水质在线监测指标

根据《生活饮用水卫生规范》的相关规定：管网水质检测必须测定浊度、余氯、细菌、大肠杆菌、色度、铁、锰。在这7项指标中，浊度、余氯是两个重要的监控指标。目前，水质在线监测设备支持多指标监测，如色度、浊度、余氯、pH值、藻类等。上海青草沙水源地现场已建立的在线检测系统可实现高锰酸盐指数、氨氮、总磷、毒性分析、挥发酚、蓝藻密度、叶绿素a、浊度、电导率、氯化物、溶解氧、pH值和温度的在线监测并且运行维护良好。管网水质在线监测指标选择应从调控管网水质化学稳定与微生物安全角度考虑，在管网水质化学稳定性和管网水质生物稳定性两方面选择在线检测指标，同时也应结合当地经济发展水平和实际生产需求。

目前供水管网水质关键问题主要是水浑、水黄、红虫和余氯下降导致的微生物再生问题。前者由于管道设施材质老化、金属锈蚀等问题常常引发水质浑浊度升高，而后两个问题主要伴随着余氯降低而产生。根据管网监测设备的应用情况，浊度和余氯在线监测设备技术成熟，仪器运行稳定性高，后期维护及损耗较低，是目前最重要的在线监测指标。

此外研究发现，pH值指标在管网输配过程中总体变化趋势不大，但它是水质化学稳定性的重要指标。供水中存在的异养菌可用于表征以下变化，如微生物生长潜力的增加、生物膜活性的增加、滞留时间的延长，或者系统完整性的破坏，但生物指标如细菌总数、大肠杆菌等项目需要时间培养，以上两个指标相对于实验室成熟的检测技术，目前还没有成熟可靠的在线监测设备，其在线监测技术尚未完善，数据准确率较低。

2.3.1.1　浑浊度

水中的浑浊度是由悬浮颗粒或胶体物质阻碍了光在水中的传递而造成的。这可由无机物或有机物又或是两者的混合物所引起。微生物（细菌、病毒和原生动物）是典型的附着颗粒，在水处理中通过过滤的方式去除浑浊度可显著减少微生物污染。当水从厌氧环境中被抽取时，惰性黏土、白填土颗粒或者不溶的还原性铁和其他氧化物的析出会引起一些地下水的浑浊。地表水的浑浊度可能由许多种类的微粒造成，更可能包括一些威胁健康的附着微生物。配水系统中的浑浊度可能是由于沉积物和生物膜的干扰造成，但也可能来源于外部系统的污水进入。

此外，浑浊度为生物体提供了保护，这能严重干扰消毒效率，因此许多水处理在消毒之前要求去除颗粒物。这不仅提升了化学消毒剂（诸如氯和臭氧）的消毒效果，更是确保物理消毒工艺（如紫外照射）有效性必不可少的步骤，因为光在水中的传输会受微粒影响而受损。

通过混凝、沉淀和过滤去除颗粒物是获取安全饮用水的一个重要屏障。当出现浊度升高时，（在消毒前）通过对地表水源及地下水进行过滤来降低浊度——例如，在那些受地表水影响的地方——是强烈推荐的，以确保用水的微生物安全。

由于浑浊度的可见性，它也可能会对水的可接受性产生消极影响。虽然浊度本身（例如源于地下水矿物质或源于石灰处理的碳酸钙后沉淀）并不一定对健康造成危害，但它是对危害健康的污染物可能存在的一个重要指示，尤其是对于处理不当或未经过滤的地表水。有数据显示出胃肠道感染风险升高与高浊度及配水管网中的浊度事件有关，这可能是因为浊度是微生物污染潜在来源的一个指示器。因此，应加强对浊度进行监控并及时对其成因进行分析校正；在系统类型和可利用资源的限制条件下，作为配水管理的一部分，浊度应尽可能最小化以实现水安全。进行供水来源和处理相关的投资决策时，浊度也是一个重要的考虑因素。在水安全计划中浊度应被认定为需进行控制的有害因素。

