沿用的是傳統工藝。其中在地表水的處理中，2747家自來水廠中僅有44家采用深度工藝、1999家沿用常規工藝、704家未處理或者僅簡易處理，后兩者出水量合計為每天1.59億立方米。

這一情況在2012年新的《生活飲用水衛生標準》強制實施后有所好轉。

據王占生介紹，新國標在2012年7月1日實施后，住建部曾對此前水質監測中問題較突出的城市進行約談，要求進行水廠加工技術的改造升級以達到水質合格標準。這次內部范圍的約談起到了一定的警示和督促作用，被約談的城市大多對自來水廠的加工技術作了改進。

但被約談的城市畢竟是少數，能主動改進制水工藝的城市更在少數。

對于大多數城市，尤其是三四線城市來說，常規的水處理技術仍然是主流。“問題在一些中小城市、縣城表現得更為突出，能實現深度處理的地級市就不多，縣一級的就更不用說了。”王占生保守估計，目前民眾飲用的自來水中僅有十分之一經過深度處理。

“面對當前復雜的水源地污染形勢，以前的常規自來水加工工藝，顯然是落伍了。”王占生說。

傳統的自來水處理工藝102年前誕生于比利時，常被業界稱為經典“四部曲”---絮凝（加聚合氯化鋁）、沉淀、過濾（通過石英砂、卵石等）、消毒（加氯氣等）。其主要是應對濁度、細菌、病毒以及可懸浮物，能夠有效消滅水中的微生物。

“傳統的處理工藝對于水源中出現的溶解性小分子污染物、大量的氨氮、臭味物質去除能力有限。” 王占生說 ，以CODmn（耗氧量）為例，常規工藝對于CODmn的去除率只能達到30%左右。按照新的《生活飲用水衛生標準》要求，自來水中CODmn的含量應小于3mg/L，而很多地區水源水中CODmn的含量約在5～6 mg/L，使用常規工藝根本無法達標。

近年來多地曝出的自來水異味事件，也能夠解釋常規處理工藝的落后。自來水異味的主要來源是一種叫做土臭素（二甲基萘烷醇）的物質，而這種物質因為體積太小根本無法通過常規的處理工藝去除。換言之，多地爆發的自來水異味事件，其實就能證明該地是否已采用深度處理工藝。

以4月份蘭州自來水事件為例，自來水中檢測出的超標物質苯因為密度大于水，多半沉在水下，可通過活性炭等深度處理手段進行吸附處理。傳統處理工藝則無法處理。

深度處理工藝有待普及

常規工藝最大的不足在于缺乏氧化和吸附技術，前者可將大分子有機物降解到小分子有機物，將小分子有機物降解到水與氧氣；后者則可將非極性較小分子有機物吸附去除。而深度處理工藝正具備了以上兩種優勢。

所謂的深度處理，就是除了常規工藝具備的基本處理能力外，還能通過活性炭、臭氧等技術有效消除各類小分子有機物、無機化合物。深度處理首先應是強化常規處理，不用增加構筑物，然后才是增設活性炭吸附、生物預處理等構筑物。

目前的深度處理技術可以分為四類，加氧化劑、利用活性炭吸附、生物預處理和膜技術。加入高錳酸鉀、臭氧、二氧化氯等氧化劑物質，能夠有效減少氯的消毒副產物，改善水的混凝條件，氧化膠體表面的有機物；生物預處理則主要針對原水中高含量的氨氮，可有效去除這一物質；膜技術則根據分子體積的大小又分為微濾、超濾、納濾和反滲透四種，每一種過濾膜都能過濾不同體積的小分子有機物。

不過，深度處理技術的核心還是活性炭吸附。中國大量水源水中分子量小于3000的有機物占40%～50%。活性炭可以吸附分子量為3000～5000的有機污染物。“深度處理中的活性炭能夠吸附傳統處理工藝無法過濾和去除的小分子有機物，使得水質更加干凈。”王占生說，在此基礎上更進一步的臭氧活性炭吸附去除效果更好。

據王占生介紹，目前浙江嘉興地區基本上都采用了臭氧活性炭的深度加工工藝，事實證明可以長期有效去除定量的CODmn，且使用周期較長。“我主張都要用活性炭，只要是地表水廠的都要用，傳統工藝是沒用的。”

為何多地沒有上馬深度處理技術？原因在于處理成本的增加。

王占生給本刊記者算了一筆賬，如果一個自來水廠上馬深度加工工藝，那每噸水的成本將會相應上升0.3元左右。

“資金是一方面，關鍵是意識的問題。”王占生建議，各地自來水廠尤其是以地表水為主要水源的水廠，要立刻升級傳統加工工藝，以保證自來水水質的安全。

2012年5月，住建部、國家發改委聯合下發《全國城鎮供水設施改造與建設“十二五”規劃及2020年遠景目標》（以下簡稱《城鎮供水規劃》）明確表示，“十二五”期間國家將投資465億元對出廠水不能穩定達標的水廠進行全面升級改造，總規模為0.67億立方米/日。

