2023版《生活飲用水標準檢驗方法》系列標準實施背景下供水行業的機遇、挑戰與應對

鄔晶晶,桂 萍,郝 天,李 琳,梁 濤,宋陸陽,魏錦程

(中國城市規劃設計研究院,北京 100087)

強制性標準《生活飲用水衛生標準》是我國開展飲用水水質監管的重要依據,是提升我國飲用水水質、保障飲用水水質安全的重要抓手。《生活飲用水衛生標準》(GB 5749—2006)(以下簡稱“2006版GB 5749”)自2007年7月1日實施已歷經十六年多,對飲用水水質提升發揮了重要作用。隨著我國生活水平及人民群眾對美好生活的需求不斷提升,有關部門及時組織標準修訂并于2022年3月15日正式發布《生活飲用水衛生標準》(GB 5749—2022)[1](以下簡稱“2022版GB 5749”)。

《生活飲用水標準檢驗方法》系列標準(以下簡稱“2023版 GB/T 5750”)是2022版GB 5749的配套標準檢驗方法,該標準于2023年3月17日正式發布,2023年10月1日起正式實施。與2006版GB 5749相比,2022版GB 5749除增加了高氯酸鹽、乙草胺、2-甲基異莰醇、土臭素4項指標,還大幅擴展了附錄A中的新污染物指標。此外,公眾對水質管控的關注范圍擴大,也對水質檢測的精準性和檢測效率提出了更高的要求。2006版GB/T 5750發布至今,我國供水行業的檢測技術和檢測設備得到快速發展,可選用設備的性能參數及選擇范圍均有大幅提升,這為供水水質檢測質量保證及效率提升提供了良好的基礎。在這樣的背景下,2023版GB/T 5750系列標準的修訂大量引入基于色譜質譜聯用等先進設備及高通量的檢測方法,并對2006版GB/T 5750中部分指標檢測方法存在的問題有針對性地進行了改進。本文對2023版GB/T 5750的修編情況進行了梳理,分析了供水行業落實新國標面臨的問題及需要開展的工作,為2023版GB/T 5750發布后的有效應對提供參考。

1 2023版GB/T 5750的修編情況

1.1 標準方法的主要修訂內容

2023版GB/T 5750中新增了大量采用最新檢測設備及樣品前處理技術的方法,增加了多組分同時檢測的高通量檢測方法,體現了先進和高效的特點。同時,2023版GB/T 5750針對2006版GB/T 5750中部分指標靈敏度不高、操作步驟繁瑣、大量使用有機溶劑等問題有針對性地進行了改進。2023版GB/T 5750也增加了部分標準外新污染物的檢測方法,為水源水中潛在的、可能對飲用水安全造成威脅的新污染物的針對性檢驗檢測提供了技術儲備[3]。

2023版GB/T 5750系列標準新增了77個方法,修訂了7個方法,刪除了37個方法,現有方法數為235個,如表1所示。2023版GB/T 5750新增方法、修訂方法和刪除方法的主要內容如表2所示。

表1 2023版GB/T 5750正文中方法數量變化匯總

表2 2023版GB/T 5750的新增方法、修訂方法和刪除方法的主要內容

新增的方法中:超過60%是基于近年來最新發展的先進檢測技術,其中基于氣質聯用、液質聯用、流動注射、連續流動等技術的高效分析方法就有33個,約占全部新增方法的42.9%,有針對性地解決了原有檢測方法標準落后于檢測技術發展的問題。標準還引入了液相色譜與電感耦合等離子體質譜(LC-ICP-MS)聯用的分析方法。同時,新增方法系統地對2022版GB 5749的新增指標和附錄A指標提供了配套方法,并覆蓋到部分標準外的新污染物,為2022版GB 5749標準的落實及飲用水水質調查提供了較為全面的檢測方法。新增方法還包括自動化程度更高的方法,如新增的高錳酸鹽指數(以O2計)的儀器法,可替代傳統手工滴定法,體現了檢測技術創新帶來的效率提升;新增的余氯和總氯的現場DPD測定法,實現各類消毒劑的現場快速準確測定;針對不滿足限值要求的檢測方法進行刪除后開發了替代方法,如環氧氯丙烷由新增氣相色譜-質譜聯用法替換原填充柱氣相色譜法,使飲用水檢測更加嚴謹。

