東莞市供水系統(tǒng)水質監(jiān)測及評價分析

莫灼英

(東莞市水務監(jiān)測中心，廣東 東莞 523000)

水資源是人類生存的必要資源，也是人類發(fā)展的基本保障[1]。隨著東莞市經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人民生產(chǎn)生活用水量日益激增，由于不合理的開發(fā)利用，造成地表、地下水的污染情況愈發(fā)頻繁，導致有限的水資源更加緊缺。為準確、及時、全面地反映水質現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，為區(qū)域水環(huán)境管理、污染源控制、環(huán)境規(guī)劃等提供科學依據(jù)，開展水質監(jiān)測及評價工作顯得尤為重要[2]。以2020年度東莞市供水水源(河流、水庫等)及供水系統(tǒng)(給水廠、管網(wǎng)及二次供水等)為研究對象，通過制定針對性的水質監(jiān)測方案，不僅可探究水質質量現(xiàn)狀，還可分析水體中污染物的分布狀況，以供水體環(huán)境質量評價使用。

1 水質監(jiān)測方案

1.1 水源水質監(jiān)測

根據(jù)《東莞市供水行業(yè)水質監(jiān)測工作方案》和《東莞市水功能區(qū)水質監(jiān)測與評價工作指引》確定東莞市年度水質監(jiān)測方案。東莞市區(qū)域內的供水水源主要包括：東江、東深供水、水庫等，共設水質監(jiān)測點86個，監(jiān)測類型分為日常監(jiān)測(1次/月)、多項監(jiān)測(1次/月)和全項監(jiān)測(1次/年)。其中日常監(jiān)測9項包括渾濁度、色度、臭和味、肉眼可見物、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、pH、總磷、總氮。多項監(jiān)測29項包括水溫、pH、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、化學需氧量、五日生化需氧量、氨氮、總磷、總氮、銅、鋅、氟化物、硒、砷、汞、鎘、鉻(六價)、鉛、氰化物、揮發(fā)酚、石油類、陰離子表面活性劑、硫化物、糞大腸菌群、硫酸鹽、氯化物、硝酸鹽、鐵、錳。全項監(jiān)測109項，執(zhí)行《地表水環(huán)境質量標準》(GB 3838—2002)[3]中表1、表2、表3。

1.2 供水系統(tǒng)水質監(jiān)測

供水系統(tǒng)主要包括給水廠、管網(wǎng)及二次供水等，其中給水廠分為市級、鎮(zhèn)級和村級三類，共設66個監(jiān)測點，監(jiān)測類型及頻率同上述水源監(jiān)測，監(jiān)測項目執(zhí)行《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB 5749—2006)[4]中指標。主干供水管網(wǎng)共設水質監(jiān)測點197個，監(jiān)測類型主要為日常監(jiān)測，監(jiān)測項目包括：總大腸菌群、菌落總數(shù)、色度、渾濁度、臭和味、肉眼可見物、pH、耗氧量、氯氣及游離氯制劑(游離氯)/二氧化氯。為了加強東莞市二次供水水質監(jiān)管，二次供水共設監(jiān)測點821個，其監(jiān)測類型為日常監(jiān)測(1次/月)，監(jiān)測項目共9項。

2 水質評價

地表水水質評價標準采用標準GB 3838—2002[3]，評價方法。采用單項標準指數(shù)法(最差的項目賦全權，又稱“一票否決法”)確定地表水水質類別，其中河流型地表水總氮不參與水質綜合評價[5]。東莞市每年4—9月為汛期，10月—次年3月為非汛期，按汛期、非汛期和年度平均分別統(tǒng)計，對于水源地水體以Ⅲ類地表水標準值為界限。

東江、東深以及水庫作為東莞市的水源，為了更好地對水源水質進行評價，按照集中式生活飲用水地表水源水域功能對應的標準(Ⅲ類)，采用水質綜合污染指數(shù)法對其水質污染程度進行判別和評價[6]。綜合污染指數(shù)的計算是在單項污染指數(shù)評價的基礎上加權計算得到的，見式(1)～式(2)：

