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英格兰饮用水水质:出厂水、输配水系统以及龙头水控制措施

2019-09-11 17:21:50     来源:魏雨晴,潘志瑞等 净水技术

1989年《水法》修订后,英格兰水务国有化管理逐步向私营化服务转变。截至目前,法规修订已有30年,公共供水和私营供水各司其职,水质状况与1990年相比,得到了明显的改善。本期栏目介绍了《水法》修订后出厂水、输配水系统以及龙头水水质的改善,水质安全事件、公众对水质问题的投诉均得到了一定程度的控制,其监管思路和措施可为相关水务公司的运营及管理提供一些参考。


出水水质


1990年~2014年,英格兰和威尔士的水厂数量和规模发生了显著变化。水厂数量从1990年的1 817个下降到2014年的1 243个。伴随着每年平均有36个水厂停止运行,这574个水厂大多在前三个AMP期间(1990年~2005年)即被弃置。同一时期,供水水量增加(从1 659.2万t/d增加到1 783.6万t/d),由此可知,整个供水行业供水布局的主要变化是许多小型水厂的关闭。基于对水源水质的了解以及供水管网的扩建,为了使资产配置更加合理、布局更加连通,致力于以更少的水厂数量获得更大的供水水量。例如,在2014年,曾有119个水厂相互提供过原水或出厂水。


水厂必须保证消毒措施在任何时间都是有效的,进入供水管网的出厂水必须不含有害微生物。消毒一般可通过物理方法(通常是紫外线辐射或膜过滤)或添加氧化性物质(如臭氧或氯)来实现;定期对出厂水中指示生物(如大肠杆菌及类大肠杆菌菌群)进行测试。1990年,水厂大肠杆菌的合格率仅为99.86%(174个水厂的检测记录中有283次不达标)。根据2007年修订的法律,水厂的设计、有效处理措施(包括消毒)的维护和运行不充分被认定为违法。法规的加强促进了运行标准的提高,因此在2014年,合规率高达99.99%,仅在3家水厂检出3次大肠杆菌不合格事件。


隐孢子虫是一种微小的寄生虫,可引起介水传播疾病。如果含寄生虫的污水或动物粪便进入水源,对传统水处理方法具有抗性的这部分寄生虫则会通过饮用水危害人类健康。1989年牛津和斯温顿寄生虫的大规模暴发首次证实了这种风险。20世纪90年代初,还暴发了其他较小的水质事件,除发生在约克郡和英格兰西北部的水质事件外,最受瞩目的则发生在南德文郡的托贝(1992年和1995年)。为了解决这一严重的健康风险,政府接受了独立专家组的建议,并于1999年修订了法规,要求水司通过监测寄生虫以及提升水处理能力来识别潜在风险的水厂。继2005年北威尔士寄生虫事件的又一次暴发,法规引入水厂水质浊度标准(限值为1 NTU),得到了进一步完善。2014年,16家水司对其运营的127家水厂376个采样点的原水进行了隐孢子虫检测,发现149个采样点有隐孢子虫的潜在风险。尽管1 NTU的浊度标准满足率很高(2014年合格率为99.98%),但由于特定情况下维护和运行经验的缺失,还是暴发了两起与人类隐孢子虫病相关的小型水质事件(2008年北安普敦郡和2013年伯恩茅斯)。因此,针对这种存在特别风险的生物,持续性的风险评估和相关经验的严格应用是必需的。


输配水系统水质


输配水系统包括向家庭和企业供水的管网、水塔和水库。2014年,英格兰的输配水系统共有3 947个水库以及超过316 000 km的水管,所有这些水管必须按卫生标准运行和维护,以确保水质不会恶化。


水司必须每周对每个水库和水塔进行采样,检测大肠杆菌和类大肠杆菌菌群。标准规定一年中任一水库水样中大肠杆菌含量不得超过5%,不合格水样必须调查其原因并采取相应的修复措施。2014年,126个不合格水样中,仅10个水样中含有大肠杆菌,未发现储水点水样不合格现象。与1990年相比大有改观,当时英格兰和威尔士371个水库的509个水样中大肠杆菌不合格,且检出了类大肠杆菌菌群。出厂水储存中微生物质量的改善是通过进一步的维护来实现的。例如,截至2014年,因被评估为不再适用,1990年服务的水库中有11%(494)已经停止运行。


水司必须维护其供水管网,使其保持清洁卫生,在用户反馈龙头水表观上不清澈、透明时采取措施,并保证其无嗅和味。用户对有色水的投诉数量是规划管道清洁、修复或更换,以及衡量这些措施是否有效的重要依据。2014年,英格兰用户对有色水的投诉数量为0.76‰,低于十年前的1.5‰。与2006年相比,投诉数量明显减少,如图1所示。

英格兰饮用水水质:出厂水、输配水系统以及龙头水控制措施

图1 2006年与2014年有色水投诉数量对比


在英格兰的北部和西南部,用户对有色水的投诉是一个历史遗留问题。2014年仍是如此,与伦敦和东南部地区用户投诉数量仅占整个水行业投诉总数的13%相比,北部地区用户对有色水投诉数量就占34%。


水龙头水质


用户使用的龙头水水质应符合标准。自2004年以来,水司参照数值标准,每天对随机用户的龙头水水质进行51个项目的检测,采样的频率取决于供水区域覆盖的人口规模。2014年,99.5%的龙头水水质符合标准限值的要求。


