分質(zhì)供水解決城市飲用水水質(zhì)問題的局限與作用探討
摘要:通過對國外 實際狀況的考證和對生活用水結構的 分析 ,指出僅考慮少量飲用水水質(zhì)的生活小區(qū)分質(zhì)供水與國外常見分質(zhì)供水的區(qū)別及其局限。并根據(jù)城市用水量的分布及水質(zhì)需求,認為上述分質(zhì)供水 方法 不適合城市整體供水要求。但優(yōu)質(zhì)飲水的管道供應在生活小區(qū)內(nèi)試行,作為緩解水質(zhì)矛盾的過渡性措施,仍有著積極的意義。
關鍵詞:分質(zhì)供水 純凈水 飲用水 用水量 水質(zhì)
水源污染使我國眾多城鎮(zhèn)供水水質(zhì)受到 影響 。而隨著生活水平的提高,居民對飲用水水質(zhì)日益關注。繼80年代家用凈水器走俏上海市場,1995年起,飲用純凈水在上海又蓬勃興起。至1997年,上海已有桶裝飲用水生產(chǎn)廠家130家,形成了一個投資總額近4億元,日設計供不能力25萬桶,實際供水量12萬桶,擁有用戶30余萬,年產(chǎn)值近6億元的新興行業(yè)[1]。桶裝水銷售成本中心,送水開支占了50%~70%,純水銷價雖高(約0.70元/L),但 企業(yè) 收回投資并盈利仍非易事。管道純凈水由此應運而生。
1996年浦東錦華小區(qū)開始了敷設專用管道,向用戶供應經(jīng)深度處理的優(yōu)質(zhì)水的施工[2]。1997年上海管道純凈水有限公司成立,公司通過入戶管道,供應經(jīng)反滲透工藝處理的純凈水[3]。 目前 ,國內(nèi)其它城市也有小區(qū)分質(zhì)供水工程正在施工或設計,少數(shù)城市甚至有實施城市整體分質(zhì)供水的設想。有報道稱“打開龍頭,喝純凈水”是國外的先進經(jīng)驗。因此了解國外對分質(zhì)供水的認識和分質(zhì)供水的 應用 情況,對探討通過分質(zhì)供水解決當前城市供水水質(zhì)欠佳 問題 的局限及分質(zhì)供水的作用地位有重要意義。
1 國內(nèi)外分質(zhì)供水概況及其分質(zhì)供水的內(nèi)涵
1.1 國內(nèi)外分質(zhì)供水的概況
分質(zhì)供水( dual water supply,dual distribution systems)在國外有著長期的應用 歷史 。國外現(xiàn)有的分質(zhì)供水都是以可飲用水系統(tǒng)為城市主體供水系統(tǒng),而將低品質(zhì)水、回用水或海水另設管網(wǎng)供應,用作園林綠化、清洗車輛、沖洗廁所、噴灑道路以及 工業(yè) 冷卻等,稱為非飲用水。非飲用水系統(tǒng)通常是局部或區(qū)域性的,作為主體供水系統(tǒng)的補充。設立非飲用水系統(tǒng)的著眼點在于節(jié)約水資源及降低處理費用[4~8]。在這方面,國內(nèi)現(xiàn)有分質(zhì)供水系統(tǒng),青島的城市污水回用[9]、香港行政區(qū)的海水沖廁系統(tǒng)[10],以及其它城市的分質(zhì)供水實踐[11]與國外并無形式與 內(nèi)容 上的差別。
需要探討的是,目前成為關注熱點的“分質(zhì)供水”,是指另設管網(wǎng)應少量專供飲用(食)用的“純凈水”,而將城市供水作為“一般用水”。這同國內(nèi)外現(xiàn)有的,或者說一般意義上的分質(zhì)供水有著很大的區(qū)別。在討論這種供水方式之前,回顧美國自來水工程協(xié)會(AWWA)對分質(zhì)供水的看法,不無裨益。
1.2 內(nèi)涵不同的兩種分質(zhì)供水
鑒于水資源緊缺現(xiàn)象加劇及水質(zhì)標準與處理費用提高,分質(zhì)供水的潛在市場擴大,AWWA下屬分質(zhì)供水分會(Distribution Division Committee on Dual Distribuion Systems)于1983年提交了一份《分質(zhì)供水》指南[7](簡稱《指南》),以 總結 國際上現(xiàn)有的分質(zhì)供水經(jīng)驗,并期望以此為起點,為建立將來全美統(tǒng)一的分質(zhì)供水規(guī)范提供基礎!吨改稀穼τ嘘P術語的定義為:“可飲用水”(potable water)是符合聯(lián)邦與州政府水質(zhì)標準,用于飲用、烹調(diào)與清洗的水;“非飲用水”(nonpotable water)是人類偶然消費不致造成危害,用于非飲用用途的水。