分质供水与城市的可持续发展浅议

同济大学环境科学与工程学院
李 田

　　摘要: 通过对国外城市供水实际状况的考证及对生活用水构成的分析，指出仅考虑少量饮水水质的生活小区分质供水与国外常见分质供水的区别及其局限。根据城市用水量的分布及水质需求，确定上述分质供水方法不能满足城市可持续发展的要求。优质饮水的管道供应在生活小区内试行，只宜作为缓解现阶段饮用水水质矛盾的过渡性措施。
　　关键词：分质供水 纯净水 饮用水

　　水源污染使我国大多数城市的供水水质受到不同程度的影响。而随着生活水平的提高，居民对饮用水水质日益关注。1995年起，桶装饮水在上海蓬勃兴起，并迅速扩展到其它大中城市。随之，管道纯净水应运而生。目前上海、深圳、宁波、福州等地都有居民区实行分质供水的实际工程。一些城市甚至有实施城市整体分质供水的设想。有报道宣称“打开龙头，喝纯净水”是国外的先进经验。国外对分质供水的认识和应用情况究竟如何？通过分质供水解决当前城市供水水质问题的作用、局限又如何，应该怎样看待与处理目前在城市供水水质方面面临的困难？担负城市安全供水重任的城市供水行业，对此应明确的认识与鲜明的态度。

1. 国外分质供水概况及其分质供水的内涵

1.1国外分质供水概况
　　分质供水在国外有着长期的应用历史。国外现有的分质供水都是以可饮用水系统作为城市主体供水系统，而将低品质水、回用水或海水另设管网供应，用作园林绿化、清洗车辆、冲洗厕所、喷洒道路以及工业冷却等，称为非饮用水。非饮用水系统通常是局部或区域性的，作为主体供水系统的补充。设立非饮用水系统的着眼点在于节约水资源及降低处理费用[1-5]。这与国内现有的一些分质供水系统并无差别。
　　需要探讨的是，目前成为关注热点的“分质供水”，是指另设管网供应少量专供饮(食)用的“纯净水”，而将城市供水作为“一般用水”。这同国内外现有的，或者说一般意义上的分质供水有着很大的区别。在讨论这种供水方式的短长之前，回顾美国给水工程协会(AWWA)对分质供水的看法，不无裨益。
1.2 内涵不同的两种分质供水
　　鉴于水资源紧缺现象加剧及水质标准与处理费用提高、分质供水的潜在市场扩大，AWWA下属分质供水委员会于1983年提交了一份《分质供水》指南[4]（简称《指南》），以总结国际上现有的分质供水经验，并为建立将来全美统一的分质供水标准规范提供基础。《指南》对有关术语的定义为：“可饮用水”"是符合联邦与州政府水质标准，用于饮用、烹调与清洗的水。“非饮用水”是人类偶然消费不致造成危害，用于非饮用用途的水。而目前上海等地区正在试行的分质供水，两个管道系统分别为纯净水与一般用水。《指南》的调查综述指出：非饮用水在户内只用于冲洗厕所；仅供饮用的管道供水在国际上未有先例。《指南》同时建议：在水源水质恶化或处理费用太高，有理由考虑居民生活用水分质供应时，可饮用水的设计用水定额取150 L /人。d。笔者经光盘检索了最近8年的工程索引、与近10年美国政府报告(NTIS)与学位论文文摘(DAO)，未检获专供饮用的区域性管道供水系统报道。在美国《安全饮用水法案修正案》(SDWAA)生效后的1987年，美国环境保护局(USEPA)与AWWA在一次专题会议上分别对有关问题发表了正式的观点[6]。USEPA认为：净水器和瓶装水只能用作改善水质的临时措施，使用净水器和瓶装水不被认为是能满足SDWAA规定的最大污染物浓度(MCLs)的方法，因为它们没能处理全部生活用水。AWWA则表示，由其向居民家庭提供的所有生活用水，直至用户的每一只水龙头，都是可饮用的。这些足以说明：国外现行的分质供水与目前国内倍受关注的管道纯净水（以下称另一类分质供水）是两个概念，其内涵有本质性的差别。