Pi=Ci/Si

(1)

(2)

式中：Pi為單項污染指數(shù)；Ci為污染物實測濃度，mg/L；Si為相應類別的標準值(評價對應指標為Ⅲ類)，mg/L；P為綜合污染指數(shù)；n為參與評價的項目數(shù)，個。

2.1 東江水質評價

東江是東莞市主要水源，根據(jù)水質監(jiān)測方案對16個沿江水質監(jiān)測點進行每月一次的多項監(jiān)測，監(jiān)測結果如圖1、圖2。結果表明：(1)水質Ⅲ類以上的比例為69.34%，較2019年的監(jiān)測結果(46%)有大幅度提高。不考慮大腸菌群水質Ⅲ類以上的比例為91.56%(2019年為73%)。(2)作為集中式生活飲用水水源地的29項達標率為59.11%，高于往年監(jiān)測結果。(3)東江全年水質綜合污染指數(shù)為0.48，較往年水質有明顯改善，且非汛期水質情況明顯好于汛期。汛期全年水質綜合指數(shù)評價均合格，水體功能得到充分發(fā)揮，只有橋頭鎮(zhèn)第三水廠取水口和中堂鎮(zhèn)水廠取水口汛期綜合指數(shù)超過1.0的標準限值。(4)氨氮和高錳酸鹽作為東江關注的水質指標，其中氨氮平均值較2019年降低了46%，高錳酸鹽平均值比2019年 降低約5.6%。數(shù)據(jù)表明，2014—2020年東江總體氨氮和高錳酸鹽指數(shù)均呈降低趨勢。(5)經(jīng)分析，東江主要超標污染物為：鐵、錳、糞大腸菌群、總磷等，主要是由于汛期降雨以及排澇帶入的點源、面源污染等引起。

圖1 東江沿江水質基本項目分類統(tǒng)計情況

圖2 東江沿江水質基本項目分類年度對比

2.2 東深水質評價

東深供水工程為東莞市東部供水水源，結合監(jiān)測方案對2個東深水質監(jiān)測點每月進行一次多項監(jiān)測，監(jiān)測結果如圖3、圖4及表2。結果表明：(1)水質Ⅲ類以上的比例為87.50%，高于2019年的監(jiān)測結果(70%)。(2)作為集中式生活飲用水水源地的29項達標率為62.5%，高于2019年(52%)。(3)東深個別樣次糞大腸菌群、鐵、錳超標較多，但是東深水質綜合污染指數(shù)評價結果在汛期、非汛期均為合格，全年多項指標值基本達到相應標準值，其水體功能不受到制約。(4)氨氮和高錳酸鹽作為東深關注的水質指標，各監(jiān)測點氨氮與高錳酸鹽指數(shù)平均值與2019年相比基本持平，但兩個項目最大值均比2019年最大值有所升高。

圖3 東深上下游水質基本項目分類統(tǒng)計圖

圖4 東深水質基本項目分類2019—2020年對比

表2 東深水質綜合污染指數(shù)

2.3 水庫水質評價

對東莞市57個水源地水庫每月進行一次多項監(jiān)測(共31項，合計水樣684個)，并按照地表水Ⅲ類標準進行達標與否評價。單項標準指數(shù)法評價結果表明水質Ⅲ類以上的比例為38.60%，與2019年相比有所降低，水庫水質未見明顯改善，且達標率仍較低。綜合污染指數(shù)法評價結果表明：(1)與2019年相比，重度污染的水庫基本消除，但水質變差的水庫個數(shù)相比2019年增加了7個。(2)營 養(yǎng)化指標(總氮、總磷)、有機物水質指標和鐵、錳等超標問題仍然存在。2020年水庫富營養(yǎng)化問題較往年未得到明顯改善，水庫水質仍需加強重視。(3)總氮、總磷、錳、鐵、BOD5、化學需氧量、糞大腸菌群、高錳酸鹽指數(shù)為主要污染物，除錳以外，其余污染物超標率和最大超標倍數(shù)均有所改善。綜上，水庫總體水質較2019年有所惡化，應持續(xù)加大整治力度，做好水源保護工作。

