农村供水管网二次污染：原因、防治与保障水质安全

       防治农村供水管网二次污染，保障居民饮水安全对农村供水至关重要，不仅有助于巩固脱贫攻坚成果，也促进乡村振兴战略的实施。本文重点探讨了农村供水管网二次污染的形成原因和防治措施，涉及供水水质、供水管材、二次供水设施以及消毒副产物等方面。

一、供水水质问题

       随着农村供水工程规模的扩大和供水集中化程度的提高，农村居民对水质的关注度逐渐增加。尽管供水单位对原水进行严格处理，水质指标达标，但在管网输送过程中，水质可能受到管网系统内的复杂物理、化学和生物反应影响，导致水质下降，形成供水管网二次污染。这表明农村供水管网二次污染问题日益严重，需要在“十四五”期间加强防治工作以确保水质安全。本文将进一步探讨农村供水管网二次污染的原因及相应的防治措施，为农村供水保障工作提供重要参考。

二、乡村供水管网中的二次污染成因探析

       乡村供水管网中二次污染的本质在于污染物在管网水中的迁移与转化过程，这是物理、生物及化学作用相互交织的结果，可归纳为几种关键成因：

1、出厂水质对管网水质的连锁效应

       众多研究指出，水质的稳定性是决定管网二次污染的关键因素之一，涵盖化学稳定性和生物稳定性。化学稳定性不佳可促进管道腐蚀与结垢，而生物稳定性缺失则导致微生物过度增殖。在中国，常用CaCO₃溶解平衡的饱和指数(IL，或称为朗格利尔指数)和稳定指数(IR，又称雷兹纳指数)评估水质化学稳定性。IL=0时，水质既不形成垢也不腐蚀，为化学稳定；IL>0时，碳酸盐过饱和，易于结垢；IL<0时，碳酸盐未饱和，二氧化碳过量可能腐蚀金属管道。IR>7时，水体显示腐蚀倾向，且数值越高腐蚀性越强；6<IR<7时，化学性质基本稳定；IR<6时，倾向于结垢，且数值越低结垢越严重。尽管如此，IL的使用有其局限性，如相同IL值无法比较水质稳定性，且IL值接近零时结论可能与实情相悖。稳定指数IR能弥补IL的不足，两者结合使用更准确判断水质稳定性。根据《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)，大型水厂出厂水pH值应为6.5-8.5，此区间内化学稳定性良好。而小型供水工程因放宽pH值、浊度、总硬度等指标，增加了水质不稳定的二次污染风险。生物不稳定不仅促进微生物过度繁殖，还加速管道腐蚀，产生的腐蚀物质反过来又为微生物提供了繁殖环境，形成恶性循环。微生物污染需要微生物残存和有机物超标两个条件。农村供水中，由于成本控制不加消毒剂或消毒剂选择不当，以及AOC（可同化有机碳）的存在，即使少量也能促进细菌繁殖，进一步加剧了水质的生物不稳定性。

2、供水管道材质的水质影响

       管道材质本身的析出物直接污染水质。卫生部门制定了《生活饮用水输配水设备及防护材料卫生安全评价规范》，以减少材料对水质的影响。即便乡村管道材质符合标准，长期使用仍可能导致水质问题。乡村常用的金属管如铸铁管和钢管，后者更易腐蚀，内外需防腐处理。塑料管（如UPVC、PE）、钢筋混凝土管和复合管在乡村供水中日益增多，但塑料管老化分解的有机物虽量少，对人体健康构成威胁。钢筋混凝土管经长期水流冲刷，表层松散脱落，影响水质。衬里管道的内衬材料随时间老化脱落，形成黑渣，也是二次污染源。

3、二次供水设施的水质挑战

       农村地区常见的再分配供水设施，例如蓄水池与水箱，往往因卫生条件欠佳而成为水质二次污染的隐患点。设计与建造阶段的问题首当其冲，许多蓄水池因设计容量过大，导致水体停留时间过长。研究证实，水存放时间越长，水质越易劣化，特别是当存储时间超越24小时，水质恶化的现象伴随异味，不宜直饮，并且余氯随时间递减，为微生物的繁衍提供了温床，加剧水质污染。部分蓄水池的透气孔设计未遵循弯管原则，增加了污染风险。另外，未能按标准施工和验收的蓄水池，在使用中可能出现裂缝与渗漏，不仅损失水资源，还可能引入外界污染物，导致水质二次污染。材质选取失误也是一个重要因素，一些蓄水池内部未涂覆防腐材料，使得水泥中的有害物质溶出。此外，运营维护的疏忽，使蓄水池多年未经清理，污染物积聚，污染水源，加之某些蓄水池开口暴露，为污染物的侵入敞开了大门。