修訂的方法中:碘化物的硫酸鈰催化分光光度法修改了測定范圍和方法原理;31種金屬的ICP-MS檢測方法中增加了水源水基質加標試驗,修改了部分指標的最低檢測質量濃度和/或標準曲線系列;苯系物的頂空毛細管柱氣相色譜法中增加了3項指標,修改了最低檢測質量濃度和檢測條件;總α放射性和總β放射性的檢測方法修改了檢測過程,增加了不確定度評定,修改了結果報告方式、探測限,方法修訂幅度較大;硫化物的N,N-二乙基對苯二胺分光光度法僅修改了標準儲備液的標定步驟;游離氯的DPD測定法中僅把指標名稱由“游離余氯”修改為“游離氯”,方法本身變化不大。

刪除的方法中:有針對性地解決了2006版GB/T 5750中部分指標存在的靈敏度不高、檢測方法落后、操作步驟繁瑣、有毒有害或環境不友好等問題。例如環氧氯丙烷檢測方法中最低檢測質量濃度高于國家標準限值、填充柱氣相色譜法或催化示波極譜法等技術落后、鎘柱還原法和雙硫腙分光光度法等使用有毒有害試劑,所涉及指標均新增或保留了更優的替代方法,更滿足當前檢測技術發展現狀。

1.2 檢測過程及質量控制要求的變化

2023版GB/T 5750系列標準對檢測過程的部分術語進行了統一,并規范了水樣的采集與保存方法,對水質分析工作全流程提出了更規范、更細致的要求。

在《生活飲用水標準檢驗方法 第1部分:總則》(GB/T 5750.1—2023)中增加了總量最低檢測質量濃度的術語和定義,并規定:報告涉及總量限值要求指標的檢測結果時,若所有分指標的檢測結果均小于分指標的最低檢測質量濃度,按照“小于總量最低檢測質量濃度”報告;若有分指標檢出,按照“檢出指標的檢測結果與未檢出指標最低檢測質量濃度的1/2加和”報告。該標準明確了低于方法最低檢測質量濃度的檢測結果按照“小于最低檢測質量濃度”報告。

在《生活飲用水標準檢驗方法 第2部分:水樣的采集與保存》(GB/T 5750.2—2023)中進一步細化了水樣采集與保存的注意事項,規定采樣時應去掉水龍頭上的過濾器和(或)霧化噴頭等,采樣時注意觀察環境因素,并采取相應的措施消除影響;修改了生活飲用水常規指標的采樣體積、采樣容器和水樣的保存方法,增加了生活飲用水常規指標及擴展指標的采樣體積,增加了冷藏的溫度規定,增加揮發酚、氰化物的抗壞血酸加入量要求,增加了砷、銀、硼、六價鉻、VOCs、氨(以N計)、農藥、塑化劑的采樣容器、體積和保存方法要求,調整了BOD5、碘化物、磷酸鹽、六價鉻、放射性指標、微生物指標的保存時間,增加了部分指標的避光要求。

在《生活飲用水標準檢驗方法 第3部分:水質分析質量控制》(GB/T 5750.3—2023)中增加了檢出限、方法檢出限、定量限、方法定量限等12個術語和定義;進一步規范了水質分析質量控制要求,包括空白值測定結果的要求、方法定量限的計算規定、校準曲線的要求等;強調質量控制應貫穿水質分析工作的全過程,使水質分析工作全流程更加規范。