龙头水水样中微生物异常主要是由于龙头的卫生情况差以及管道布置的不合理。通过调查排除了供水管网普遍存在的问题后,水司向住户提供关于如何保持家庭用水水质的建议。在英格兰,与2004年146 760个水样中有601个水样含有粪便指示生物(大肠杆菌和肠球菌)相比,2014年150 248个水样中仅有31个。图2为2005年~2014年英格兰和威尔士这两个项目含量异常的整体下降趋势。

英格兰饮用水水质:出厂水、输配水系统以及龙头水控制措施

图2 2005年~2014年龙头水水样中大肠杆菌和肠球菌的不合格率


管道的布置和配件也会导致其水质不符合化学标准,从而产生令人反感的味觉和嗅和味。2014年,对英国用户龙头水共进行了119 459次检测,铅、铜、镍、钠、味和嗅均有不达标。图3为家用管道各指标的相对不合格率。

英格兰饮用水水质:出厂水、输配水系统以及龙头水控制措施

图3 2014年家用管道引起的不合格事件


水质安全事故


偶尔会发生对水质产生不利影响或引起用户关注的事件,因此,法规要求水司将所有的相关事件告知督察署。2014年,英格兰发生488起类似事件,其中220起被评估为具有重大或严重风险,需由饮用水检查员进行独立调查。水司必须依据检查员提出的建议采取措施,以防止事件再次发生。政府可落实具有法律效应、强制执行的通知,以确保供水水质得到改善。在特殊情况下,如果有证据表明存在违法行为,水司可能会在法庭上被起诉。督察署成立以来,已成功处理了行业内75个案例(英格兰65个,威尔士10个),第一个案例发生在1995年(该案是1993年的后续)。发起的大多数起诉发生在现行监管制度实施后的前15年,且行业内也做出了对应的改进措施,自2010年以来,考虑到公共利益,督察署也仅向法院提起7次事件调查。督察署的起诉记录如图4所示。几乎所有的案件中,被起诉水司均认罪;在某些情况下,督察署提出警告,而不是在法院提起诉讼。自1990年以来,督察署在24个不同的事件中对11家不同的水司进行了警告。

英格兰饮用水水质:出厂水、输配水系统以及龙头水控制措施

图4 1990年~2014年英格兰各水司的被起诉次数


2014年,仅发生12起严重的事件,且大多数持续时间很短。这些事件涉及的问题包括处理措施不合格(2起),微生物污染或供水系统中隐孢子虫的检出(4起),化学污染(3起),沸水使用建议的相关问题(1起)和大规模洪水(2起)。


监管措施(技术审核)


检查员工作的一个重要内容是审核水司的资产、手续、数据和运行流程。检查员直接听取业务和技术人员的任一技术问题,独立收集资料,从而确保以适当和及时的方式做出改进的计划。


督察署采用基于风险的技术审核方法,将水司的各种技术和其他信息汇集在一起并进行分析,确定可通过建议、提案或强制命令即可降低水质风险、获得最大利润的实地考察地点。2014年,DWI开展了419项技术审核,其中31项的结果差强人意(表1)。

英格兰饮用水水质:出厂水、输配水系统以及龙头水控制措施

表1 DWI开展的技术审核


用户反馈


总体而言,2014年整个英格兰有87 920次关于水质的用户反馈信息,反馈率为1.6‰。十年来,用户反馈的数量减少了38%。关于用户对令人反感的嗅和味方面的反馈,2014年相对较少(共21 881,相当于反馈率为0.4‰),且大多与氯有关。小部分用户原则上反对使用痕量氯来确保供水管网的卫生状况,少数会检测并报道龙头水中余氯浓度的微小变化,但2014年,用户此类报告数量相对较低(0.2‰)。


在英国,用户龙头水中的余氯水平通常非常低(平均0.34 mg/L),大约是健康指导值(5 mg/L)的十五分之一。鉴于检查员的严格把关,几乎没有出现水厂或水库出水的余氯含量高于2 mg/L(2014年有7次)的情况。水司在过去十年中采取各种措施使余氯水平稳定并尽可能低。


偶然情况下,用户才会将身体的不良症状归因于供水,这种情况仍然很少见(平均每十年的发生几率是0.05‰)。但供水部门与专业技术人员迅速地对事件进行调查,发现大多数情况均与供水无关,反而是来自个人或群体固有的社会观念;特殊情况下,会是房东或公共建筑业主维护管道时发现的问题,也可能是当地社区发现的非法的管道连接。管道非法连接通常来自私营供水的业主或用户,自2004年以来,水司利用其执法权调查并修复了整个行业中由非法连接引起的19起此类事件。


结语


(1)出厂水水质:各水厂的供水能级得到进一步提升,大肠杆菌以及隐孢子虫的检出率有了明显的下降,出厂水水质明显改善。


(2)输配水系统水质:在对管道进行清洁、修复、更换的前提下,截至2014年,与输配水系统相关的用户投诉率仅为0.76‰。


(3)龙头水水质:1990年~2014年,51个检测项目的不合格率呈现下降的趋势;龙头的卫生状况和管道的布置均会影响龙头水水质。


(4)督察署对水司的监管和对水质安全事故的应对等规范了供水行业的运行模式,用户对其的反馈减少了38%。


魏雨晴1,2,潘志瑞3,付晓瑞4(1.上海《净水技术》杂志社,上海200082;2.上海市净水技术学会,上海200082;3.上海交通大学环境科学与工程学院,上海200240;4.同济大学环境科学与工程学院,上海200092)

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