2. 生活用水的构成、水质需求与管道纯净水的局限

2.1 生活用水的构成与水质需求
　　主张实行另一类分质供水的主要论点是：每人每天饮水量不过2 L，城市供水中仅1-2%供饮用；将全部生活用水都按饮用水标准处理既无必要，也不经济。这一看法值得商榷。全部城市用水都处理到饮水标准确无必要。但有理由按饮用水标准考虑的用水量远不止总用水量的1-2%。仅就生活用水而言，不但饮用烹调，食物餐具等的洗涤及沐浴用水也有必要按饮用水标准考虑。
　　Brown等[7]研究了皮肤对水中挥发性有机物的吸收。按成人饮水量2 L /d、婴儿饮水1 L /d、二者洗澡时间均为15min/d，饮用水中常见挥发性有机物的皮肤吸收与口腔摄入的比例，成人与婴儿分别为63 / 37及40 / 60。Andelaman[8]报道了饮用水中三氯乙烯造成的户内呼吸摄入。以饮水量2 L /人.d，淋浴耗水量40-95 L /人.d计，淋浴时三氯乙烯的呼吸摄入量是饮水口腔摄入量的数倍。表1 列出了国内外居民生活用水构成的部分统计数据[4、9-11]。从健康需求和使用心理两方面考虑，表1 中前三项用水理应满足饮用水标准。根据北京和河北的用水量构成数据，生活用水中可饮用部分所占比例应达到总用水量的50%。

表1 部分国家住宅生活用水结构（%） 饮食用 厨房洗涤 沐浴洗漱 洗 衣 冲 厕 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 国 5 6 30 15 40 4 227 日 本 18 20 24 16 22 250 台湾省 23 26 29 16 5 235

　　注：美国的用水量为居民户内生活用水量。日本用水量的"其它"中包括户外用水。
　　　　表中数据除注明外均为百分比。
2.2 管道纯净水方式的局限
　　纯净水管道供应是从桶装水演化发展而来。其市场形象是水质不差于桶装水，使用方便且价格适中。上海管道纯净水有限公司对价格做了说明：水价0.30元/ L，接管费1500元/户。锦华小区优质水系统的规划供水价格为0.20元 / L。上述售水价格决定了管道优质水所能解决的仅仅是饮食用需求。从上节的讨论可知，经济因素造成的供应范围限制是这类供水方式的重要缺陷。就城市供水系统的基本任务而言，仅仅保证专供饮食用的2-3L/人d水的水质，不能说是比较完善的供水方式。
　　综上所述，另一类分质供水不是发达国家的先进经验。在发达国家，这不是可以接受的作法。仅考虑供饮用部分的水质，不是一种安全、完善的供水方式。

3. 城市整体分质供水质疑

3.1城市整体分质供水的“经济性”质疑
　　城市整体分质供水相对小区或局部分质供水而言。而分质供水均指“另一类分质供水”。
　　饮水水质问题的迫切性、解决这一问题的长期性以及资金筹措等困难，使整个城市规模的分质供水也受到地方政府决策者的关注。城市整体分质供水的设想有吸引力的原因仍是饮用水只占城市供水量的1-2%设想。§2.1中对居民生活用水的分析否定了这种看法。表2 为讨论城市供水的水质需求提供了依据^[4,12]。
表2 各类城市用水量的比例 (%)

