美國(guó)“六年審查”機(jī)制告訴了我們什么？
01資料與分析方法
按行政區(qū)劃，收集全美各行政單元供水系統(tǒng)的水源情況和服務(wù)人口情況，分類匯總和統(tǒng)計(jì)美國(guó)供水系統(tǒng)、水源信息和服務(wù)人口的基本信息。
根據(jù)“六年審查”(Six-Year Review，SYR)目前最新發(fā)布的數(shù)據(jù)（統(tǒng)計(jì)周期為2006年1月—2011年12月的第3次SYR(下稱SYR3)數(shù)據(jù)庫(kù)）。對(duì)于行業(yè)關(guān)注重點(diǎn)的消毒副產(chǎn)物，本文進(jìn)一步區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)采樣點(diǎn)，對(duì)其在供水系統(tǒng)中不同環(huán)節(jié)的變化規(guī)律進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和分析。
02美國(guó)供水系統(tǒng)概況分析
根據(jù)EPA對(duì)美國(guó)水源地的劃分，美國(guó)水源可大致分為地表水(SW)、地下水(GW)和混合水(CU)3大類。其中，主要為地表水和地下水，混合水所占比例很小。結(jié)合CCR查詢系統(tǒng)包含的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，共統(tǒng)計(jì)供水系統(tǒng)129 428個(gè)，服務(wù)人口約3億，3種水源對(duì)應(yīng)的供水系統(tǒng)和服務(wù)人口情況如表1所示。
表1 3種水源對(duì)應(yīng)的供水系統(tǒng)和服務(wù)人口情況
從各州水源單一性角度分析，地下水源和地表水源占比情況(按服務(wù)人口計(jì)算)如表2所示。進(jìn)一步分析可以發(fā)現(xiàn)，根據(jù)CCR查詢系統(tǒng)中顯示的5個(gè)供水系統(tǒng)服務(wù)人口超過(guò)1 000萬(wàn)的州中，只有威斯康辛州主要以地下水為水源，其他4個(gè)州(加利福尼亞州、得克薩斯州、紐約州、俄亥俄州)均以地表水為主要水源，如表3所示。說(shuō)明，在地理環(huán)境許可的前提下，人口密集、產(chǎn)業(yè)密集的地區(qū)更傾向于以地表水為主的水源。
表2 美國(guó)各州水源單一性排序
表3 美國(guó)千萬(wàn)級(jí)人口州的水源分布
03基于SYR3的美國(guó)飲用水水質(zhì)情況初探
3.1有機(jī)和無(wú)機(jī)污染
表4 SYR3中有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物情況
和我國(guó)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》相比，NPDWRs的無(wú)機(jī)物指標(biāo)多了硝酸鹽、亞硝酸鹽2項(xiàng)，有機(jī)物指標(biāo)多了1,2-二溴-3-氯丙烷(DBCP)、環(huán)氧七氯、甲氧滴滴涕、氯丹、西瑪津、2,4,5-涕丙酸、甲草胺、地樂(lè)酚、敵草快、草藻滅/菌多殺、異狄氏劑、草氨酰、毒莠定、毒殺芬、茅草枯、涕滅威、涕滅威砜、涕滅亞威砜、1,2-二氯丙烷、二(2-乙基己基)己二酸酯、二溴乙烯、二噁英(2,3,7,8-TCDD)、石棉、多氯聯(lián)苯(總量)、1,1,2-三氯乙烷、氯乙酸、發(fā)泡劑、六氯環(huán)戊二烯共28項(xiàng)。其中，對(duì)亞硝酸鹽的關(guān)注已得到了我國(guó)供水行業(yè)的認(rèn)可和吸收，上海地方標(biāo)準(zhǔn)和最新發(fā)布的深圳地方標(biāo)準(zhǔn)中也已增列，而有機(jī)污染物方面，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)更多地關(guān)注農(nóng)藥類的指標(biāo)，這和美國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)且分布廣的特點(diǎn)有一定關(guān)聯(lián)。
3.2放射性污染物情況分析
NPDWRs中放射性污染物共有5個(gè)指標(biāo)，對(duì)SYR3中可統(tǒng)計(jì)的3個(gè)放射性污染物進(jìn)行了超標(biāo)率和平均值占標(biāo)率分析，結(jié)果如表5所示。
表5 SYR3中放射性污染物情況