而目前國內(nèi)正在試行的分質(zhì)供水,兩個管道系統(tǒng)分別為飲用水(drink water)與一般用水(subpotable water)。《指南》的調(diào)查綜述指出:非飲用水在戶內(nèi)只用于沖洗廁所。僅供飲用的管道供水在國際上末有先例!吨改稀方ㄗh:在水源水質(zhì)惡化或處理費用太高,有理由考慮居民生活用水分質(zhì)供應時,可飲用水的設計用水定額取150L/(人.d)。筆者經(jīng)光盤檢索了最近8年的工程索引(Ei Compendex plus)、近10年美國政府報告(NTIS)與學位論文文摘(DAO),末檢獲專供飲用的區(qū)域性管道供水系統(tǒng)的報道。在美國《安全飲用水法案修正案》(SDWAA)生效之后的1987年,美國環(huán)境保護局(USEPA)與在一次專題會議上分別對有關問題發(fā)表了正式的觀點[12]。認為:USEPA凈水器(point-of-use device)和瓶裝水只能用作改善水質(zhì)的臨時措施,使用凈水器和瓶裝水不被認為是能滿足SDWAA規(guī)定的最大污染物濃度(MCLs)的方法,因為它們沒能提供全部生活用水。AWWA表示由其向居民家庭提供的所有生活用水,直至用戶的每一只水龍頭,都是可飲用的。以上資歷料表明,國外現(xiàn)行的分質(zhì)供水與國內(nèi)倍受關注的純凈水管道供應是兩個概念,其內(nèi)涵有很大的差別。
中國 有自已的國情和困難。美國等發(fā)達國家的經(jīng)驗與要求未必適合目前的中國。那么國外的觀點哪些值得 參考 ,純凈水管道供應的局限又在何處?這值得具體分析。
2 生活用水的構成、水質(zhì)需求與管道純凈水的局限
2.1 生活用水的構成與水質(zhì)需求
國內(nèi)主張實行分質(zhì)供水的主要論點之一是:每人每天飲水量不過2L,城市供水中僅1%~2%供飲用。將全部生活用水都按飲用水標準處理既無必要,也不 經(jīng)濟 。這一看法值得商。全部城市用水都處理到飲用水標準確無必要。但有理由按飲用水標準考慮的用水量遠不止總用水量的1%~2%。僅就生活用水而言不,不但飲用烹調(diào),食物餐具等的洗滌,而且沐浴用水也有必要按飲用水標準考慮。對此問題,國外已有一些 研究 結論。
Brown等[13]研究了皮膚對水中揮發(fā)性有機物的吸收。按成人飲水量2L/d,嬰兒飲水1L/d,二者洗澡時間均為15min/d;飲用水中常見揮發(fā)性有機物的皮膚吸收與口腔攝入的比例,成人與嬰兒分別為63/37及40/60。Andelaman[14]報道了飲用水中三氯乙烯造成的戶內(nèi)呼吸攝入。以飲用水2L/(人.d),淋浴耗水量40~95L(人.d)計,三氯乙烯淋浴時的呼吸攝入量是飲水攝入量的數(shù)倍。 Mar-tin[15]估計,飲用水中揮發(fā)性有機物,經(jīng)口腔、皮膚與呼吸的攝入量大約各占總攝入量的三分之一。世界衛(wèi)生組織1992年版«飲用水水質(zhì)指南»明確指出,確定水中化學物質(zhì)含量的指導值,既要考慮飲用的攝入,也要考慮沐浴時的皮膚吸收和呼吸攝入。
表1列出了國內(nèi)外居民生活用水構成的部分統(tǒng)計數(shù)據(jù)[7][16][17]。從健康需求和用戶心理兩方面考慮,表1中前三項用水都應使用可飲用水。根據(jù)北京和河北的用水量構成數(shù)據(jù),生活用水中可飲用部分所占比例應達到總用水量的50%左右。南方人均生活用水量大的城市,這一比例有可能略高。
國家及地區(qū) | 飲用 食用 | 廚房 洗滌 | 沐浴 洗漱 | 洗衣 | 沖洗廁所 | 其它 | 用水量/L/(人.d) |
北京 | 32 | 26.7 | 12 | 29.3 | 150 | ||
河北 | 2.1 | 18.1 | 27.2 | 12.7 | 32 | 7.5 | 138 |
美國 | 5 | 6 | 30 | 15 | 40 | 4 | 227(1) |
日本 | 18 | 20 | 24 | 16 | 22 | 250(2) |
注:(1)不包括室外生活用水量。(2)包括戶外用水。(3)表中數(shù)字除注明外為百分數(shù)。
2.2 管道優(yōu)質(zhì)水方式的局限