2 供水行業實施2023版GB/T 5750面臨的問題與挑戰

2.1 新標準實施過渡期短且行業實驗室能力建設要求高

2023版GB/T 5750新增了大量基于色譜質譜聯用等大型儀器設備的高效檢測方法,新增了大量高通量的檢測方法,納入了高錳酸鹽指數(以O2計)等指標的儀器法。供水行業實驗室須盡快完成2022版GB 5749增加的高氯酸鹽、乙草胺、2-甲基異莰醇、土臭素4項指標的方法驗證,實現2022版GB 5749中97項指標的全覆蓋,并兼顧檢測能力和檢測效率,對實驗室現有的檢測方法進行全面優化和替代。在此基礎上,隨著行業、公眾對供水水質監管要求的不斷提升,行業實驗室還應結合本地的實際情況及發展需求,合理選取國內、國際上引起關注的附錄A參考指標及標準外新污染物(如PFCs、NDMA、PPCPs等)指標,完成標準方法的適用性驗證。

2.2 新增檢測方法對原水水質檢測覆蓋不足

如圖1所示,2023版GB/T 5750新增的77個檢測方法中有42個僅適用于生活飲用水,全部235個方法中有52個僅適用于生活飲用水。作為自來水的生產部門,供水行業檢測工作需覆蓋從原水到用戶龍頭的全過程,對原水水質開展檢測對于供水企業調整制水工藝、識別水源風險及應急處理等至關重要。2023版GB/T 5750有相當數量的新增高效方法僅適用于生活飲用水的檢測,不適用于原水水質檢測,導致原水檢測還需另選新的方法,增加了供水行業水質檢測的工作量。

圖1 2023版GB/T 5750中方法使用范圍統計

3 新標準實施背景下供水行業的應對建議

3.1 著力推進新版標準應用實施

2023版GB/T 5750已于2023年10月1日正式實施,供水行業應統籌考慮檢測設備和人員的擴充,加快推進2023版GB/T 5750的實施工作,并組織針對2023版GB/T 5750中新質量控制要求及新方法的交流學習,進一步規范水質分析工作全流程,促進行業實驗室在2022版GB 5749實施過程中配套檢測方法的完善,提升水質安全管理水平。

首先,應結合檢測機構的特點對設備和技術人員進行梳理,識別保留、提升或補充的需求。如2023版GB/T 5750的77個新增方法中有26個為色譜質譜聯用技術應用,環氧氯丙烷指標僅保留了氣相色譜-質譜聯用的檢測方法,丙烯酰胺指標雖然保留了技術落后的填充柱氣相色譜法,但同時配備了液相色譜-質譜聯用檢測方法。可以看出,無論是對于實現2022版GB 5749指標全覆蓋檢測,還是對新污染的調查研究,色譜質譜聯用技術已不可或缺,其在行業內的全面應用也是行業檢測能力和檢測效率提升的重要方向。另外,2022版GB 5749中除新增4項指標外,還將一氯二溴甲烷等6項消毒副產物指標從非常規指標調整到常規指標,將三氯乙醛等13項指標從標準正文中刪除歸入附錄A指標,指標分類的調整直接影響檢測頻次,也影響檢測機構長期以來的水質分析工作結構。因此,行業檢測機構依據國家標準的要求對設備、技術人員進行科學系統的調整對于推進2023版GB/T 5750的正式實施尤為重要。

其次,應正確使用新標準方法,GB/T 5750.3—2023中的4.3節對實驗室首次采用的標準方法應開展驗證提出了明確要求,這也是《檢驗檢測機構資質認定能力評價 檢驗檢測機構通用要求》(RB/T 214—2017)[3]中4.5.14、《檢測和校準實驗室能力認可準則在化學檢測領域的應用說明》(CNAS-CL01-A002∶2020)[4]中7.2.1.5的要求。對2023版GB/T 5750所涉及的7個修訂方法進行梳理,并合理評估各方法修訂后是否需要重新進行方法驗證,驗證需求的建議如表3所示。實驗室可根據GB/T 5750.3—2023中方法驗證的要求進行,驗證內容包括但不限于系統適應性試驗、空白值測定、方法檢出限估算、校準曲線繪制及檢驗、方法誤差預測(如精密度、準確度)、干擾因素排查等,也可參照《環境監測分析方法標準制訂技術導則》(HJ 168—2020)中的具體操作步驟進行[5]。方法驗證過程中檢測機構需重點關注方法檢出限和最低檢測質量濃度(方法定量限、測定下限)的合理性[6],同時深入理解校準曲線、測定范圍等各方法性能參數的內涵,科學、系統地進行方法驗證工作。