從放射性污染物的實(shí)際情況看，所統(tǒng)計(jì)的3項(xiàng)指標(biāo)總體的超標(biāo)率為10.79%，平均值占標(biāo)率為48.35%。其中，混合水源供水系統(tǒng)總體超標(biāo)率為1.40%，平均值占標(biāo)率為21.81%；地下水源供水系統(tǒng)總體超標(biāo)率為1.16%，平均值占標(biāo)率為49.96%；地表水源供水系統(tǒng)總體超標(biāo)率為4.24%，平均值占標(biāo)率為33.63%?？梢钥闯?，美國(guó)放射性污染物的超標(biāo)率一般在10%左右，平均值占標(biāo)率在50%左右，地表水源供水系統(tǒng)優(yōu)于地下水源供水系統(tǒng)。
和我國(guó)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》相比，NPDWRs的放射性污染物指標(biāo)多了鐳226和鐳228、鈾、氡4項(xiàng)指標(biāo)。
3.3消毒副產(chǎn)物情況分析
消毒副產(chǎn)物是目前供水行業(yè)研究的熱點(diǎn)，和人體健康密切相關(guān)。NPDWRs共包括12項(xiàng)消毒副產(chǎn)物指標(biāo)，對(duì)SYR3中消毒副產(chǎn)物的主要指標(biāo)(溴酸鹽、亞氯酸鹽、鹵乙酸<總>、三鹵甲烷<總>)進(jìn)行超標(biāo)率和平均值占標(biāo)率分析，結(jié)果如表6所示。
表6 SYR3中主要的消毒副產(chǎn)物情況
由表6可知，美國(guó)消毒副產(chǎn)物的超標(biāo)率和平均值占標(biāo)率均高于有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物等污染物，由于原水水質(zhì)和臭氧-活性炭深度處理工藝的特點(diǎn)，溴酸鹽的總體超標(biāo)率為10.02%，平均值占標(biāo)率高達(dá)74.2%，地下水源供水系統(tǒng)的情況更為嚴(yán)峻。
NPDWRs對(duì)三鹵甲烷的限值為0.08 mg/L。根據(jù)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，絕大部分消毒副產(chǎn)物指標(biāo)在出廠水環(huán)節(jié)均能有較高的達(dá)標(biāo)率，且超標(biāo)率最高僅3%左右，說(shuō)明美國(guó)水廠工藝對(duì)消毒副產(chǎn)物的控制能力較好。
進(jìn)入輸配管網(wǎng)后，三鹵甲烷的含量和超標(biāo)率明顯上升，三鹵甲烷(總)由出廠水的3.02%上升到管網(wǎng)末端處的13.79%，這是因?yàn)槭苈然退夥磻?yīng)影響，三鹵甲烷濃度在管網(wǎng)內(nèi)隨停留時(shí)間的增加而升高。
進(jìn)入輸配管網(wǎng)后，鹵乙酸在管網(wǎng)中的變化規(guī)律與三鹵甲烷不同，部分指標(biāo)呈現(xiàn)衰減趨勢(shì)。一方面，余氯與水中有機(jī)物繼續(xù)反應(yīng)生成鹵乙酸；另一方面，部分鹵乙酸在殘余消毒劑濃度較低時(shí)被生物降解。
通過(guò)對(duì)照水廠出廠水和管網(wǎng)中三鹵甲烷和鹵乙酸的濃度變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)SYR3的分析結(jié)果與理論情況基本吻合，也說(shuō)明美國(guó)SYR3對(duì)于重現(xiàn)美國(guó)供水實(shí)際情況以及對(duì)NPDWRs的優(yōu)化有較好的參考價(jià)值。
3.4小結(jié)
通過(guò)對(duì)SYR3中污染物檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)，所涉及的污染物指標(biāo)的平均超標(biāo)率為4.53%，平均值占標(biāo)率為29.94%。區(qū)分不同水源，地下水源的超標(biāo)率為5.15%，地表水源的超標(biāo)率為2.69%。可以看出，美國(guó)飲用水水質(zhì)的實(shí)際占標(biāo)率和平均值占標(biāo)率都處于較低水平，說(shuō)明美國(guó)供水系統(tǒng)對(duì)污染物限值的控制水平較好，且地表水源水質(zhì)相對(duì)優(yōu)于地下水源水質(zhì)。由于地下水為水源的供水系統(tǒng)呈現(xiàn)量大且分布廣的特點(diǎn)，全面提升地下水源供水系統(tǒng)的污染物限值控制水平難度較大。
但從初步分析也發(fā)現(xiàn)，部分指標(biāo)的超標(biāo)率和平均值占標(biāo)率相對(duì)較高，如化學(xué)污染物中的銻、砷、鎘、乙二溴、七氯、毒殺芬、氯乙烯等，以及消毒副產(chǎn)物中的一氯乙酸等，這些指標(biāo)可能會(huì)成為美國(guó)供水系統(tǒng)下一步重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容。而部分超標(biāo)率和平均占標(biāo)率均趨向于0的指標(biāo)，結(jié)合健康風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估，則可能是NPDWRs下一步標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化中相對(duì)次要的內(nèi)容。