純凈水管道供應從桶裝水演化而來。其市場形象是水質(zhì)至少不差于桶裝水,使用方便且價格適中。上海管道純凈水有限公司對價格做了說明:水價0.30元/L,初裝費2000元/戶。錦華小區(qū)優(yōu)質(zhì)水系統(tǒng)的規(guī)劃供水價格據(jù)悉為0.20元/L。上述售水價格決定了管道優(yōu)質(zhì)水所能解決的僅僅是飲用食用需求。從上面的討論可知,經(jīng)濟因素造成的供應范圍限制是這類供水方式的重要缺陷。城市供水系統(tǒng)的基本任務是為生活和生產(chǎn)提供水質(zhì)符合標準、水量充足、水價適中的自來水。僅僅保證專供飲食用的2L~3L水的水質(zhì),不能說是比較完善的供水方式。管道純凈水市場的形成 發(fā)展 有其客觀原因及合理性。在有限的范圍內(nèi)試行純凈水的管道供應,有利于為我國及其它發(fā)展中國家的供水行業(yè)積累經(jīng)驗。需要指出的是:這種少量專供飲用水的管道供應方法不是發(fā)達國家的先進經(jīng)驗。在發(fā)達國家,這不是可接受的做法;在新興工業(yè)化國家,也末見類似的應用報道。
3 城市整體分質(zhì)供水的質(zhì)疑
3.1城市整體分質(zhì)供水的“ 經(jīng)濟 性”質(zhì)疑
城市整體分質(zhì)供水相對小區(qū)或局部分質(zhì)供水而言,“分質(zhì)供水”仍指為解決自來水水質(zhì)矛盾而采取的飲用水設專門管道供應方式。
飲水水質(zhì)惡化 問題 的迫切性,解決這一問題的長期性以及資金籌措等方面的因難,使城市分質(zhì)供水也受到各級政府決策者的關注。相對住宅區(qū)分質(zhì)供水,城市分質(zhì)供水在技術經(jīng)濟方面的因難都大得多。城市整體分質(zhì)供水的設想有吸引力的前提還是接受下述假設:飲用水只占城市供水量的1%~2%,需要解決的主要是這1%~2%供水量的水質(zhì)問題。而如前所述對居民生活用水的 分析 結論是,需達到飲用水水質(zhì)的水量應不小于生活用水總量的50%。表2為討論城市供水的水質(zhì)需求提供了依據(jù)[7][18]。
項目 | 居民生活 | 工業(yè) | 商業(yè) | 公共 | 其它 |
上海 | 28 | 31 | 41 | ||
美國 | 40 | 25 | 15 | 5 | 15 |
注:1.原文為unaccounted for主要指漏失;
2.表中數(shù)字為百分數(shù)。
雖然部分工業(yè)對用水水質(zhì)要求不高,但也有相當一部分工業(yè),如電力(鍋爐)、電了、制藥等對水質(zhì)的要求高于飲用水;而食品飲料與化工印染等行業(yè)對水質(zhì)的要求與生活飲用水相同或相近。降低城市供水水質(zhì),必需增加有關 企業(yè) 用于水處理(或預處理)的支出。據(jù)上海市環(huán)境保護工業(yè)行業(yè)協(xié)會的報告估計,上海工業(yè)用水中對水質(zhì)的要求高于和接近飲用水水質(zhì)的水量,約占工業(yè)用水的百分之50%。對一個工業(yè)門類比較齊全的城市,工業(yè)用水中水質(zhì)要求較高的用水所占比例不會很小。況且,隨著城市 發(fā)展 ,工業(yè)用水量逐漸下降,而公共用水和生活用水量將增加。
城市公共用水由餐飲 旅游 、 金融 商貿(mào)、文教衛(wèi)生等行業(yè)用水構成。公共用水中園林綠化、噴灑道路等用水所占比例很小。對第三產(chǎn)業(yè)較為發(fā)達的大中城市,這一比例小于10%[16]。飯店賓館、高檔寫字樓對供水水質(zhì)的要求高于住宅。上海眾多的涉外飯店多年來一直是將城市自來水自行處理后再使用。 目前 上海市上桶裝水的重要消費對象是公司、寫字樓和機關團體。城市公共用水中,需要達到飲用水水質(zhì)的比例應不低于居民生活用水。公共用水用戶對提高自來水水價的心理承受能力,即對提高水質(zhì)的期望,無疑大大高于居民。
由上面有關生活用水經(jīng)例的分析和此處的討論可知,城市供水中,需要達到飲用標準的水量不是總量的1%~2%,也不是10%~20%。筆者認為,除非在可開發(fā)的飲用水資源嚴重短缺情況下, 現(xiàn)代 化城市的公共供水系統(tǒng),如采用分質(zhì)供水方式,其供水中滿足飲用水水質(zhì)標準的水量不應小于總供水量的50%。
