分質供水解決城市飲用水水質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的生活小區分質供水與國外常見分質供水的區別及其局限。并根據城市用水量的分布及水質需求，認為上述分質供水 方法 不適合城市整體供水要求。但優質飲水的管道供應在生活小區內試行，作為緩解水質矛盾的過渡性措施，仍有著積極的意義。
關鍵詞：分質供水 純凈水 飲用水 用水量 水質
水源污染使我國眾多城鎮供水水質受到 影響 。而隨著生活水平的提高，居民對飲用水水質日益關注。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，年產值近6億元的新興行業[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 收回投資并盈利仍非易事。管道純凈水由此應運而生。
1996年浦東錦華小區開始了敷設專用管道，向用戶供應經深度處理的優質水的施工[2]。1997年上海管道純凈水有限公司成立，公司通過入戶管道，供應經反滲透工藝處理的純凈水[3]。 目前 ，國內其它城市也有小區分質供水工程正在施工或設計，少數城市甚至有實施城市整體分質供水的設想。有報道稱“打開龍頭，喝純凈水”是國外的先進經驗。因此了解國外對分質供水的認識和分質供水的 應用 情況，對探討通過分質供水解決當前城市供水水質欠佳 問題 的局限及分質供水的作用地位有重要意義。
1 國內外分質供水概況及其分質供水的內涵
1.1 國內外分質供水的概況
分質供水( dual water supply,dual distribution systems)在國外有著長期的應用 歷史 。國外現有的分質供水都是以可飲用水系統為城市主體供水系統，而將低品質水、回用水或海水另設管網供應，用作園林綠化、清洗車輛、沖洗廁所、噴灑道路以及 工業 冷卻等，稱為非飲用水。非飲用水系統通常是局部或區域性的，作為主體供水系統的補充。設立非飲用水系統的著眼點在于節約水資源及降低處理費用[4～8]。在這方面，國內現有分質供水系統，青島的城市污水回用[9]、香港行政區的海水沖廁系統[10]，以及其它城市的分質供水實踐[11]與國外并無形式與 內容 上的差別。
需要探討的是，目前成為關注熱點的“分質供水”，是指另設管網應少量專供飲用(食)用的“純凈水”，而將城市供水作為“一般用水”。這同國內外現有的，或者說一般意義上的分質供水有著很大的區別。在討論這種供水方式之前，回顧美國自來水工程協會(AWWA)對分質供水的看法，不無裨益。
1.2 內涵不同的兩種分質供水
鑒于水資源緊缺現象加劇及水質標準與處理費用提高，分質供水的潛在市場擴大，AWWA下屬分質供水分會(Distribution Division Committee on Dual Distribuion Systems)于1983年提交了一份《分質供水》指南[7](簡稱《指南》)，以 總結 國際上現有的分質供水經驗，并期望以此為起點，為建立將來全美統一的分質供水規范提供基礎。《指南》對有關術語的定義為：“可飲用水”(potable water)是符合聯邦與州政府水質標準，用于飲用、烹調與清洗的水;“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。而目前國內正在試行的分質供水，兩個管道系統分別為飲用水(drink water)與一般用水(subpotable water)。《指南》的調查綜述指出：非飲用水在戶內只用于沖洗廁所。僅供飲用的管道供水在國際上末有先例。《指南》建議：在水源水質惡化或處理費用太高，有理由考慮居民生活用水分質供應時，可飲用水的設計用水定額取150L/(人.d)。筆者經光盤檢索了最近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域性管道供水系統的報道。在美國《安全飲用水法案修正案》(SDWAA)生效之后的1987年，美國環境保護局(USEPA)與在一次專題會議上分別對有關問題發表了正式的觀點[12]。認為：USEPA凈水器(point-of-use device)和瓶裝水只能用作改善水質的臨時措施，使用凈水器和瓶裝水不被認為是能滿足SDWAA規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，國外現行的分質供水與國內倍受關注的純凈水管道供應是兩個概念，其內涵有很大的差別。
中國 有自已的國情和困難。美國等發達國家的經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、水質需求與管道純凈水的局限
2.1 生活用水的構成與水質需求
國內主張實行分質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，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倍。 Mar-tin[15]估計，飲用水中揮發性有機物，經口腔、皮膚與呼吸的攝入量大約各占總攝入量的三分之一。世界衛生組織1992年版«飲用水水質指南»明確指出，確定水中化學物質含量的指導值，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列出了國內外居民生活用水構成的部分統計數據[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。根據北京和河北的用水量構成數據，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 | 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)表中數字除注明外為百分數。
2.2 管道優質水方式的局限
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。錦華小區優質水系統的規劃供水價格據悉為0.20元/L。上述售水價格決定了管道優質水所能解決的僅僅是飲用食用需求。從上面的討論可知，經濟因素造成的供應范圍限制是這類供水方式的重要缺陷。城市供水系統的基本任務是為生活和生產提供水質符合標準、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，不能說是比較完善的供水方式。管道純凈水市場的形成 發展 有其客觀原因及合理性。在有限的范圍內試行純凈水的管道供應，有利于為我國及其它發展中國家的供水行業積累經驗。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達國家的先進經驗。在發達國家，這不是可接受的做法;在新興工業化國家，也末見類似的應用報道。
