A3：科技智慧
●漯河市清泉水务工程有限公司 刘 晶
摘要：随着城市化进程加快和环境污染加剧，水源地水质保护已成为我国自来水厂生产安全的核心挑战。本文从水源污染、处理工艺、管网输送等环节出发，系统分析当前水质保护的难点，并提出多维度应对措施，旨在为提升供水安全提供理论依据和实践参考。
一、当前国内供水水源地水质保护的主要难点
1.多重污染源的叠加影响
水源地面临的污染源呈现多样化、复合化特征：
工业与生活污染：部分水源地周边工业废水偷排、生活污水直排现象仍存在，尤其是老旧城区管网覆盖率不足，雨污混排问题突出。例如，定西市部分河岸乡镇未建成污水处理设施，生活污水直接排入水体，加剧了水源污染。
农业面源污染：农药、化肥过量使用及畜禽养殖废弃物未妥善处理，导致氮磷等营养盐超标，成为水源地富营养化的主要诱因。数据显示，农业面源污染已成为我国661个城市中638个水质不安全水源地的首要威胁。
内源污染与底泥淤积：水库和湖泊底泥长期积累的污染物（如铁锰、有机质）在特定条件下释放，引发二次污染，且疏浚工程成本高、技术难度大。
2.生态系统失衡与藻类问题
藻类水华频发：富营养化导致蓝藻等有害藻类爆发，释放异味物质（如土臭素）及藻毒素，直接威胁供水安全。例如，多个水源水库因藻类增殖导致水质异味问题突出。
生物链结构破坏：过度捕捞、外来物种入侵等问题导致水库生态系统自净能力下降，浮游动物对藻类的抑制作用减弱，加剧藻类失控风险。
3.基础设施建设滞后与管理不足
监测与应急体系薄弱：部分水源地缺乏实时在线监测设备，突发污染事件（如化学品泄漏）预警能力不足。定西市等地水源保护区虽建设应急池，但风险隐患仍未完全消除。
管网与处理设施老化：老旧供水管网渗漏率高，二次污染风险大；部分水厂仍依赖传统工艺（如混凝-沉淀-过滤），难以有效去除新兴污染物（如抗生素、微塑料）。
分散式水源管理困境：农村小规模水源地因保护区划定困难、资金不足，面临季节性水质波动和污染风险。
4.极端气候的复杂影响
水文与气候异常：高温热浪加速藻类增殖，暴雨洪涝引发面源污染输入，干旱导致水位下降、污染物浓缩。例如，2024年多地极端降雨导致合流制管网溢流，加重水源污染负荷。
气候敏感性增强：水源水库对气候变化的响应机制复杂，如水温分层加剧底泥污染物释放，但相关基础研究仍显不足。
5.跨区域协同治理机制缺失
生态补偿与责任划分不清：跨界水源地因缺乏统一协调机制，导致保护区划分滞后、执法冲突。
6.公众参与与资金投入不足
保护意识薄弱：公众对水源地重要性认知不足，乱倒垃圾、私设排污口等行为屡禁不止。
资金分配不均：贫困地区水源地保护资金依赖财政拨款，社会资本参与度低，导致监测设备、生态修复工程难以落地。
二、水质保护的关键措施与实践路径
1.构建全域水源地污染防控体系
（1）污染源头精准管控
工业污染治理：推行“一厂一策”排污许可制度，强制重点企业安装在线监测设备并联网，例如江苏某化工园区通过废水回用率提升至90%，年削减COD排放量300吨。
农业面源拦截：推广生态沟渠、人工湿地拦截农田径流，试点“测土配方施肥+有机肥替代”模式。例如，云南抚仙湖流域建设缓冲带拦截60%的氮磷负荷，水质稳定保持Ⅰ类。
生活污水提质增效：推进乡镇污水处理设施全覆盖，推广分散式污水处理设备（如MBR一体化装置），对管网空白区实施“厕所革命+沼气池”改造。
（2）生态修复技术集成应用
河湖生态缓冲带建设：通过退耕还湿、恢复天然植被构建生态屏障，例如浙江千岛湖通过建设50米宽缓冲带，总磷浓度下降35%。
