關于水質標準中余氯限值的探討
氯作為一個常規的消毒劑，被廣泛應用于水廠消毒和控制管網內的微生物增殖。但是由于過多的加量會使自來水產生較強的刺激性氣味，并且更重要的是由于水中腐植物質的存在，加氯在對水進行消毒的同時，對水中有機物進行了氯化，從而產生較多的有害消毒副產物，如最常見的三鹵甲烷等。因此，氯的加量及水中余氯的控制成了實際生產和管網管理的一個關鍵問題。在此,結合紹興市水務集團的實際情況,我們總結了執行此標準進行水質日常管理時遇到的一些問題,供大家討論。
一、紹興市供水管理概況
紹興市水務集團成立于2001年3月，集水庫、供水、排水為一體的綜合管理企業，下屬的水庫管理局、宋六陵凈水廠、自來水公司分別為獨立核算的法人單位。2001年1月前，紹興市區供水以市區平原河網為水源，經西郭水廠和南門水廠凈水處理后，向市區供水。為改善供水水質，紹興市啟動了以湯浦水庫、宋六陵水廠和輸水管網建設的小舜江供水工程。工程于2001年1月投產供水，同時關閉原有兩個水廠。
不論是西郭、南門水廠，還是宋六陵水廠都只使用了單一的氯消毒，并且工藝基本相似，除了在春、夏季為防止藻類生長，在原水入口處進行少量預加氯外，主要在濾后水后進行加氯，雖然三個水廠都設置了補充加氯點，但由于原水源的氨氮較高，因此西郭、南門水廠一般都在出廠水前補加氯，而宋六陵水廠因原水各項水質都較好，一般不實施補充加氯。
宋六陵水廠的預加氯按0.5mg/l的加量固定加入，濾后水則按水量進行自動加氯，由于原水污染較小，常年水質基本穩定，因此，濾后水的加氯量也相對比較穩定，一般在1.1-1.3mg/l 之間波動，以出廠管處為水質控制點，其常年的出廠水余氯基本控制在0.5mg/l左右。出廠水經
從阮家灣通過不同的管道分別售水給紹興市及紹興縣。至紹興縣共
二、執行余氯標準中的一些問題
根據國家有關水質標準，衛生部GB5749-85《生活飲用水衛生標準》中規定：“在與水接觸 30min后應不低于0.3mg/l，集中式給水除出 廠水應符合上述要求外管網末梢水不應低于0.05mg/l。”衛生部2001年版布的《生活飲用水衛生規范》規定：“在與水接觸30分鐘后應不低于0.3mg/L，管網末梢水不應低于0.05mg/L”。參照此標準進行余氯的控制，存在以下幾個問題：
1、余氯控制檢測點難以確定
氯（特別是游離余）在水中的衰減及剩余含量與其作用時間有很大的相關性，從原西郭水廠的加氯情況看，水在清水池停留3.5小時左右后，余氯消耗約80-90%，而宋六陵凈水廠的余氯消耗比率可從表1顯示：
表1：余氯隨時間衰減情況
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接觸池 |
接觸池在線儀表檢測點 |
清水池后出廠水檢測點 |
市區主管網入口檢測點 |
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|
加氯量(mg/L) |
氯接觸時間 (分鐘) |
氯消耗百分率（%） |
氯接觸時間 (分鐘) |
氯消耗百分率（ %） |
氯接觸時間 (分鐘) |
氯消耗百分率（%） |
|
1.1~ 1.3 |
12 |
45 |
120 |
67 |
540 |
83 |
可見，雖然氯消耗大部分30分鐘前，但以后隨著時間的增加，氯在水中的含量仍將不斷衰減，因此在對游離氯進行定量控制時必須首先定點，而依據“與水接觸30分鐘不低于0.3mg/L”的標準則很難進行定點定量。
（1）若在清水池前設置接觸池，那么在“接觸30分鐘”的樣點設置相對較為方便（接觸池停留時間可設計在30分鐘左右），檢測點可設于接觸池末端，即清水池入口，但由于大多數水廠往往沒有接觸池，而清水池的設計雖然原則上規定停留時間不少于30分鐘，但隨著水廠規模的擴大和區域化供水的發展，清水池的容量正不斷擴大，水在清水池中的停留時間也往往大于30分鐘，因此以“接觸30分鐘”進行定點檢測往往很難實際操作。
（2）對于補充加氯的水廠，其二次投氯點往往設于清水池后的出廠管線上，若以首次加氯“接觸30分鐘”進行定點，其檢測結果顯然缺乏科學性，而以二次加氯30分鐘后進行控制，其樣點往往已處于管網點上，較難以“出廠水”對之進行評判。
2、0.3mg/L的出廠水下限控制缺少實際指導意義