居民生活 工 业 商 业 公 共 其 它 上 海 34 21 29 16 美 国 40 25 15 5 15

　　注：上海数据是售水量中各类用水的比例，美国“其它”指漏失与不计量。

　　工业用水在城市供水量中占相当大的比例。部分工业用水对水质的并要求不低于饮用水。据上海市环境保护工业行业协会的报告估计，上海工业用水中对水质的要求高于和接近饮用水水质的部分，约占工业用水总量的50%。降低城市供水水质，必然增加相关企业用于水处理的支出。况且，随着经济发展，城市工业用水比率逐渐下降，而居民生活和公共用水量将增加。
　　城市公共用水由餐饮旅游、金融商贸、文教卫生等行业用水构成。公共用水中园林绿化、喷洒道路等市政用水所占比例很小。饭店宾馆、高档写字楼对供水水质的要求高于住宅。目前上海桶装水市场的重要消费对象是写字楼和机关团体。城市公共用水中，需要达到饮用水水质的比例应不低于居民生活用水。
　　由上一节有关生活用水的分析和本节的讨论可知，城市供水中，需要达到饮用标准的水量不是总量的1-2%，也不是10-20%。笔者认为，除非在可开发的水资源严重短缺情况下，现代化城市的公共供水系统，如采用分质供水方式，其供水中满足饮用水水质标准的水量不应小于供水总量50%。
　　在不同原水水质、处理工艺和供水规模条件下，比较传统和分质两种城市供水方式的经济性，超出本文的讨论范围。AWWA建立了一个计算模式，用于此类问题的分析和规划^[4]。文献提供了一个算例。用水人口10万的城镇（供水量约6万m³/d），因水源污染水厂须增设颗粒活性炭吸附工艺。传统供水系统将全部供水深度处理。分质供水只深度处理供水中可饮用部分，同时增设一管道系统。计算结果，可饮用水占总供水量的比例低于20%时，分质供水才是经济的。该算例以及本节对城市供水水质需求的讨论，为城市整体分质供水经济性的剖析提供了有益的参考。
3.2 城市整体分质供水的负面效果
　　对城市分质供水关注甚至寄予厚望，隐含着这样的潜意识：通过控制水源污染、改进处理技术等措施改善供水水质，至少在近10-20年内是不现实的。解决城市供水水质问题是一项需要较长时间才能见效的系统工程。但倘若囿于目前的困难，寄希望于走“捷径”，可能在经济、社会方面造成不良后果。
　　实施城市分质供水可能的后果之一是，在指导思想上和操作上，均放弃保护水源和改善水处理技术的努力，结果现有管网供水水质逐渐下降为非饮用水；而饮用水的供应量又明显小于合理的限度。其结果是各种局部深度净化设施和经营饮水业务的经济实体充斥市场，各行其是；整个城市的实际供水成本增加，而分散经营的深度处理装置得不到恰当的管理和可靠的监督。与此同时，低收入家庭的饮水健康条件恶化。
　　后果之二是对未来城市的可持续发展造成长远的损害。城市供水系统是城市的主要基础设施。对生活饮用水水质提出较高的要求是经济发展和社会进步的结果。将另一类分质供水作为解决饮水水质问题的法宝，弃大量的公共及工业用水水质于不顾，是降低城市供水系统的服务标准与质量，与经济和社会持续发展的要求背道而驰。一个完整的城市分质供水系统建造和投资回收期限都很长。根据财力许可，依轻重、分阶段解决城市供水水质问题是合理的，但不能轻易采用城市整体分质供水的方法。不然，若干年后再来一个反复，对地方经济和环境必将造成严重的危害！
　　卫生部即将颁布实行的新的《生活饮用水卫生规范》，对城市供水系统的服务对象、范围和水质要求作出了明确的表述。生活饮用水是直接供给居民作为饮用和生活用的水，该水的水质必须确保居民终身饮用安全。新的规范同时对水质标准提出了相应的要求。除了浊度下降到1NTU，以及出了耗氧量指标为3mg/L之外，新的规范在非常规检测项目中，还提出了五十余项毒理指标的限值。这一新的水质标准已经与世界卫生组织的水质标准接轨。这一标准的颁布实施，实际上已经排除了城市整体分质供水的可能性。一是没有必要再设立一套专供饮用的供水系统；二是以非饮用水系统作为城市供水系统的主体，将是明显违反《生活饮用水卫生规范》要求的行为。
　　国内以瓶装水与管道纯净水为主要产品的饮水市场一度发展迅猛，而改善城市供水水质的措施举步维艰，其主要原因不仅在于水源保护等问题是长期而艰巨的任务，城市供水迟迟未能实现市场化运作也是一个重要的原因。水价应当反应供水成本，优水必须优价。自来水总体上不应是福利性质的。这样，自来水公司才不会热衷于营销瓶装水，政府部门也不必以行政手段推行分质供水。运行体制的改革，将给城市供水行业的发展、更新带来巨大的动力，改善城市整体供水水质是完全可能的。