浊度是水质监测中的一项综合性指标，有人曾做过浊度对水质的影响试验，水的浊度从12度降至2.5度，去除颗粒粒径＞20μm及10～20μm的悬浮固体量占悬浮固体总量的88.5%，吸附得以去除的有机污染物占有机污染物总量的29.2%；浊度由2.5度降至1.5度，去除的5～10μm颗粒占悬浮固体总量的7.6%，去除的有机物占有机污染物总量的32.7%；浊度由1.5度降至0.5度，去除颗粒占悬浮固体量的3.8%，去除的有机物占有机污染物总量的20.4%。浊度是最常用的感官性指标，管网水浊度的变化直接反映了供水水质是否受到了污染，通常浊度变化必然伴随着无机物、有机物进入水中，也很可能有微生物、细菌、病原菌的入侵。设置在线连续浊度仪可在第一时间掌握管网水质动态变化，及时处理可能出现的管网水质问题，把对用户的影响降低到最低程度。

浊度通过浊度单位（NTU）来测量，肉眼可见的浊度约为4.0NTU以上。然而，为确保消毒效率，浊度不应超过1NTU，大大低于该值则更好。大规模且运行良好的市政供水消毒前浊度在任何时候都应能达到0.5NTU以下，且平均浊度应能达到0.2NTU或者更低。地表水（和受地表水影响的地下水）处理系统在消毒之前达到0.3NTU以下表明其可以有效防止吸附于颗粒物的病原体。尤其重要的是去除浊度是去除耐氯病原体如隐孢子虫（Cryptosporidium）的重要指示。

2.3.1.2　余氯

进入输配水系统的水必须在微生物方面是安全的，理想的应该在生物学上也是稳定的。输配水系统本身必须对输送给用户的水提供一道防污染的安全屏障。保持整个输配水系统中有消毒剂残留可以防止再污染，并限制微生物生长。已证明加入氯胺能成功控制长距离管线的沉积物中和水中的福氏耐格里阿米巴原虫，并可能减少建筑物内军团菌再生长。

监测余氯可快速指示原来由直接测量微生物参数所反映的问题。在原本余氯稳定的水中，如果余氯突然消失，可能指示有污染物侵入。当发现输配水系统中某处很难保持余氯，或者余氯逐渐消失，可以指示水或管道已经因细菌生长而对氧化剂的需求增加。

余氯是保证供水安全性的一项重要指标。通常情况下，经过水厂的净化处理过程，原水中的各种污染物已得到了有效的去除和全面的净化，包括能引起人体致病微生物。为保证用户的用水安全，在输水过程中保持一定的余氯，可降低微生物再污染的可能性。余氯在线监测作为管网水质监测的补充是极其重要的。

管网水中的余氯可防止输水过程中微生物再生长，保持水的持续杀菌能力，降低微生物再污染的可能性，是一项保证供水安全性的重要措施。但是过多的余氯量也会造成一些负面影响：首先造成资源浪费，使水厂运营成本增加；其次余氯在管网中会与有机物发生反应，产生三卤甲烷等消毒副产物，增加饮用水的危险性；再次过多的余氯还可能与输水管道发生化学反应，加速管道腐蚀。因此，残留消毒剂可对微生物污染提供部分防护，但它也可能掩盖本应由常规粪便指示菌，如大肠埃希氏菌等污染指示菌的检出，特别是对抵抗力强的生物体的检出。当输配水系统中残留消毒剂时，应该考虑如何使产生的消毒副产物减至最低。

实施上述两项指标的管网监测，可基本保证用水水质安全，是现代化城市监测管网水质及其变化情况的主要辅助手段。目前，也有一些地方在管网中监测pH值、电导率等指标。WHO《饮用水水质准则》第四版推荐氧化还原电位（oxidation-reduction potential，ORP）监测，认为氧化还原电位测定也可用于消毒效率的运行监测。可以界定一个最小ORP水平以确保有效消毒。该值必须根据个案来确定，不能推荐通用值。作为一项运行监测技术，对ORP开展进一步的研究和评价是十分值得的。这里选择浊度和余氯两个参数进行介绍。