雖然，水質標準規定游離余氯“與水接觸30分鐘不低于0.3mg/L”，但由于此檢測點難以確定并實施檢測，因此，在實際生產中，常將此條款以“出廠水不低于0.3mg/L”進行實施。而出廠水中必須具有一定的含氯量，主要是為了滿足氯在管網及末梢中的含量，抑制細菌的滋生。但是由于氯在管網中的衰減是一個很復雜的機理，除受水質影響（主要是一些相關水質指標，如氨氮、低價金屬離子、有機物等）外，輸水管線的長度、管徑大小，水在管道內的停留時間都直接影響用戶或末梢的余氯含量。因此，若以某一定值來預測不同水質、不同管網的水體的衰減，很難保證此定值的合理性和科學性，并且即使確定此值，此值也很難對管網的實際管理起指導作用。
（1）、對于水質較差的水廠，以原西郭水廠為例，0.3mg/L的出廠水余氯遠不能保證管網末梢的游離余氯不小于0.05mg/L。從2000年紹興市區供水情況分析：水廠出廠游離氯基本控制在0.8mg/L, 最遠輸水管線為
（2）、對于水質較好的水廠，以宋六陵水廠為例，0.3mg/L的出廠余氯要保證管網末梢的游離余氯不小于0.05mg/L也較困難。從01-03年紹興市區的供水情況分析：因原水水質較為穩定，氨氮常年小于0.05mg/L，TOC常年為5-6mg/L，出廠水COD基本小于1 mg/L ，TOC約為2-3 mg/L，因此其氯的消耗基本比較穩定。一般出廠水余氯以0.5mg/L進行控制，輸水至阮家灣需消耗0.1mg/L左右，至紹興市區管網后，平均余氯水平基本保持在0.2 mg/L左右，而至周邊區域時，一般只維持在0.1 mg/L左右。因此，若以游離氯0.3mg/L對出廠水進行調節控制，管網末梢要保證余氯不小于0.05mg/L，其合格率亦不會很高。
3、兩個控制下限的規定對供水管理的影響
隨著供水企業的市場化運作，制水與供水不僅僅限于職能上的分工，而是逐步趨向行政分家，即成為賣方與買方的關系，相應地，水質就成為賣買雙方關注的焦點，而余氯因需兩個下限控制的原故，常常成為雙方爭論的問題。賣方水廠因成本關系，希望控制較少的余氯量，特別是處于臨界點時，常常以國家標準出廠余氯不低于0.3mg/L為由推卸責任，而買方自來水公司為保證在不同的供水條件下管網末梢的余氯不小于0.05mg/L，又總是把出廠水余氯量預先設定得較高，從而使國家水質標準的執行變得有法難依。
4、需在標準中增加對加氯量上限的控制
1、加氯直接影響自來水中三氯甲烷等消毒副產物的形成，表2即為不同余氯量時對宋六陵水廠及管網中近、中、遠三點的三氯甲烷含量：
表2：不同余氯量及接觸時間對水中三氯甲烷含量的影響
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水質指標 |
地點 |
含量（mg/L） |
||||
|
余氯 |
水廠 |
0.8 |
0.8 |
0.6 |
0.6 |
0.3 |
|
三氯甲烷 |
水廠 |
1.9 |
1.0 |
1.7 |
<1.0 |
<1.0 |
|
亞都大酒店 |
4.7 |
4.1 |
5.3 |
<1.0 |
<1.0 |
|
|
電力局 |
7.2 |
7.8 |
8.2 |
6.4 |
5.8 |
|
|
印花廠 |
10.7 |
9.08 |
9.2 |
3.5 |
4.0 |
|
從表中可以明顯看出，雖然由于水中前體物質較小，其含量都并不高，但三氯甲烷的含量是隨著水中余氯量的增加及輸水線路的伸展而上升。因此，在保證管網末梢細菌滋生的前提下，必須盡量減少氯的投加及水中余氯的含量。
2、參閱國外的水質標準發現，大多數國家往往都對加氯的上限進行了限值控制。其中，歐盟《飲用水水質指令》規定“在不影響消毒效果的前提下，成員國應盡力降低氯仿等化合物的值”。美國現行的《飲用水水質標準》則規定飲用水中消毒劑的最大允許濃度為4mg/L。WHO《飲用水水質指令》中對氯的規定較為詳細，其從對健康有影響的角度上對氯規定了上限指標值：5 mg/L，同時，說明了在PH<8.0時，接觸30分鐘后的自由氯應大于0.5mg/L，并且，它又從能引起用戶感官不滿的角度對氯在水中的含量設定了上下限范圍：0.6-1 mg/L。
三、結論及建議
1、隨著用戶對水質要求的提高，供水規模的擴大及供水管理機制的變化，水質標準中關于余氯標準的規定應作相應修改。
2、從對感官指標及消毒副產物的改善角度，余氯標準的制定應考慮加氯量的上限控制。
3、從對管網微生物的控制及管網管理的角度，游離余氯的控制不宜用出廠水、末梢兩個控制下限值進行控制，而應在管網末梢下限控制的基礎上，根據各地水廠及管網自身的實際情況確定余氯控制點及控制下限。
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