應(yīng)用綜合指數(shù)法評(píng)價(jià)珠海市生活飲用水水質(zhì)

周 麗，招景添

(珠海市水資源中心，廣東 珠海 519000)

飲用水水質(zhì)關(guān)系著民眾的健康和生命安全，據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)報(bào)道：人類80%的疾病和33%的死亡與飲用水衛(wèi)生有關(guān)。2017年修改水污染防治法重點(diǎn)強(qiáng)化了飲用水安全保障，要求縣級(jí)以上政府至少每季度向社會(huì)公開一次飲用水安全狀況信息，保障廣大人民群眾的知情權(quán)。水質(zhì)綜合指數(shù)法具有計(jì)算簡(jiǎn)單、科學(xué)綜合的特點(diǎn)[1]，能夠定量和客觀反映水質(zhì)狀況，有可比性和通用性[2]，本研究運(yùn)用袁東等[3-4]提出的飲用水水質(zhì)評(píng)價(jià)綜合指數(shù)法的評(píng)價(jià)體系，擬對(duì)2019年珠海市生活飲用水水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。

1 材料與方法

1.1 資料來源

以2019年珠海市水務(wù)局網(wǎng)站公布的供水水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為資料，包括出廠水、管網(wǎng)水、二次供水，共計(jì)429份。

1.2 檢測(cè)方法和指標(biāo)

水樣的采集、保存、分析依據(jù)生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法(GB/T 5750—2006)[5]，由珠海市水質(zhì)監(jiān)測(cè)中心自主完成，結(jié)合珠海市原水水質(zhì)特點(diǎn)、水廠處理工藝及消毒方式等，選取可以代表水質(zhì)狀況的25項(xiàng)典型指標(biāo)為評(píng)價(jià)參數(shù)：色度、渾濁度、臭和味、肉眼可見物、pH、鐵、錳、鋁、氯化物、硫酸鹽、總硬度、游離氯、氨氮、耗氧量、亞硝酸鹽、總大腸菌群、耐熱大腸菌群、菌落總數(shù)、汞、鉛、砷、鉻(六價(jià))、氰化物、氟化物、硝酸鹽氮(以N計(jì))。以生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 5749—2006)[6]為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 飲用水水質(zhì)評(píng)價(jià)綜合指數(shù)法

袁東等將檢測(cè)指標(biāo)依據(jù)其衛(wèi)生學(xué)意義分為5大類：腸道傳染性指標(biāo)、感官和一般化學(xué)指標(biāo)、有機(jī)污染指標(biāo)、致癌性指標(biāo)和一般毒理學(xué)指標(biāo)[4]，并進(jìn)行了賦權(quán)。計(jì)算體系參考袁東等[4]和相關(guān)文獻(xiàn)[7-9]，計(jì)算出2019年珠海市飲用水水質(zhì)綜合指數(shù)WQI(Water Quality Index)。因珠海市原水供水水質(zhì)及出廠水中致癌性指標(biāo)濃度均極低，綜合考慮2019年珠海市水質(zhì)監(jiān)測(cè)中心對(duì)出廠水、管網(wǎng)水、二次供水水質(zhì)中致癌性指標(biāo)監(jiān)測(cè)頻次不一，且頻率較低，為避免計(jì)算水質(zhì)綜合指數(shù)WQI造成較大誤差，對(duì)指標(biāo)分類進(jìn)行修改，將致癌性指標(biāo)和一般毒理學(xué)指標(biāo)合并為毒理性指標(biāo)。

1.3.1分指數(shù)(Index，Ii)

以各指標(biāo)的實(shí)測(cè)濃度值(Ci，mg/L)除以《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 5749—2006)中該指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)限值(Si，mg/L)。即：

Ii=Ci/Si

(1)

1.3.2特殊分指數(shù)的計(jì)算方法

① 當(dāng)Ii小于0.10，或者低于方法檢出限時(shí)，一律定義Ii=0.10；

② 總大腸菌群、耐熱大腸菌群未檢出時(shí)，Ii=0.10，若檢出，則Ii=1.00+0.50(n-1)，n為檢出數(shù)(CFU/mL)；

③ 菌落總數(shù)，若實(shí)測(cè)值低于標(biāo)準(zhǔn)限值，則Ii=Ci/100，若實(shí)測(cè)值高于標(biāo)準(zhǔn)限值，按照公式Ii=1.00+lg(Ci/Si)計(jì)算；

④ pH值，因其有兩個(gè)限值，分指數(shù)計(jì)算公式為：Ii=[Ci-(Smax+Smin)/2]/[Smax-(Smax+Smin)/2]，其中Smax為上限值，Smin為下限值；

⑤ 肉眼可見物若檢出，則Ii=1.50，若未檢出，則Ii=0.10；

⑥ 參考銅和鋅的5級(jí)限值分布[3]，臭和味指標(biāo)5極限值分指數(shù)Ii分別為：0.1，0.2，1.0，1.5，2.0。

1.3.3各分類水質(zhì)綜合指數(shù)(WQIj)

① 最差因子判別法：有機(jī)污染類指標(biāo)和毒理性指標(biāo)對(duì)健康具有較大危害，一般濃度較低，為避免掩蓋污染，采用最差因子判別法進(jìn)行評(píng)價(jià)，即：

WQIj=Ij，max

(2)

