饮用水水质监测新方向:从水源地到水龙头全过程监管
--饮用水水质预警建设现状与解决思路
3月5日上午9时,十二届全国人大三次会议在人民大会堂开幕,国务院总理李克强作政府工作报告,回顾2014年工作,部署2015年重点工作。其中在部署2015工作中专门提到实施水污染防治行动计划,加强江河湖海水污染、水污染源和农业面源污染治理,实行从水源地到水龙头全过程监管。
我国在2000年之后陆续建设一些饮用水监测预警系统,且部分区域(如浙江)建设时间较早,监测因子数量和监测范围上均较为先进,不完全统计如下表:
地区 | 建设时间 | 设备类型 |
青岛 | 2015 | 原水水源地增设在线水质预警+实验室能力建设 |
兰州 | 2014 | 已完成全市5个水质在线监测预警系统试点 |
苏州 | 2014 | 浮标式备用水源地预警 |
沈阳 | 2014 | 130个供水管网(余氯,浊度,氨氮装在泵站) |
石家庄 | 2014 | 岗南、黄壁庄水库上游入境水预警监测系统 |
宁波 | ? | 斑马鱼生物在线监测 |
合肥 | 2014 | 常规的监测设备外,系统还有专门针对生物毒性的监测 |
滁州 | 2014 | 水质五参数+氨氮、高锰酸盐指数、总磷、总氮等指标 |
无锡 | 2014 | 温度、浑浊度、pH值、余氯、高锰酸钾耗氧量,管网 |
固原市 | 2014 | 水质常规五参数在线监测仪、高锰酸盐指数在线监测仪、生物毒性监测仪 |
珠海 | 2012 | pH值、溶解氧、高锰酸钾指数、氨氮等14个水质指标 |
镇江 | 2012 | 常规五参数、氨氮、高锰酸盐指数、挥发酚、挥发性有机物、总有机碳、重金属、生物毒性 |
临安 | 2012 | pH值、浊度、高锰酸盐、磷氨氮等九项性能 |
厦门 | 2012 | 浑浊度、余氯和ph值水源地到水厂50个 |
东营市 | 2012 | 生物鱼综合毒性、叶绿素/蓝绿藻、常规五参数余氯 |
浙江 | 2012 | 藻类、生物毒性及有机物在内的40多项指标 |
佛山 | 2011 | 北江流域原水水质预警体系 |
上海 | 2010 | 光谱取水口+生物毒性 |
济南 | 2010 | CODMn、藻类、石油类、综合毒性和氨氮、总磷、总氮 |
北京 | 2010 | 光谱取水口+应急检测车+实验室 |
武汉 | 2009 | PH值、溶解氧、浊度、总磷、总氮、叶绿素等 |
潍坊 | 2005 | 水温、浑浊度、PH值、电导率等七项指标的实时检测 |
我国饮用水预警已取得较大进展但还存在一定问题:
1.水质自动监测站预警以化学设备为主,需要独立站房,投资成本大,维护量大。
2.部分区域有生物毒性预警(分斑马鱼与发光菌两大类)是目前最广谱的预警方法,但是总体来说建设成本和运维成本较高,也需要人工维护。
3.投资普遍较大,如浙江水质预警监测藻类、生物毒性及有机物在内的40多项指标,系统建设项目共有81个监测点位,有监测设备88套,共耗资2.1亿元
4.管网水预警建设相对较少,一般只有简单参数预警,出厂水监测较少或指标不全。
5.未建设生物毒性预警地区普遍预警能力不足,以单指标监测预警为主。
6.北方地区水质安全问题更加突出,但是是限于成本目前建设较为落后,水质安全保障不足。
解决思路
1.建设光谱预警,以较低的建设成本和极低的维护成本实现水质的基础监测。
光谱设备维护周期至少两个月以上,且设备测量原理简单,故障率低,不需要试剂能实现一机多用对安装环境的适用性强。
2.对有条件的饮用水预警区域尽量增加生物毒性预警,对于有困难地区通过饮用水水质评价预警指数进行预警。
3.建立健全出厂水/管网水监测监测预警体系
4.北方城市加快饮用水预警建设,同时积极开拓备用水源地
解决方案
传统水质监测预警基本都是单一指数,不能判断水体整体的污染状况情况,陕西正大环保经过多年的研究总结,创造性的在饮用水监测预警中引入两个保障指数,实现了以较低成本对水质作出大体判断,并实现基础预警功能,保障城市供水安全。
水源地取水口—水质安全综合预警指数(ZDA-WW 01):
应用范围:应用于水源地、供水取水口、自来水厂入水口。
推荐指标:
有机物指标-反应水中总有机物的变化,由于有机污染物占突发水质污染比例的70%以上,因此有机物十分重要,模型中可采用UV COD 或TOC 作为有机物控制指标。
DO-反应水中溶解氧的变化情况,溶解氧的突变可能是由于水华现象或水中其他微生物的作用,可以作为生物毒性预警的辅助判断。
pH-正常水质应该在6-9,水的酸化或碱化都可能由于污染物的侵入。电导:电导的变化可以反应水中离子含量的变化,可能是由于重金属离子的侵入。
氨氮-反应水中氨氮的变化,许多有毒杀虫剂中含有氨氮成分。
硝氮-反应来自农业面源的污染。
浊度-浊度的变化可能由于污染或仅仅由于泥沙含量的增加。
当地特征污染物-更具当地实际情况选择,如水中含氟则增加氟离子探头。
生物毒性指数(选配)-光谱监测水质综合毒性,是目前监测范围最广的技术。
水厂出水口—水质安全综合保障指数(ZDA-WQ-01)
应用范围:应用于自来水厂出水口、供水管网、二次供水站。
指标:余氯+TOC+浊度
pH:正常水质应该在6-9,水的酸化或碱化都可能由于污染物的侵入。电导:电导的变化可以反应水中离子含量的变化,可能是由于重金属离子的侵入。
浊度:浊度的变化可能由于污染或仅仅由于泥沙含量的增加。
TOC:研究显示消毒副产物的量与TOC 浓度有直接的关系。
余氯:出厂水重要指标,该指标对抑制细菌生长,控制管道中铁离子的释放有重要意义(通常应>0.3mg/L)。
备注:以上系统可接入原有监测设备数据,减少重复投资;