2.4 供水系統(tǒng)水質評價

2.4.1 給水廠水質評價

根據(jù)多年水質監(jiān)測情況，選取渾濁度、pH、耗氧量和氨氮作為出廠水水質關鍵控制指標。監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示：(1)2020年給水廠出廠水共監(jiān)測水樣935個，總體水質較好，與2019年相比樣品合格率有大幅提高。(2)出廠水超標嚴重的主要為村級水廠，常規(guī)指標中主要超標項目為：渾濁度、氨氮、pH、鋁、總大腸菌群、菌落總數(shù)、一氯胺、三氯乙醛等。主要供水安全風險集中在細菌微生物指標以及消毒副產(chǎn)物等，建議超標水廠對處理工藝進行升級改造，以保證供水安全。(3)出廠水關鍵指標氨氮較2019年無明顯變化，渾濁度降低25%，pH升高0.8%，耗氧量升高10.1%(耗氧量年均值由0.69 mg/L升至0.76 mg/L)。由于目前東莞市大部分水廠處理工藝為常規(guī)處理，對于有機物處理能力有限，因此當水源有機物增加時，出廠水有機物也隨之增加。(4)東莞市三類給水廠出廠水關鍵控制指標比較結果如表3，均滿足標準GB 5749—2006。由表看出，市級水廠水質情況最好，鎮(zhèn)級次之，村級略差。

2.4.2 管網(wǎng)水質評價

出廠水經(jīng)過管網(wǎng)輸送至用戶龍頭，水質指標發(fā)生變化的項目主要為：渾濁度、微生物指標、氯氣及游離氯制劑、耗氧量等，因此將這四項指標作為管網(wǎng)水關鍵控制指標(歷年控制指標對比如表4)。對東莞市197個管網(wǎng)水監(jiān)測點進行2082個水樣水質監(jiān)測，監(jiān)測結果表明：(1)與2019年相比，2020年關鍵水質指標除總大腸菌群達標率略有升高外，渾濁度和余氯均有所改善，特別是渾濁度降低了21%。這主要是由于部分村級水廠的關停，使管網(wǎng)水的水質也得到相應改善。(2)管網(wǎng)水共4個監(jiān)測項次不達標，不合格指標主要包括：渾濁度(不合格22樣次)、菌落總數(shù)(不合格4樣次)、總大腸菌群(不合格11樣次)、pH(不合格7次)。與出廠水監(jiān)測情況對比分析可知，造成管網(wǎng)水質超標的原因主要是管網(wǎng)二次污染，從而引起微生物、濁度等指標超標。

表3 東莞市2020年三類水廠出廠水關鍵控制指標比較

表4 東莞市管網(wǎng)水關鍵控制指標2013—2020年對比

2.4.3 二次供水水質評價

2020年共檢測二次供水水樣824個，其中共161個檢測樣品不達標，綜合合格率97.20%；樣品合格率80.46%，與2019 年的監(jiān)測結果幾乎一致。不合格指標主要包括：渾濁度(不合格17樣次)、色度(不合格1樣次)、菌落總數(shù)(不合格43樣次)、總大腸菌群(不合格44樣次)、肉眼可見物(不合格5樣次)，以及氯氣及游離氯制劑(不合格95樣次)、pH(不合格3樣次)。由于檢測數(shù)量相比2019年增長了1.79倍，不合格樣次相應增加。可以看出，二次供水主要問題是消毒劑耗盡，細菌微生物以及濁度二次污染等。建議二次供水企業(yè)加強管理，做好二次供水設施消毒和定期維護清理等工作。