表3 7個修訂方法的主要修訂內容和方法驗證需求建議

3.2 規范標準查新,應對細節修訂

2023年10月1日2023版GB/T 5750正式實施,依據市場監管總局關于發布《檢驗檢測機構資質認定評審準則》的公告(2023年第21號)中第十二條(六)的要求,檢驗檢測機構出具的檢驗檢測報告,應當客觀真實、方法有效。因此,供水行業的檢測機構需完成2023版GB/T 5750中標準方法的查新工作,并盡快完成換版,標準查新應關注以下幾點。

①標準方法的名稱變更

2023版GB/T 5750中方法的名稱和方法號均有所變化,如金屬指標的ICP-MS檢測方法由《生活飲用水標準檢驗方法 金屬指標》(GB/T 5750.6—2006)中的“1.5 電感耦合等離子體質譜法”改為《生活飲用水標準檢驗方法 第6部分:金屬和類金屬指標》(GB/T 5750.6—2023)中的“4.5 電感耦合等離子體質譜法”。2022版GB 5749正文中修改了3項指標的名稱,包括“耗氧量(CODMn法,以O2計)”名稱修改為“高錳酸鹽指數(以O2計)”、“氨氮(以N計)”名稱修改為“氨(以N計)”、“1,2-二氯乙烯”名稱修改為“1,2-二氯乙烯(總量)”。附錄A參考指標中也修改了3項指標的名稱,包括“二溴乙烯”名稱修改為“1,2-二溴乙烷”、“亞硝酸鹽”名稱修改為“亞硝酸鹽(以N計)”、“石棉(>10 μm)”名稱修改為“石棉(纖維>10 μm)”。供水行業檢測機構完成方法變更后,應按照新的方法名稱和方法號修改相應文件及出具水質檢測報告。

②標準方法的適用范圍

2023版GB/T 5750的新增方法中超過50%僅適用于生活飲用水的測定,根據RB/T 214—2017中4.5.14的相關要求,標準方法的適用范圍是方法有效性的參考條件,僅適用于生活飲用水的檢測方法不可用于原水的檢測。檢測機構出具原水的檢測報告時,應選擇適用范圍包括原水的檢測方法。例如,對于附錄A的參考指標,可參考美國環保署(EPA)發布的 Method 537、Method 533、Method 537.1等進行水源水中PFCs的檢測;參考EPA Method 1694、EPA Method 1698等進行水源水中PPCPs的檢測;參考EPA Method 526進行水源水中乙草胺的檢測;參考EPA Method 314.0、EPA Method 331.0進行水源水中乙草胺和高氯酸鹽的檢測。

③標準其他的細節變化

GB/T 5750.2—2023中揮發酚和氰化物指標的除氯方式由加入硫代硫酸鈉或亞砷酸鈉修改為根據游離氯含量確定加入抗壞血酸的量。由圖2可知,游離氯與抗壞血酸反應的摩爾比為1∶1,例如當游離氯質量濃度為0.3mg/L時,理論上需要的抗壞血酸加入量應為1.0mg/L,考慮到水中其他氧化性物質的存在,抗壞血酸的加入量可酌量增加,例如3.0～4.0mg/L,但過量抗壞血酸的加入還會引起水樣pH的變化,造成試驗干擾。因此,按照游離氯含量適度加入抗壞血酸較為合理,在方法驗證過程中,應進行抗壞血酸加入量的相關驗證。

