疫情期間飲用水游離氯污染特征及風(fēng)險評估

劉沛友 趙文晉 石越輝 燕蛟 黃生平

（畢節(jié)市環(huán)境監(jiān)測中心站 貴州畢節(jié) 551700）

新型冠狀病毒感染肺炎疫情發(fā)生以來，逐漸在全國蔓延，大量感染病人被送往醫(yī)院集中隔離治療， 因此存在病毒通過醫(yī)療廢物、廢水傳播擴散的風(fēng)險。 為消除風(fēng)險，醫(yī)療廢物必須嚴(yán)格規(guī)范處理，醫(yī)療廢水必須加強消毒，而廢水消毒將使用大量含氯消毒劑，從而產(chǎn)生過剩的余氯。 一方面，游離氯可使含酚的水產(chǎn)生氯酚， 還可以生成有機氯化合物， 對人體非常有害；另一方面，游離氯會對某些水生生物產(chǎn)生有害作用［1］。 可見，游離氯一旦隨著地表徑流遷移到飲用水水源，可能造成水體污染和水質(zhì)中毒。 針對疫情期間醫(yī)院的特殊排污情況和保證飲用水安全，選取10 個水庫型和4 個河流型（地下河）城市集中式飲用水水源作為監(jiān)測與評估對象，進(jìn)行游離氯監(jiān)測。 分析游離氯污染現(xiàn)狀、 污染變化趨勢和風(fēng)險、 評估其使用安全性，為疫情期間保護(hù)飲用水安全提供科學(xué)依據(jù)。

1 環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查

采用現(xiàn)場踏勘和資料收集法進(jìn)行環(huán)境調(diào)查。 調(diào)查評估的飲用水源基本上位于城市郊區(qū)，服務(wù)人口眾多，以水庫型和地下河流型為主，周邊地帶屬于典型的喀斯特地形風(fēng)貌。 水庫型飲用水源的水量主要靠降雨形成的地表徑流補給，河流型（地下河） 飲用水源的水量靠降雨形成的地表徑流和部分地下水補給，因此，水質(zhì)容易受到上游水量補給區(qū)污染源的影響。 調(diào)查的14 個城市集中式飲用水水源均已劃有一級、二級保護(hù)區(qū)和準(zhǔn)保護(hù)區(qū)，已經(jīng)采取較為嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)措施。 水源編號按照《集中式飲用水水源編碼規(guī)范》［2］規(guī)定，將水庫型編為R，河流型編為S，調(diào)查情況見表1。

2 監(jiān)測儀器和試劑

哈西DR 300 型便攜式游離氯分析儀；N，N-二乙基-對苯二胺鹽（DPD）；計時器；采樣瓶［3］。

3 監(jiān)測結(jié)果

疫情期間，14 個城市集中式飲用水水質(zhì)游離氯每周監(jiān)測1 次，連續(xù)監(jiān)測5 周［4-5］，結(jié)果見表2。

表1 城市集中式飲用水源環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查表

表2 游離氯監(jiān)測結(jié)果表 單位：mg／L

4 飲用水水質(zhì)游離氯污染指數(shù)法評價

4.1 污染指數(shù)法

污染指數(shù)法指對照監(jiān)測項目所在地的背景值或?qū)φ罩?，對水污染現(xiàn)狀進(jìn)行評價［6］。 計算如式（1）：

式中：Pi為污染指數(shù)；Ci為水質(zhì)參數(shù)i 的監(jiān)測濃度值；Si為水質(zhì)參數(shù)i 的對照濃度值。

當(dāng)污染指數(shù)大于1 時，表明該水質(zhì)因子已受到污染，指數(shù)越大，污染越嚴(yán)重。

4.2 飲用水水質(zhì)游離氯的污染指數(shù)

選取疫情早期醫(yī)療機構(gòu)還處于常規(guī)排放的第1 周監(jiān)測結(jié)果為對照濃度值Si， 計算出各飲用水水質(zhì)的游離氯污染指數(shù)，見表3。

表3 游離氯污染指數(shù)表

5 游離氯污染趨勢定量分析

5.1 秩相關(guān)系數(shù)法

用Daniel 趨勢檢驗， 衡量環(huán)境污染變化趨勢在統(tǒng)計上有無顯著性。 Daniel 趨勢檢驗使用spearman 秩相關(guān)系數(shù)法［7］。 秩相關(guān)系數(shù)計算如式（2）：

式中：di為變量Xi與Yi的差值；Xi為周期I 到周期N 按濃度值從小到大排列的序號；Yi為按時間排列的序號。

將秩相關(guān)系數(shù)rs的絕對值同spearman 秩相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計表（見表4）中的臨界值Wp進(jìn)行比較。

