張建平，鄒士洋，伍俊榮，丁冰泉，黃富民

西沙群島的主要島礁常年駐守海防官兵和地方政府人員，由于淡水資源缺乏，島上軍民飲用水要從海南三亞遠(yuǎn)距離運(yùn)送。近年來(lái)，西沙群島飲用水消耗量不斷上升，依靠船運(yùn)飲用水保障的難度日益增加。

西沙群島年降雨量達(dá)1400 mm以上，進(jìn)行雨水利用是其飲用水保障的重要開(kāi)源措施之一。相關(guān)研究表明［1-3]，雨水的收集及凈化工藝對(duì)水質(zhì)特性的影響較大。因此，本研究通過(guò)西沙群島雨水凈化工藝調(diào)查及水質(zhì)檢測(cè)，分析西沙群島的雨水水質(zhì)特征。

1 西沙群島雨水凈化工藝

西沙群島高溫、高濕、高鹽、多臺(tái)風(fēng)，設(shè)備極易損壞，對(duì)凈化工藝及設(shè)備有嚴(yán)格要求。同時(shí)，由于島礁上人員技術(shù)水平所限，且遠(yuǎn)離大陸，交通不變，一切工程設(shè)施、設(shè)備的維修、保養(yǎng)和管理都必須力求簡(jiǎn)單、可靠、耐久。另外，由于島礁的大量降雨都是與臺(tái)風(fēng)同時(shí)發(fā)生，而在臺(tái)風(fēng)暴雨期間，為保證島上人員安全，通常不在室外活動(dòng)與工作，因此，西沙群島雨水收集設(shè)施的操作、管理力求自動(dòng)化、智能化，不能過(guò)多依賴人力。西沙群島的雨水凈化工藝如圖1所示。

圖1 西沙群島雨水凈化工藝

雨水徑流首先進(jìn)入初期棄流裝置，將初期較臟的雨水收集并棄流至污水管網(wǎng)。經(jīng)初期棄流后的雨水流入儲(chǔ)水池，該池兼具儲(chǔ)存、調(diào)節(jié)、沉淀的作用。然后經(jīng)泵提升至壓力濾池，在進(jìn)入壓力濾池之前，即在泵的出水管道上通過(guò)混凝加藥裝置投加混凝劑，由于初期棄流后的雨水水質(zhì)較為穩(wěn)定，且懸浮固體含量較低，形成絮體后進(jìn)入壓力濾池直接過(guò)濾，充分利用了深層濾料中的接觸凝聚功能。

初期棄流裝置內(nèi)設(shè)浮球閥，隨著水位升高，浮球閥逐漸關(guān)閉，當(dāng)收集到2 mm雨水形成的徑流后，浮球閥完全關(guān)閉。棄流后的雨水沿旁通管流至雨水蓄水池。收集的初期棄流，降雨結(jié)束后通過(guò)打開(kāi)放空管上的閥門(mén)使其流入污水管道。

過(guò)濾設(shè)備選擇壓力濾池，主要是棄流后的雨水仍含有一定量的懸浮物，過(guò)濾時(shí)水頭損失增加較快，而壓力過(guò)濾能較好地解決這一問(wèn)題，且出水水頭也能滿足后處理要求，不必再次提升。

凈化處理裝置主要利用電絮凝的方法進(jìn)行混凝沉淀，利用石英沙過(guò)濾雜質(zhì)并自動(dòng)反沖洗，利用紫外線燈管照射殺菌。這種裝置的優(yōu)點(diǎn)是不用添加藥物，只要有電就可以處理雨水，在島礁上非常實(shí)用。

2 西沙群島雨水水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果及特征分析

根據(jù)實(shí)際研究條件，采集了西沙群島雨水樣品，參照GB 5749-2006《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》、GJB 1335-92《低礦化度飲用水礦化衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，篩選了關(guān)鍵水質(zhì)指標(biāo)，按照GB/T 5750-2006《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法》進(jìn)行了水質(zhì)分析，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 西沙群島雨水水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果

飲用水中化學(xué)物質(zhì)對(duì)健康影響不同于微生物污染帶來(lái)的危害，在短期內(nèi)部分指標(biāo)超過(guò)限值也不一定意味著應(yīng)立即停止飲用。本研究主要是基于表1檢測(cè)結(jié)果分析西沙群島的雨水水質(zhì)特征。

pH值是決定水腐蝕性的重要因素，在pH 6.5～9.5范圍內(nèi)并不影響人的生活飲用和健康。西沙群島雨水pH值為7.54，符合GJB 1335-92適宜濃度范圍。