4、消毒副作用对水质的波及

       农村饮用水消毒常采用氯、二氧化氯及氯胺法。尽管添加消毒剂能有效遏制微生物增长，但过度追求消毒效果而过量投放消毒剂，则会与水中的有机物反应，生成消毒副产品。氯消毒时，多余的余氯能与有机物合成具有三致性的三卤甲烷和卤乙酸。二氧化氯相比氯产生较少的副产品，但仍可能形成亚氯酸盐或氯酸盐。氯胺消毒能显著降低总卤乙酸和三卤甲烷的总生成量，减少二溴一氯甲烷的产生，然而不当的氯胺投放比例和顺序仍可引发三卤甲烷等副产品的生成，持续威胁供水管网的水质安全。

5、其他水质干扰要素

除以上主因外，还有一些因素不容忽视，包括紧急管道修复导致的渗漏、非正常水流倒灌以及用户端的不洁行为等，均能显著影响水质。

（1）管道紧急修补与泄漏：在修复漏水或破损管道时，挖掘作业可能让周边土壤杂物进入破损管道，同时修复后恢复供水时的水压波动会冲刷出管道沉积物，再次污染水质。

（2）非饮用水逆流：生活用水与非生活用水的交叉连接处，若无防逆流装置，水压差异可导致非饮用水逆向流入，尤其是在农村树状分布的管网中，支管更易受虹吸作用影响发生逆流。

（3）终端水龙头污染：作为供水链的终点，水龙头处于气液固三相交界面，腐蚀严重，成为二次污染的另一源头。

（4）用水模式波动：早晚高峰用水时段与其它时段的用水量差异导致的水力波动，会影响水质，尤其夏季消毒剂消退快，易引发微生物繁殖。

（5）水流动力学变化：当水流速度越过临界值，层流转变为湍流，加剧了对管道壁的冲刷，释放出沉积物和腐蚀产物，恶化水质。

三、农村饮用水管网二次污染的防控策略

       农村饮用水管网中的二次污染问题起因多样，导致终端水质相较于出厂水质明显下降，因此，实施全面有效的防控策略是减轻输水过程中二次污染的关键。

1、强化水质监管，稳固水质基准

       浊度作为直观反映水质状况的综合性指标，其水平直接影响水中悬浮物与溶解物质含量的判断。研究显示，当浊度降至0.1 NTU时，大部分有机物得以去除。根据《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)，浊度需控制在1 NTU以内。鉴于农村水质检测技术和管理专业性的局限，强化浊度控制成为提升水质稳定性和减少污染风险的有效途径。此外，pH值的调控同样重要，目标区间为6.5至8.5，可通过添加石灰等方式调整，确保化学稳定性，尤其是考虑到常用消毒剂和混凝剂可能导致水体偏酸。余氯量的控制需考虑管材特性、季节变化和管径大小，必要时可采用管网中继加氯技术，并部署在线监测系统，实现加氯量的智能调整。

2、科学选取管材，减少污染源头

       农村供水管网的管材选择应基于以下几点：

（1）安全性：确保管材对人体无害，符合饮用水输送设备的卫生安全标准。

（2）抗腐抗垢：针对农村供水特点，选用耐腐蚀、表面光滑的管材，如塑料管，以减少污染物沉积。

（3）长寿命：选用耐用性高的管材，减少更换频率，避免维修期间的外源污染。

3、优化二次供水设施的品质与强化运维管理

       农村供水部门应依据实际用水需求，并遵循《村镇供水工程技术规范》(SL 310-2019)，科学设计并施工二次供水设施，例如在蓄水池内部增设导流板或导流墙，以促进水流循环，减少静态水域，降低水质劣化风险。水泥池壁应涂覆防腐层，防止有害物质渗透，条件允许的农村地区可采用不锈钢水箱替换传统混凝土水箱，提升耐久性。同时，必须强化设施管理，定期清洁蓄水池，避免污染物积聚，池口封闭防止外来污染物侵入，若水体存留时间较长，适时添加消毒剂以抑止微生物滋生。

4、精选消毒策略，降低微生物污染风险

       为防止农村供水管网的二次污染，消毒剂的选取需考量其持续消毒效能与副产物的产生。长距离供水管网推荐采用氯、氯胺、二氧化氯等长效消毒剂。当原水有机物浓度高时，适宜使用氯胺和二氧化氯等低副产物消毒剂。尽管紫外线、臭氧不具备持续消毒效果，但副产物少，适用于短途农村供水，或与其它消毒手段联用。

5、构建水质监控体系，确保供水安全

       通过水质监测，可实时掌握管网内水质动态，指导农村供水工程的工艺调整与管网维护。应改革现有监测体系，缩短监测周期，增设在线监测装备，实现水质实时监控，并融合水质模型和水力学模型，预测水质风险，提前预警潜在污染。

       最终，乡村振兴战略的深入实施，农村居民对水质的需求不再单一关注水量，而是追求更高的水质标准。有效防控农村供水管网的二次污染，是提升水质的关键环节，也是供水管理的难点。农村供水单位在提升水厂处理工艺与水质的同时，需深化二次污染原因分析，完善防治措施，全面升级农村供水保障体系，确保农村居民享有安全、信赖、幸福的饮用水。