（1）當(dāng)｜rs｜＞W(wǎng)p則表明變化趨勢有顯著意義：

如果rs是負(fù)值， 則表明在評價時段內(nèi)有關(guān)統(tǒng)計量指標(biāo)變化呈下降趨勢或好轉(zhuǎn)趨勢；

如果rs為正值， 則表明在評價時段內(nèi)有關(guān)統(tǒng)計量指標(biāo)變化呈上升趨勢或加重趨勢；

（2）當(dāng)｜rs｜≤Wp則表明變化趨勢沒有顯著意義：說明在評價時段內(nèi)水質(zhì)變化穩(wěn)定或平穩(wěn)。

表4 秩相關(guān)系數(shù)rs 的臨界值Wp

5.2 飲用水水質(zhì)游離氯的秩相關(guān)系數(shù)

依據(jù)Daniel 趨勢檢驗， 使用spearman 秩相關(guān)系數(shù)法計算出各飲用水水質(zhì)游離氯的秩相關(guān)系數(shù)，結(jié)果見表5。

6 飲用水水質(zhì)游離氯標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)法評價

6.1 標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)法

標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)法指對照規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)限值， 對水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀進(jìn)行評價［8-9］。 隨著濃度增加而水質(zhì)變差的水質(zhì)因子計算如式（3）：

式 中：Si，j為 水 質(zhì) 因 子i 在j 點 的 標(biāo) 準(zhǔn) 指 數(shù)；Ci，j為 評 價 因 子i 在j 點的實測濃度值；Cs，j為評價因子的評價標(biāo)準(zhǔn)限值。

水質(zhì)因子的標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)大于1，表明該水質(zhì)因子超過了規(guī)定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)不滿足使用要求。

6.2 飲用水水質(zhì)游離氯的標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)

游離氯評價標(biāo)準(zhǔn)參照中國環(huán)境監(jiān)測總站和中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心發(fā)布的 《新型冠狀病毒肺炎疫情防控余氯現(xiàn)場監(jiān)測指導(dǎo)意見》［10］規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)限值0.5 mg/L，14 個飲用水水質(zhì)游離氯的標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)見表6。

表5 游離氯秩相關(guān)系數(shù)表

表6 游離氯標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)表

7 結(jié)果與討論

7.1 飲用水水質(zhì)游離氯污染程度分析

疫情期間，14 個城市集中式飲用水水質(zhì)中游離氯的平均濃度值在0.03 mg/L～0.11 mg/L 之間，屬于低濃度水平。采用污染指數(shù)法對14 個城市集中式飲用水水質(zhì)污染現(xiàn)狀進(jìn)行評價，其污染指數(shù)在0.6～1.0 之間，均小于或等于1，未受到污染。 說明在疫情期間，無論是水庫型還是河流型（地下河）飲用水水源， 醫(yī)療機構(gòu)加大廢水消毒處理而排放的大量余氯均未對其造成污染。

7.2 飲用水水質(zhì)游離氯污染變化趨勢分析

應(yīng)用spearman 秩相關(guān)系法對14 個城市集中式飲用水水質(zhì)游離氯進(jìn)行污染變化趨勢分析，其秩相關(guān)系數(shù)（rs）絕對值均小于或等于臨界值Wp（單側(cè)檢驗，顯著水平為0.05），其中10個水庫型飲用水中游離氯污染的秩相關(guān)系數(shù) （rs） 絕對值在0.500～0.900 之間；4 個河流型（地下河）飲用水中游離氯污染的秩相關(guān)系數(shù)（rs）絕對值在0.500～0.800 之間。 表明在連續(xù)跟蹤監(jiān)測的5 個周期內(nèi)，14 個飲用水水質(zhì)中游離氯的污染趨勢變化平穩(wěn)。

7.3 飲用水水質(zhì)游離氯達(dá)標(biāo)情況分析

14 個城市集中式飲用水水質(zhì)游離氯的標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)在0.1～0.2 之間， 均小于1， 說明飲用水水源地水質(zhì)還能滿足使用要求，處于安全狀態(tài)。

8 結(jié)論

（1）無論是水庫型飲用水，還是河流型（地下河）飲用水，新型冠狀病毒疫情期間， 醫(yī)療機構(gòu)加大廢水消毒處理而排放的大量余氯未對飲用水水源地水質(zhì)造成直接影響和污染。

（2）疫情期間，飲用水中游離氯的污染趨勢變化平穩(wěn)，14個集中式飲用水水源地水質(zhì)仍能滿足使用標(biāo)準(zhǔn)， 處于安全無風(fēng)險的狀態(tài)。

9 預(yù)防建議

（1）加強排污源頭管控。 醫(yī)療機構(gòu)污水處理站在保證接觸池出口總余氯含量大于6.5 mg/L（接觸時間≥1.5 h）［11-12］的情況下，盡量控制含氯消毒劑的使用量。

（2）強化轉(zhuǎn)移路徑監(jiān)管。 增加余氯處理池的處理時間，以消減過剩余氯量；加強監(jiān)督管理，將處理后的廢水輸向城市生活污水處理廠進(jìn)行二次處理，嚴(yán)禁直排。 同時，需加強對城市生活污水處理廠的監(jiān)督，保證其水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放。

（3）增加水源點測查頻率。 提高游離氯監(jiān)測頻率和飲用水源巡查頻次，要保證水質(zhì)游離氯含量基本不升高、不超標(biāo)。 重點巡查水體色、味感觀和水生生物等變化情況。