4. 分质供水的地位和作用

　　在努力实现提高城市供水水质这一长期目标的过程中，试行各种局部分质供水，以缓解水源污染的危害，不失为过渡时期的一种积极举措。在新建住宅小区，特别是有优质地下水资源可资利用时，试行分质供水，是多种可供选择的措施中有吸引力的一种。在地下水开采受到限制的新建高档商品住宅小区，用管道供应深度净化后的纯净水，作为满足较高消费层次人群饮水需求的临时措施，在积累经验，健全管理的基础上，也可以发挥积极作用。对管道系统封闭性好的居住小区，采用生物活性炭等经济、实用的工艺就地深度净化全部生活用水，消毒后仍通过原有管道系统供应，是一种注重实效的局部分质供水方式。这种方式优点之一是对今后各种供水系统并轨的不良影响最小。
　　在水资源严重紧缺，不得不利用受严重污染的原水或进行远距离引水的场合，城市整体分质供水仍有可能是经济合理的，特别是对于新开发城区。但这种工程应充分考虑规划年限内经济和社会发展对水质的要求，避免暂且凑合的做法。在水资源供应量不足，需要利用低品质水和回用水的城市，还是采用非饮用水集中供应工业区与市政用水的区域性分质供水方法，更为安全与便于操作。

5. 结束语

　　仅考虑满足饮水水量需求的管道分质供水，在发达国家是不可接受的做法。这种分质供水是受目前经济实力限制而采取的一种过渡性方法，有明显的局限。在一些生活小区试行这种分质供水，在现阶段有一定的实用意义；在整个城市实行是不合理的，不利于未来城市的可持续发展。目前这种做法受关注，与商业利益不无关系。满足可持续发展要求的作法是提高整个城市主体供水系统的水质。即将实施的《生活饮用水卫生规范》，已对此做出了明确的表述。实现改善整个城市供水水质的目标，不仅需要加强水源保护、改进水厂处理工艺、提高输配水系统的技术状态，还需要改革城市供水行业的运行机制，逐步实现水价的市场化。

参考文献

1. Dual Pipe Distribution System at Castle Rock, Colorado. Municipal Wastewater Reuse News, 1986, 4(3)
2. Ian B. Law. Rouse Hill-Australia‘s First Full Scale Domestic Non-potable Reuse Application. Wat. Sci. Tech., 1996 , 33(10) 71
3. Young, Ronald E. Et al.. New Markets for Reclaimed Water in the Irvine Ranch Water District. Resources, Engineering and Operations for the New Decade Proceedings-AWWA Annual Conference, Denver, Co. USA,1991
4. “Dual Water Systems”. AWWA Manual M24, Denver, Colorado, 1983
5. 叶欣。国外城市分质供水概述。城市公用事业，1992,6（3）20
6. Point-of-use / Entry Treatment of Drinking Water. USEPA and AWWA, Cincinnati, Ohio, Oct., 1987. Noyes Data Corporation, New Jersey, USA
7. 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
8. Andelaman JB. Inhalation Exposure in the Home to Volatile Organic Contaminants of drinking Water. Sci. Of the Total Environment, 1985, 47 :443
9. 董辅祥等著。节约用水原理及方法指南，p241。中国建筑工业出版社，1995.11
10. 陈耀宗等编，建筑给水排水设计手册，p509。建筑工业出版社，1992.12
11．顾泽南,台湾民生用水节约工作，城市公用事业，1996，10(6)，20