城市供水系統(tǒng)中的水質(zhì)微生物的安全與評價

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

1 引言

伴隨著工業(yè)時代的到來，飲用水的安全成為人們極為關(guān)注的焦點問題，它是人們賴以生存的最基本的物質(zhì)資源保證。中國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，對城市供水系統(tǒng)的挑戰(zhàn)加大，國家對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城市供水系統(tǒng)水質(zhì)檢測標(biāo)準(zhǔn)、城市系統(tǒng)供水對于微生物的安全以及評價指標(biāo)制定的依據(jù)，針對城市飲用水水質(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，我國城市籌劃部門對城市供水系統(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）。《規(guī)劃目標(biāo)》對不同的水司部門，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)國家的飲水指令[78/53/EC]，對于水質(zhì)微生物的檢測種類增加到了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)檢測結(jié)果

2013年，我國完善并更新了《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)，我們對一部分城市的供水系統(tǒng)水質(zhì)進(jìn)行了檢查，具體檢測標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 城市供水系統(tǒng)水質(zhì)檢測指標(biāo)

總共對2967家市政自來水廠進(jìn)行了檢測，調(diào)查結(jié)果顯示，對于水質(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)項目。由此可見，城市供水質(zhì)量不容樂觀，需要加強對于微生物的處理，提高供水標(biāo)準(zhǔn)。

3 微生物指標(biāo)制定依據(jù)

對于城市供水系統(tǒng)，經(jīng)過有關(guān)調(diào)研發(fā)現(xiàn)我國和世界各國的城市中，水中微生物對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的檢測指標(biāo)。對于微生物的檢測指標(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，大腸菌的生命繁殖能力最為旺盛，經(jīng)過一定時間的菌落發(fā)酵可以產(chǎn)生對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，動物的糞便中大腸菌較為普遍存在，進(jìn)而對人和其他動物的腸道的健康構(gòu)成安全威脅，一些大腸菌也可能是來自植物和土壤。假如在對城市飲用水中證實了大腸菌的存在，則需要對水質(zhì)進(jìn)行更加細(xì)化準(zhǔn)確的菌種檢驗，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)大腸菌檢測菌種之一。大腸菌之耐熱性菌的出現(xiàn)會大大提高病菌和寄生蟲等病原體對腸道的感染與破壞，在一般情況下，耐熱大腸菌的數(shù)目和大腸菌群的整體對比而言，前者在人和動物糞便中數(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動，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，減免對人體腸道造成的傷害。

3.4 細(xì)菌總數(shù)

對于城市供水系統(tǒng)水質(zhì)微生物的安全評價來說，水質(zhì)中細(xì)菌總量的數(shù)目可以較為真實的反映出當(dāng)前水質(zhì)的清潔程度和凈化程度，根據(jù)細(xì)菌合適的繁殖生長環(huán)境，確定細(xì)菌數(shù)的正常檢測指標(biāo)。細(xì)菌不同于病毒，隨著檢測技術(shù)的不斷進(jìn)步，對于新制定的細(xì)菌總數(shù)檢測指標(biāo)，一般而言只要城市市政供水廠對水加以消毒和凈化，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，對于污染程度較輕的有機(jī)物以及藻霉素對水質(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引發(fā)其他病菌的生長和繁殖。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)對水質(zhì)微生物引發(fā)的安全問題上，要從源頭以及整個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

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，這就需要對于不同的區(qū)域進(jìn)行分段檢測，加大檢測標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)化程度。對于城市供水系統(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。對于微生物的存在，必然會在水質(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，所以加強分類處理，有利于提高整個供水行業(yè)的專項治理效率。

5.2 推廣運用新型管網(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，需要及時運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，對于新材料的使用，需要定期進(jìn)行水質(zhì)采樣檢測，檢驗水管網(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驗數(shù)據(jù)。

5.3 優(yōu)化管路設(shè)計

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對于水質(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，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，不但對于微生物的處理效率降低，同時還在無形之中增加了生活用水成本，對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)微生物的檢測與處理，對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)對于水質(zhì)微生物的產(chǎn)生已經(jīng)不容忽視，所以要加大對于城市傳統(tǒng)水管運輸網(wǎng)絡(luò)的改造和設(shè)計優(yōu)化。

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

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