底泥污染靶向治理：采用原位钝化（如镧改性膨润土覆盖）、生物清淤等技术抑制底泥污染物释放，武汉东湖疏浚后藻类密度下降80%。
生物多样性调控：投放鲢鳙鱼控制藻类，种植沉水植物（如苦草）净化水质，巢湖通过“以鱼控藻”使蓝藻水华面积缩减40%。
2.水厂工艺智能化与深度处理升级
（1）预处理与常规工艺优化
低温低浊水处理：采用高铁酸盐预氧化耦合磁混凝工艺（如哈尔滨水厂应用后浊度降至0.1 NTU以下）。
藻类高效去除：引入气浮-超滤组合工艺，天津某水厂藻类去除率提升至99.5%。
（2）深度处理技术突破
臭氧-生物活性炭（O3-BAC）：北京第九水厂应用后，CODMn去除率提高至70%，异味物质完全消除。
膜技术规模化应用：推广超滤膜（UF）与纳滤膜（NF）联用，上海青草沙水厂膜工艺可截留99%的微塑料和抗生素残留。
（3）智慧化水质监测
AI预警与决策系统：构建“原水-工艺-管网”全流程数字孪生模型，深圳水务集团通过算法预测水质变化，应急响应时间缩短50%。
新兴污染物筛查：应用高分辨率质谱（HRMS）检测痕量污染物，天津水科院已建立涵盖2000种新兴污染物的数据库。
3.输配水系统全链条安全保障
（1）管网更新与漏损控制
老旧管网改造：2025年前完成全国80%镀锌管更换（如杭州采用304不锈钢管后，管网水质达标率提升至98%）。
智能漏损监测：部署DMA分区计量系统与声波探漏仪，广州通过分区压力调控使漏损率从15%降至8%。
（2）二次供水精细化管理
标准化改造：推行“无负压供水+紫外线消毒”模式，南京老旧小区改造后菌落总数下降90%。
数字化运维：建立二次供水设施电子档案，合肥试点“扫码巡检”实现故障率下降60%。
4.政策创新与社会协同共治
（1）跨区域协同治理机制
生态补偿制度：新安江流域试点“双向补偿”模式，上游水质达标则下游支付补偿金，累计补偿资金超30亿元。
流域一体化管理：长江经济带11省市建立“河长+警长+检察长”联合执法机制，2023年清理水源地违建项目1200余个。
（2）市场化与资金保障
绿色金融支持：发行“水务专项债”支持水源地保护，成都某生态修复项目通过PPP模式融资5亿元。
水价调节机制：实行阶梯水价并将10%收入用于水源保护基金，银川市年筹集资金超2000万元。
（3）公众参与与能力建设
社区共治网络：建立“民间河长+志愿者”监督体系，重庆招募2万名志愿者参与水源地巡查。
科普教育普及：开展“水源开放日”活动，北京自来水博物馆年接待访客10万人次，公众满意度提升25%。
5.前沿技术探索与试点示范
自然解决方案（NbS）：上海崇明岛通过恢复潮汐湿地，实现氮磷负荷削减50%。
高级氧化技术：试点UV/过硫酸盐工艺处理农药残留，江苏某水厂农药去除率突破95%。
卫星遥感监测：利用高分卫星识别水源地非法排污，黄河流域已发现并查处隐蔽排污口32处。
三、结论与展望
当前我国水源地保护需从“被动治理”转向“主动防控”，通过技术升级、管理创新和社会协同构建全链条水质安全保障体系。未来应重点关注新兴污染物的风险管控，探索基于自然的解决方案（Nature-based Solutions, NbS），并推动智慧水务系统的全面应用。
参考文献
齐力绿源科技（2024），《破解原水难题|高效解决方案全解析》
曲久辉（2024），《饮用水水质安全保障的几个难题与应对策略》
成都市彭州生态环境局（2025），《如何加强对饮用水水源地的保护》
《饮用水水源地的环境保护与生态建设》（2025）
《我国自来水水质现状及污染解决途径》（2023）
《我国饮用水安全管理体系问题及对策研究》（2025）