式中Ij，max為分指數(shù)中的最大值。

② 內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法：對(duì)人體危害較低的感官和一般化學(xué)指標(biāo)、腸道傳染性指標(biāo)采用內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法，即：

(3)

式中Ij，average為分指數(shù)的均值；Ij，max為分指數(shù)的最大值。

1.3.4飲用水水質(zhì)綜合指數(shù)(WQI)

計(jì)算各分類綜合指數(shù)WQIj后，對(duì)其進(jìn)行加權(quán)綜合，各類指標(biāo)的權(quán)重值見表1，得到水質(zhì)綜合指數(shù):

(4)

其中ωj為各類指標(biāo)的權(quán)重值。

表1 飲用水水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)分類及權(quán)重

1.4 建立評(píng)價(jià)級(jí)別

參考袁志彬等[10]人方法，對(duì)WQI進(jìn)行分級(jí)(見表2)，以1.00作為界限，判斷水質(zhì)是否污染。

表2 生活飲用水水質(zhì)級(jí)別的劃分及意義[10]

2 結(jié)果

2019年共采集水樣429份，其中出廠水140份，合格率為100%；管網(wǎng)水154份，合格率為100%；二次供水135份，其中2份水樣因菌落總數(shù)超標(biāo)和總大腸桿菌群檢出不達(dá)標(biāo)，合格率為98.5%。按照1.3中相關(guān)公式計(jì)算出全部水樣的WQI值，得出水質(zhì)綜合指數(shù)均值為0.20±0.07,按照表2等級(jí)分級(jí)法進(jìn)行分級(jí)，結(jié)果見表3所示。

表3 各類水樣水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)與分級(jí)

按照季度，將3種不同類型的水質(zhì)的主要污染物指標(biāo)類型列出(見表4)。3類不同水樣未進(jìn)行加權(quán)的分指數(shù)中感官和一般化學(xué)類、有機(jī)污染類對(duì)水質(zhì)影響較大，其中pH和耗氧量2個(gè)指標(biāo)對(duì)其分指數(shù)貢獻(xiàn)較大，綜合考量各分項(xiàng)對(duì)健康的危害程度，分指數(shù)加權(quán)后腸道傳染性指標(biāo)和毒理性指標(biāo)對(duì)水質(zhì)影響明顯增加，其中第2季度3類水樣中毒理性指標(biāo)均對(duì)水質(zhì)綜合指數(shù)貢獻(xiàn)最大。

表4 不同類型水質(zhì)主要污染物指標(biāo)綜合指數(shù)分布情況

3 結(jié)語

綜合指數(shù)法將有代表性的若干指標(biāo)綜合成一個(gè)指數(shù)，能較好地全面地反映飲用水水質(zhì)狀況，該方法已經(jīng)較為成熟，在多個(gè)地市飲用水水質(zhì)評(píng)價(jià)中得以應(yīng)用，方法的關(guān)鍵在于指標(biāo)的選擇和賦權(quán)，在評(píng)價(jià)過程中，應(yīng)該與水廠的處理工藝、水平以及供水標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合，避免與實(shí)際供水安全脫節(jié)[11]。本文選取了25項(xiàng)具有不同衛(wèi)生學(xué)意義的4類評(píng)價(jià)指標(biāo)，選用了袁東等[4]提出計(jì)算方法，根據(jù)實(shí)際略作修改，將大量的水質(zhì)檢測(cè)指標(biāo)轉(zhuǎn)換為一個(gè)綜合的數(shù)值，直觀反映水質(zhì)狀況，便于水質(zhì)信息公開與公眾理解。

評(píng)價(jià)結(jié)果顯示：2019年珠海市出廠水、管網(wǎng)水、二次供水水質(zhì)均達(dá)到1級(jí)優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)，與其他地市比較，水質(zhì)狀況較好[1，7-9]。從水樣類型來看，3種不同類型水質(zhì)綜合指數(shù)均值非常接近，水質(zhì)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=0.550，P>0.05)。出現(xiàn)個(gè)別小區(qū)二次供水水質(zhì)優(yōu)于出廠水的現(xiàn)象，分析原因可能是二次供水樣本數(shù)較多，涉及全市100余個(gè)小區(qū)，每年度監(jiān)測(cè)1～2次，因采樣時(shí)間不同、各小區(qū)二次供水設(shè)施差異導(dǎo)致水質(zhì)綜合指數(shù)差別較大，而出廠水選取全市8個(gè)重要水廠評(píng)價(jià)，監(jiān)測(cè)頻率為每月1～2次，數(shù)據(jù)更具有代表性；從水廠區(qū)域來看水質(zhì)優(yōu)劣大致為：香洲區(qū)、斗門區(qū)、高新區(qū)，原因可能與管理、水處理工藝、消毒設(shè)備等有關(guān)；從季度分析看，3類不同水樣水質(zhì)綜合指數(shù)和水樣合格率4個(gè)季度均無顯著差異(P>0.05)。

珠海市生活飲用水水質(zhì)優(yōu)良，合格率高，但少量二次供水仍然出現(xiàn)不合格現(xiàn)象，主要污染指標(biāo)為大腸桿菌群和菌落總數(shù)，建議增加二次供水和管網(wǎng)水的監(jiān)測(cè)頻率，推動(dòng)二次供水改造，加強(qiáng)供水設(shè)施監(jiān)管，杜絕二次污染，保障供水安全。