圖2 抗壞血酸與游離氯反應示意圖

3.3 加強檢測和應急能力的建設

2022年8月,由住建部、發改委及疾控局聯合發布的《關于加強城市供水安全保障工作的通知》(以下簡稱《通知》)提出要提高供水檢測與應急能力。《通知》指出2022版GB 5749于2023年4月1日全面實施,需對水廠凈水工藝和出水水質達標能力進行復核,同時要重點關注感官指標、消毒副產物指標、新增指標、限值加嚴指標以及水源水質潛在風險指標。《通知》還要求城市供水主管部門加強城市供水水質監測能力建設,建立健全監督檢查制度,對出廠水、管網水、二次供水重點水質指標全覆蓋檢查;加強供水水質監測預警,針對水源風險,研判潛在的特征污染物。根據文件精神,2022版GB 5749中的常規指標、擴展指標、參考指標均為檢測能力提升的范圍,雖然標準正文中的水質指標減少了9項,但加上水質參考指標,實際上指標增加了18項,行業檢測機構對有機物指標檢測設備,特別是如氣相色譜質譜聯用儀和液相色譜串聯質譜聯用儀需求更高。

2023版GB/T 5750中新增了大量附錄A指標及標準外指標的標準方法,色譜質譜聯用等高效檢測技術為供水行業水質檢測能力和應急能力提升提供了契機。檢測機構應結合自身檢測能力和實際情況,合理選取標準方法,保證指標全覆蓋的同時力求高效檢測,盡量選取高通量檢測方法以提高效率。供水相關部門和單位可統籌區域技術優勢,加強水源及飲用水中新污染物的篩查研究,并同步推進靶向及非靶向篩查技術的標準化,盡快確定水質檢測能力的提升方向以及應急能力的建設目標[7],促進全行業應急能力提升。

3.4 加快推進行業標準修訂工作

2023版GB/T 5750中大部分新增方法僅適用于生活飲用水,包括新增的高氯酸鹽、乙草胺及目前關注度較高的PFCs、PPCPs等指標。現行《地表水環境質量標準》(GB 3838—2002)已發布二十余年,除消毒劑和消毒副產物指標外,2022版GB 5749有26項指標在GB 3838中無限值規定,也無法解決2023版GB/T 5750針對原水水質檢測方法缺失的問題。目前現行有效的行業檢測方法標準《城鎮供水水質標準檢驗方法》(CJ/T 141—2018)于2018年發布實施[8],雖然適用范圍涵蓋了生活飲用水及其原水,但僅覆蓋了2022版GB 5749正文及附錄A中的58項指標。因此,對于供水行業而言,水源水中的大量污染物指標特別是新污染物指標尚無可遵循的檢測方法標準。

為解決上述問題,建議盡快啟動和實施CJ/T 141—2018修訂工作,研制同時適用于生活飲用水和水源水的標準檢測方法,完成2022版GB 5749指標全覆蓋。并進一步加強行業高度關注的新污染物(如PFCs、PPCPs、阻燃劑、有機磷酸酯等)的跟蹤研究及檢測方法標準化推進,建立行業標準修訂的長效機制,為供水安全保駕護航。

4 結論

(1)2023版GB/T 5750方法大幅擴增,并同步擴展到GB 5749—2022附錄A及標準外指標,對行業檢測能力提升提出了更高的要求。對于供水行業檢測部門,應加快推進標準應用實施工作,深入理解新標準下的質量控制要求,將其貫穿于供水檢測工作全流程中,對擬選用的標準方法進行方法的適用性驗證,加強優化色譜質譜聯用技術的應用,以確保在較短過渡期內實現2022版GB 5749新增指標檢測方法全覆蓋。

(2)對于供水行業監測機構,2023版GB/T 5750的實施對供水行業帶來了水質分析工作全流程要求更加規范、實現新增指標的方法全覆蓋的時間窗口期短且要求高、新增高效檢測方法對水源水檢測覆蓋不足等挑戰。供水行業應以2023版GB/T 5750的實施為契機,推動水質檢測能力與應急能力擴充,加強高通量檢測方法的開發,全面提升水質分析工作效率。

(3)對于供水行業主管部門,應統籌加強檢測能力與應急能力建設,為供水檢測部門提供資金和政策支持,促進全行業的檢測能力、應急能力及檢測效率全面提升;加快推進行業標準修訂工作以解決2023版GB/T 5750中新增高效檢測方法對水源水覆蓋不足的問題,同時進一步加強水源水及飲用水中新污染物的前瞻性研究,建立行業標準修訂的長效機制,實現水質調查的多元化、精細化和全面化,推進供水行業高質量發展。