在不同原水水質(zhì)、處理工藝和供水規(guī)模條件下,比較傳統(tǒng)和分質(zhì)兩種城市供水方式的經(jīng)濟性,工作量很大,超出本文的討論范圍。AWWA建立了一個 計算 模式,用于此類問題的分析和規(guī)劃。 文獻 提供了一個算例。用水人口十萬的城鎮(zhèn)(供水量約6萬m3/d),因水源污染水廠須設置顆;钚蕴课焦に。傳統(tǒng)供水系統(tǒng)將全部供水深度處理;分質(zhì)供水只深度處理供水中可飲用部分,其余仍采用傳統(tǒng)工藝,同時另設一條管道系統(tǒng)。在兩個系統(tǒng)均為新建條件下,可飲用水占總供水量的比例低于20%時,分質(zhì)供水才是經(jīng)濟的。美國的預算定額和運行管理費用與我國不同。但該算例以及此處對城市供水水質(zhì)需求的討論,仍為城市整體分質(zhì)供水經(jīng)濟性的剖析提供了有益的 參考 。
3.2 城市整休分質(zhì)供水的負面效果
對城市分質(zhì)供水關注甚至寄予厚望,隱含著這樣的潛意識:通過控制水源污染、改進處理技術等措施,控制自來水水質(zhì)下降并提高供水水質(zhì),至少在近10~20年內(nèi)是不現(xiàn)實的。解決城市供水水質(zhì)問題確實是一項需要較長時間才能完成的任務。但倘若限于目前的因難,寄希望于走“捷徑”,可能在經(jīng)濟、 社會 方面造成不良后果。
實施城市分質(zhì)供水可能的后果之一是,在指導思想上和操作上,均放松保護水源和出改進水廠處理技術的努力,結果現(xiàn)有這網(wǎng)供水水質(zhì)逐漸下降為非飲用水,而飲用水的供應量又明顯小于合理的限度。其后果是各種局部深度凈化設施和經(jīng)營飲水業(yè)務的經(jīng)濟實體充斥市場,各行其是,整個城市的實際用水開支增加;而分散經(jīng)營的深度處理裝置得不到恰當?shù)墓芾砗涂煽康谋O(jiān)督。與此同時,低收入家庭的飲水衛(wèi)生條件惡化。
后果之二是對末來城市的可持續(xù)發(fā)展造成長遠的損害。城市供水系統(tǒng)城市的主要設施,對城市的社會和經(jīng)濟發(fā)展具有先導性 影響 。對生活飲用水水質(zhì)提出較高的要求是經(jīng)濟發(fā)展和社會進步的結果。片面強調(diào)“分質(zhì)供水”的階段性意義,是降低城市供水系統(tǒng)的服務標準與質(zhì)量,有悖于經(jīng)濟和社會持續(xù)發(fā)展的要求。根據(jù)財力許可,依輕重分階段解決城市供水水質(zhì)問題是合理的甚至是必要的,但不能輕易采用城市整體分質(zhì)供水的 方法 。城市分質(zhì)供水系統(tǒng)建造和投資回收的期限都很長。若輕易實行,若干年后再“撥亂反正”,這一反復可能對地方經(jīng)濟和環(huán)境造成明顯危害。
4 分質(zhì)供水的地位和作用
完成提高城市供水水質(zhì)是一項長期的任務。在努力實現(xiàn)這一任務的目標過程中,試行各種局部分質(zhì)供水,以緩解水源污染的危害,不失為過渡時期的一種積極舉措。在新建住宅小區(qū),特別是有優(yōu)質(zhì)地下水資源可資利用時,試行分質(zhì)供水,是多種可供選擇臨時措施中有吸引力的一種。據(jù)上海市給水管理處的 研究 ,上海地區(qū)深層地下水經(jīng)簡單處理即可達到EC水質(zhì)標準。按商業(yè)化經(jīng)營核算,供水價格不高于0.10元/L。這種水水質(zhì)比純水理想。如單井供水量增加,售水價格將下降,生活用水中使用優(yōu)質(zhì)水的比例可相應增加。壓縮工業(yè)用地下水的開采,在城市自來水管網(wǎng)覆蓋區(qū)限制一般用途地下水的使用,有助于這種改水措施的實施。在地下水開采受到限制的新建中高檔商品住宅小區(qū),用管道供應深度凈化后的純凈水,作為滿足較高消費層次人群飲水需要的臨時措施,在積累經(jīng)驗,健全管理的基礎上,也可以發(fā)揮積極作用。
在水資源嚴重緊缺,不得不利用需要淡化的咸水、受嚴重污染的原水或進行遠距離引水的場合,城市整體分質(zhì)供水仍有可能是經(jīng)濟合理的,特別是對于新開發(fā)城區(qū)。但這種工程,需要經(jīng)嚴格的論證和方案比較,充分考慮規(guī)劃年限內(nèi)經(jīng)濟和社會發(fā)展對水質(zhì)的要求,避免3~5L(人.d)好水的窮湊合做法。在優(yōu)質(zhì)水資源供應量不足,需要利用低品質(zhì)水和回用水的城市,還是采用非飲用水集中供應工業(yè)區(qū)與市政用不的區(qū)域性分質(zhì)供水方法安全且易操作。