3 城市整體分質供水的質疑
3.1城市整體分質供水的“ 經濟 性”質疑
城市整體分質供水相對小區或局部分質供水而言，“分質供水”仍指為解決自來水水質矛盾而采取的飲用水設專門管道供應方式。
飲水水質惡化 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，使城市分質供水也受到各級政府決策者的關注。相對住宅區分質供水，城市分質供水在技術經濟方面的因難都大得多。城市整體分質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需求提供了依據[7][18]。
| 項目 | 居民生活 | 工業 | 商業 | 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.表中數字為百分數。
雖然部分工業對用水水質要求不高，但也有相當一部分工業，如電力(鍋爐)、電了、制藥等對水質的要求高于飲用水;而食品飲料與化工印染等行業對水質的要求與生活飲用水相同或相近。降低城市供水水質，必需增加有關 企業 用于水處理(或預處理)的支出。據上海市環境保護工業行業協會的報告估計，上海工業用水中對水質的要求高于和接近飲用水水質的水量，約占工業用水的百分之50%。對一個工業門類比較齊全的城市，工業用水中水質要求較高的用水所占比例不會很小。況且，隨著城市 發展 ，工業用水量逐漸下降，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、文教衛生等行業用水構成。公共用水中園林綠化、噴灑道路等用水所占比例很小。對第三產業較為發達的大中城市，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，即對提高水質的期望，無疑大大高于居民。
由上面有關生活用水經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，除非在可開發的飲用水資源嚴重短缺情況下， 現代 化城市的公共供水系統，如采用分質供水方式，其供水中滿足飲用水水質標準的水量不應小于總供水量的50%。
在不同原水水質、處理工藝和供水規模條件下，比較傳統和分質兩種城市供水方式的經濟性，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劃。 文獻 提供了一個算例。用水人口十萬的城鎮(供水量約6萬m3/d)，因水源污染水廠須設置顆；钚蕴课焦に嚒鹘y供水系統將全部供水深度處理;分質供水只深度處理供水中可飲用部分，其余仍采用傳統工藝，同時另設一條管道系統。在兩個系統均為新建條件下，可飲用水占總供水量的比例低于20%時，分質供水才是經濟的。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需求的討論，仍為城市整體分質供水經濟性的剖析提供了有益的 參考 。
3.2 城市整休分質供水的負面效果
對城市分質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，控制自來水水質下降并提高供水水質，至少在近10～20年內是不現實的。解決城市供水水質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”，可能在經濟、 社會 方面造成不良后果。
實施城市分質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，結果現有這網供水水質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營飲水業務的經濟實體充斥市場，各行其是，整個城市的實際用水開支增加;而分散經營的深度處理裝置得不到恰當的管理和可靠的監督。與此同時，低收入家庭的飲水衛生條件惡化。
后果之二是對末來城市的可持續發展造成長遠的損害。城市供水系統城市的主要設施，對城市的社會和經濟發展具有先導性 影響 。對生活飲用水水質提出較高的要求是經濟發展和社會進步的結果。片面強調“分質供水”的階段性意義，是降低城市供水系統的服務標準與質量，有悖于經濟和社會持續發展的要求。根據財力許可，依輕重分階段解決城市供水水質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供水的 方法 。城市分質供水系統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濟和環境造成明顯危害。
4 分質供水的地位和作用
完成提高城市供水水質是一項長期的任務。在努力實現這一任務的目標過程中，試行各種局部分質供水，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，特別是有優質地下水資源可資利用時，試行分質供水，是多種可供選擇臨時措施中有吸引力的一種。據上海市給水管理處的 研究 ，上海地區深層地下水經簡單處理即可達到EC水質標準。按商業化經營核算，供水價格不高于0.10元/L。這種水水質比純水理想。如單井供水量增加，售水價格將下降，生活用水中使用優質水的比例可相應增加。壓縮工業用地下水的開采，在城市自來水管網覆蓋區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，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，在積累經驗，健全管理的基礎上，也可以發揮積極作用。
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，城市整體分質供水仍有可能是經濟合理的，特別是對于新開發城區。但這種工程，需要經嚴格的論證和方案比較，充分考慮規劃年限內經濟和社會發展對水質的要求，避免3～5L(人.d)好水的窮湊合做法。在優質水資源供應量不足，需要利用低品質水和回用水的城市，還是采用非飲用水集中供應工業區與市政用不的區域性分質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供水，不是發達國家的先進經驗和可接受的做法。這種分質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，與商業利益驅動不無關系。長遠來看，改善飲用水水質的基本途徑是提高城市主體供水系統的水質。實現這一目標，不僅需要加強水源保護，改進水廠處理工藝，改善輸配水系統的技術狀態，還需要改革城市代供水行業的運行機制，逐步實現水價的市場化。
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