老舊管網急需改造

作為自來水入戶的“最后一公里”，管網對自來水的安全同樣有很大的影響。

即便采用先進的飲用水處理技術和工藝保證出廠水水質 ，但若未能有效控制輸配過程中的二次污染，飲用水水質安全亦不能保證。endprint

2002年、2003年，住建部曾對全國數百城市的供水管網進行過調查，結果顯示已不符合國標的灰口鑄鐵管占50.80%、普通水泥管占13%、鍍鋅管等占6%，而這三類低質管網主要鋪設于上世紀70年代至2000年之間。

2000年以后，全國各地在城市建設中規劃和鋪設新的供水管網，這一現狀有所改進。公開資料顯示，“十一五”期間，全國設市城市和縣城共增加管網長度22.21萬公里。截至2010年底，全國城鎮供水管網長度為103.55萬公里，年供水總量為714億立方米。

相較于新管網建設的如火如荼，全國各地老舊管網的改造往往因為各種因素的制約而被擱置，質量低劣的管網大多數現在仍在服役。《城鎮供水規劃》對中國當前供水管網存在的問題進行了總結：目前全國仍有大量使用服務期限超過50年和材質落后的管網，導致管網水質合格率較出廠水降低；同時管道的漏損情況嚴重，“爆管”現象頻發，甚至引起全城停水。

盡管目前并無確切數據表明這一問題的嚴重性，但老舊管網帶來的二次污染已經顯而易見。

“老舊水管容易受到腐蝕，腐蝕后會產生微生物細菌，并且與水中營養物發生反應，形成二次污染。”劉文君告訴《瞭望東方周刊》，頻繁曝出的自來水發黃發臭問題，即多數由此引起。

《城鎮供水規劃》提出，“十二五”期間，全國將投入管網改造資金835億元，新建管網資金1843億元，對使用年限超過50年和灰口鑄鐵管、石棉水泥管等落后管材的供水管網進行升級改造，共計9.23萬公里。

二次供水問題突出

管網對水質污染程度，也與其本身的材質密不可分。中科院生態環境研究中心環境水質學國家重點實驗室曾對市場上常見的鋁塑復合管、銅管、不銹鋼管和鍍鋅鐵管等4種管材進行過實驗，對比其對靜態自來水的總有機碳 （TOC）、溶解氧 （DO）、濁度、細菌總數和大腸菌群等水質指標的影響。

實驗結果顯示，鍍鋅鐵管和鋁塑復合管都會使自來水的TOC值和濁度較大幅度增加，銅管影響最小；鍍鋅鐵管和鋁塑復合管都會使自來水中的細菌總數不同程度的增加，銅管的衛生性能最好且具有殺滅細菌及大腸菌群的作用；在自來水中浸泡10個月后，鋁塑復合管內壁嚴重變形，還沉積了一些聚集體狀物質。

綜合各項指標，銅管對自來水水質指標的影響最小，且具有良好的衛生性能。

但因為成本高等現實因素，銅管在中國的自來水管中普及和應用率并不高，多地普遍使用的還是塑料管、鋁塑復合管、不銹鋼管和鍍鋅鐵管等。

“相對來說，塑料管是比較好的，腐蝕比較小，特別是現在采用的新型塑料管比較有保障。”王占生說，有些地方采用的塑料管在制作過程中偷工減料，使用廢棄材質，質量沒有保障，還能滲出有毒有害物質。“使用劣質的塑料管在農村是個很大的問題。”

二次供水帶來的污染，也是當前必須解決的問題之一。

在國內，為了保證6層以上的高樓用戶水壓正常，同時避免脆弱的公共管網承受過大壓力，自來水公司多半通過管網末端加壓模式，將自來水壓至高層建筑屋頂水箱或半地下的蓄水池，再由蓄水池或水箱輸送至用戶家中。

但是，針對這些數量之多的二次供水設施，國家既無嚴格的衛生標準，也無明確的權責劃分。

“現在的二次供水設施多半由小區的物業來管，且不說責任心，他們本身也沒有專業能力，根本管不好，不會管，更疏于管。”王占生說。

防護條件差加上疏于管理，多數二次供水設施存在巨大的安全風險。近年來，因二次供水導致的水質二次污染事件頻頻見諸媒體，水箱內發現死老鼠、塑料瓶、生活垃圾的事件屢見不鮮。

《城鎮供水規劃》表明，“十二五”期間國家將會對供水安全風險隱患突出的二次供水設施進行改造，改造規模約0.08億立方米/日，涉及城鎮居民1390萬戶。

“問題確實存在。但我覺得相關部門在刻意夸大管網二次污染帶來的影響，以此來推脫自己的責任。不管有沒有二次污染，自來水的水質都應該是全面保證的，不能把二次污染當理由。”王占生說。endprint