3 水質風險評估與建議

根據(jù)前述水質監(jiān)測數(shù)據(jù)和評價結果可知，東莞市目前的水質風險主要集中在水源水質污染，以及管網(wǎng)、二次供水引起的次生污染兩個方面。

3.1 水源水質風險及應對措施

結合水質監(jiān)測數(shù)據(jù)可以看出，東莞市水源水質與2019年相比有一定改善，但整體情況仍不容樂觀：(1)汛期中滿足Ⅲ類水質以上的比例有所提高，但24項達標的比例均較低(東江為50.0%，東深為83.3%，水庫為34.0%)。(2)29項達標率(東江為33.0%，東深為50.0%，水庫為30.0%)東江和東深汛期水質大幅度提高，水庫水質有所降低。(3)水源水質汛期比非汛期的水質更差，主要是由于水源地周邊排污、排澇導致水質惡化。經(jīng)調查，東江水源地排污25處，包括萬江區(qū)借用水閘及排污口9處，掛影洲圍借用水閘6座排污及2處排污口，以及石碣5處排污口、石龍3處排污口。各排污口均為工業(yè)和生物污水排出。除此之外，仍有湖庫型水源地排污口共計23個。同時，由于東莞境內河網(wǎng)密布，地勢平坦，當降雨量過多無法排出或排出不及時易發(fā)生內澇，排澇過程造成的河流氨氮含量超標的時間通常大于8 h，從而對水質產(chǎn)生不利影響。

為解決以上水質風險，建議采取以下應對措施：(1)加快備用水源建設。針對東莞市供水系統(tǒng)水源單一、安全性差的特點，可建設東江與水庫聯(lián)網(wǎng)工程、西水東調工程以及新建備用水源工程等。(2)實施排澇排污控制措施。建立“水庫蓄水+河道堤防泄洪、防洪相結合+閘排與泵排相結合”的防洪排澇體系。(3)創(chuàng)新應急水處理技術。針對重金屬和有機物突發(fā)水污染情況進行應急水處理技術攻關，主要包括：活性炭吸附技術、化學沉淀技術和化學氧化技術等。

3.2 管網(wǎng)及二次供水水質風險及應對措施

造成管網(wǎng)水質惡化的主要因素為細菌繁殖，主要由管內可同化有機物(AOC)及生物可用溶解性有機物(BDOC)的沉積導致，同時消毒劑余量不足或失效，以及管道安裝不合理等亦會導致細菌滋生。水質發(fā)黃、水壓不足等問題的投訴多為二次供水，主要是因為供水設施沒能及時清洗消毒和維護不善，引起的次生水質污染會直接影響到居民的身體健康。針對上述問題，建議應對措施如下：(1)采取最佳品種藥劑投入以穩(wěn)定出廠水水質。(2)開展管網(wǎng)改造工程，重點對使用年限長、未做內防腐的金屬市政管道、小區(qū)金屬管道等進行病險改造。(3)切實保障管網(wǎng)水質改善相關技術措施的落實，如保障沖洗消毒、管網(wǎng)死頭放水和定期清理、保持最低量的余氯等。(4)加強水源保護，同時強化水廠對有機物的去除工藝，例如增加預處理、強化常規(guī)處理以及深度處理等工藝單元。

4 結 語

(1) 監(jiān)測表明2020年東江水質和東深水質有大幅好轉，水庫水質略有降低。

(2) 全市水廠出廠水、主干管網(wǎng)水綜合合格率、樣品合格率均有所提升，二次供水合格率較往年基本持平。

(3) 水質風險主要集中在水源水質污染，以及管網(wǎng)、二次供水引起的次生污染兩方面。通過實施相關水質風險應對措施，可進一步改善區(qū)域水質，確保居民供水安全。