色度超標(biāo)是水受到污染的潛在信號(hào)。西沙群島雨水色度為10，符合GB 5749-2006限值。

健康人體鐵攝入量為0.4～1.0 mg/(kg·d)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生有害作用，但當(dāng)水中含鐵量達(dá)到0.5 mg/L時(shí)色度可大于30度，1.0 mg/L時(shí)有明顯金屬味。西沙群島雨水中鐵濃度＜0.002 mg/L，符合GB 5749-2006限值。

錳是人體必需營(yíng)養(yǎng)素，但攝入過(guò)量會(huì)產(chǎn)生有害作用，并影響水的感官性狀。西沙群島雨水中錳濃度＜0.002 mg/L，符合GB 5749-2006限值。

鉀為人體所需的重要陽(yáng)離子之一，在維持細(xì)胞內(nèi)滲透壓中起主要作用。西沙群島雨水中鉀濃度為6.12 mg/L，符合GJB 1335-95的適宜濃度范圍。

島礁雨水中鎂濃度為1.40 mg/L，低于GJB 1335-92的適宜濃度范圍。

鈣離子含量與人體健康關(guān)系密切，而且能改善水的味道。西沙群島雨水中鈣濃度為5.18 mg/L，低于GJB 1335-92適宜濃度范圍。

氯化物影響水的感觀性狀，氯化物在水中的味閾值取決于與其結(jié)合的陽(yáng)離子，氯化鈉的味閾值為220 mg/L。西沙群島雨水中氯化物濃度為13.8 mg/L，低于GJB 1335-92適宜濃度范圍。

含硫酸鹽過(guò)高的水具有不良水味，飲用會(huì)出現(xiàn)輕度腹瀉，易使鍋爐和熱水器結(jié)垢。西沙群島雨水中氯化物濃度為3.14 mg/L，符合GB 5749-2006限值。

水中鈣、鎂離子，鐵、錳和鋅等多價(jià)陽(yáng)離子的總和，構(gòu)成水的重碳酸鹽硬度，通常按碳酸鈣(CaCO3)計(jì)。一般認(rèn)為水中CaCO3少于75 mg/L時(shí)屬于軟水。西沙群島雨水中重碳酸鹽僅33.7 mg/L，低于GJB 1335-92的適宜濃度范圍，屬于典型軟水。

上述結(jié)果表明，所檢測(cè)的西沙群島雨水收集及處理系統(tǒng)的雨水樣品10項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)均符合GB 5749-2006《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》限值，但氯化物、鈣、鎂、硫酸鹽、重碳酸鹽等指標(biāo)低于GJB 1335-92《低礦化度飲用水礦化衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的適宜濃度范圍。從保證健康的角度，應(yīng)對(duì)西沙群島雨水進(jìn)行適當(dāng)?shù)V化處理后才適于人員的長(zhǎng)期飲用。

3 結(jié)論

(1)采用初期棄流→壓力過(guò)濾→電絮凝→紫外線殺菌的凈化工藝，設(shè)備保養(yǎng)和管理簡(jiǎn)單、可靠，適合西沙群島自然環(huán)境，在島礁上非常實(shí)用。(2)所檢測(cè)的西沙群島雨水10項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)均符合GB 5749-2006《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》要求。(3)西沙群島雨水中鎂含量 1.40 mg/L、鈣 5.18 mg/L、硫酸鹽3.14 mg/L、重碳酸鹽 33.7 mg/L，均低于 GJB 1335-92 的適宜濃度范圍。(4)應(yīng)對(duì)西沙群島雨水進(jìn)行適當(dāng)?shù)V化處理后才可供人員長(zhǎng)期飲用。

［1] 安熙蘭，張小惠.“121”雨水集流工程水質(zhì)分析［J] .中國(guó)初級(jí)衛(wèi)生保健，2001，16(3):49.

［2] 劉洪亮.簡(jiǎn)易持續(xù)飲用水消毒器處理地窖飲用水的試驗(yàn)研究［J] .中國(guó)公共衛(wèi)生，2000，16(10):927-928.

［3] 楊瑞強(qiáng)，朱琨，金星龍，等.窖水的水質(zhì)分析及水質(zhì)特點(diǎn)［J] .甘肅環(huán)境研究與監(jiān)測(cè)，2001，14(2):70-71.