5 結束語
僅考慮滿足飲用水量需求的管道分質(zhì)供水,不是發(fā)達國家的先進經(jīng)驗和可接受的做法。這種分質(zhì)供水只能在有限程度上提高居民用水的安全性,是受目前經(jīng)濟實力限制而采取的一種過渡性方法。這此方法在某些城市的生活小區(qū)試行,有一定的積極意義;在整個城市實行是不合理的,存在著顯而易見的不良后果。目前這種少量飲水單獨用管道供應的做法受關注,與商業(yè)利益驅(qū)動不無關系。長遠來看,改善飲用水水質(zhì)的基本途徑是提高城市主體供水系統(tǒng)的水質(zhì)。實現(xiàn)這一目標,不僅需要加強水源保護,改進水廠處理工藝,改善輸配水系統(tǒng)的技術狀態(tài),還需要改革城市代供水行業(yè)的運行機制,逐步實現(xiàn)水價的市場化。
參考文獻
1 郭常義,等,上海市桶裝飲用水質(zhì)量評述.上海預防醫(yī)學,1997,9(6):253
2 李憶,范瑾初.上海浦東新區(qū)錦華小區(qū)管網(wǎng)分質(zhì)供水系統(tǒng)設計特點.給水排水,1997,23(4):15
3 打開龍頭,飲純凈水.解放日報,1997-3-20
4 Dual Pipe Distribution System at Castle Rock,Colorado.Municipal Wastewater Reuse news,1986,4(3)
5 Ian B Law.Rouse Hill-Australai‘s First Full Scale Domestic Non-potable reuse Application .Wat Sci Tech,1966,33(10):71
6 Young,Ronald E et al.New Markets for Reclaimed Water in the lrvine Ranch Watwr District.Resources,Engineering and Operations fir the New Decade proceedings-AWWA Annual conference,Den-ver,Co.USA,1991
7 Dual Water Systems.AWWA Manual M24.Denver.Colorado,1983
8 葉欣.國外城市分質(zhì)供水概述.城市公用事業(yè),1992,6(3):20
9 金儒林,等.青島市城市污水回收于工業(yè).武漢城建學院學報,1985(1):1
10 黃仲杰.香港的海水利用.上海建設 科技 ,1997(3):36
11 葉欣.我國城市分質(zhì)供水概述.城市公用事業(yè),1992,6(6):17
12 point-of-use/Entry Treatment of Drinking Water.USEPA and AWWA,Cincinnati,Ohio,Oct,1987,Noyes Data Corporation,New Jersey,USA
13 Brown HS et al. The Role of Skin Absorbtion as a Role of Exposure for Volatile Organic Compounds in Drinking Water.American J,of public Health,1984,74(5):479
14 Andelaman JB Inhalation Exposure in the Home to Volatile Organic Contaminants of Drinking Water.Sci of the Total Environment,1985,47:443
15 Martin Fox.Health Water.周蓉譯,1996
16 董輔祥,等.節(jié)約用水原理及方法指南.北京: 中國 建筑工業(yè)出版社,1995.241
17 陳耀宗,等.建筑給水排水設計手冊,北京:中國建筑工業(yè)出版社,1992.509
18 上海市給水管理處,上海市城市地質(zhì)研究所.開發(fā)優(yōu)質(zhì)地下水作為飲用水的可行性研究,1997.6
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