04美國(guó)供水對(duì)我國(guó)供水的啟示
(1)與國(guó)際領(lǐng)先水平國(guó)家和城市相比，我國(guó)的水質(zhì)信息公開工作仍存在較大差距。美國(guó)的CCR制度為用戶提供了豐富、透明的供水系統(tǒng)信息和水質(zhì)情況報(bào)告，而且水質(zhì)情況報(bào)告要求盡可能詳盡，涵蓋自水源到龍頭水全過(guò)程的水質(zhì)情況，既方便專業(yè)人員了解相關(guān)信息，也保證了普通用戶獲取水質(zhì)真實(shí)情況的知情權(quán)。通過(guò)CCR制度進(jìn)行信息公開，使美國(guó)供水水質(zhì)情況透明化，有助于消除一些不實(shí)信息通過(guò)輿論發(fā)酵的可能，也有利于提高供水系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商和用戶之間的互信關(guān)系，值得我國(guó)供水行業(yè)主管部門和各地方供水企業(yè)借鑒。
(2)美國(guó)以6年為周期對(duì)NPDWRs開展的審查工作，很好地提高了NPDWRs對(duì)各污染物指標(biāo)限值開展修訂的時(shí)效性，體現(xiàn)出美國(guó)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)“動(dòng)態(tài)”更新的優(yōu)勢(shì)，有利于水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)更好地為指導(dǎo)供水水質(zhì)保障服務(wù)。而我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)修編周期較長(zhǎng)，難以與行業(yè)技術(shù)發(fā)展和管理水平的提升與時(shí)俱進(jìn)，容易產(chǎn)生滯后性，在標(biāo)準(zhǔn)的審查機(jī)制上可進(jìn)行參考。此外，美國(guó)對(duì)SYR的公開，也便于國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究機(jī)構(gòu)從中針對(duì)性地獲取數(shù)據(jù)，詳盡的數(shù)據(jù)標(biāo)簽也便于不同需求的研究人員對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的篩選和分析，幫助國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)從中發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的數(shù)值規(guī)律和信息，有利于在行業(yè)的規(guī)劃、技術(shù)、運(yùn)營(yíng)和管理提升中，發(fā)揮各方的主觀能動(dòng)性，共同推動(dòng)行業(yè)的發(fā)展。
(3)國(guó)內(nèi)包括上海、深圳等城市，均已開展了在國(guó)標(biāo)基礎(chǔ)上更高標(biāo)準(zhǔn)的供水水質(zhì)地方標(biāo)準(zhǔn)的研究，SYR3中豐富的各污染物數(shù)據(jù)信息，可為相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研究工作提供指導(dǎo)性的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)積累，為相關(guān)指標(biāo)或限值的提出提供依據(jù)。
(4)美國(guó)供水系統(tǒng)中，地表水源供水系統(tǒng)量大且集中，地下水源供水系統(tǒng)量小但分散。但總體而言，地下水源供水系統(tǒng)各污染物的超標(biāo)率和平均值占標(biāo)率略高于地表水水源供水系統(tǒng)，這和地下水源供水系統(tǒng)分散、處理工藝相對(duì)難以提升、運(yùn)行管理難以全面覆蓋有關(guān)。相似的是，我國(guó)城鎮(zhèn)供水系統(tǒng)普遍采用集中供水的模式，近年來(lái)，管理能力和水質(zhì)提升顯著，而相對(duì)更為分散的農(nóng)村供水的水質(zhì)仍存在一定的短板，說(shuō)明未來(lái)我國(guó)需要加大對(duì)分散性農(nóng)村供水系統(tǒng)的提升力度，開展應(yīng)對(duì)地下水源水質(zhì)變化的處理技術(shù)儲(chǔ)備研究，切實(shí)強(qiáng)化我國(guó)的供水安全保障能力。
作者：阮辰旼