CN102236740A - 一种饮用水水质检测及评价服务方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于国家重点支持的高新技术领域中“资源与环境技术”的“水污染控制技术”中“饮用水安全保障技术”的技术产品。公开一种以评价服务目标、评价研究思路、评价指标体系、评价标准体系、评价方法模型的内容的检测及评价服务方法技术体系。本发明通过引进消化吸收再创新，建立的生活饮用水水质检测查询系统，可以为二次供水提供生活饮用水水质检测与评价服务，并进行生活饮用水水质环境指数模式和模糊综合分析健康风险分析模式评价。

Description

一种饮用水水质检测及评价服务方法

技术领域

本发明属于《国家重点支持的高新技术领域》的“资源与环境技术”中“水污染控制技术”领域技术产品，涉及一种“饮用水安全保障技术”的饮用水水质检测及评价服务方法技术。 

背景技术

生活饮用水的水质极大地影响着人们的健康水平、生活质量及生产效率，世界各国政府和科学家们予以极大的关注，不断揭示生活饮用水水质污染对人类的危害，并在充分的科学依据基础上提出降低风险的措施。 

世界卫生组织的调查表明：在发展中国家，各类疾病有8％是因为饮用了不安全、不卫生的水而传播的，每年大约有2000万人死于饮用不卫生的水，饮水安全问题严重威胁着人类生命。 

2007年7月1日起新施行的生活饮用水卫生标准，不仅提高了对水质有机物、微生物和水质消毒等方面的要求，而且还实现了饮用水标准与国际的接轨。为更有效地保障城乡居民的饮水健康，新标准中的饮用水水质指标由原来的35项增加到106项。根据目前全国执行情况来看，各省会城市已经率先开始在水质监测方面下功夫。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种饮用水水质检测及评价服务方法，以满足我国已经进入快速城镇化时期，实现城镇化和城市协调发展，对科学提出的迫切需求。该体系所要解决的技术问题在于以评价服务目标、评价研究思路、评价指标体系、评价标准体系、评价方法模型为内容的检测及评价服务方法技术体系，可以为二次供水提供生活饮用水水质检测及评价服务，并以环境指数模式和模糊综合分析——健康风险分析模式进行生活饮用水水质评价。 

由于生活饮用水水质检测及评价服务的实施必须采用符合生活饮用水水质检测和检测技术规范要求和技术手段，因此，其样品采集、检测等必须符合相关规范要求。 

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种生活饮用水水质检测及评价服务方法，其特征在于：该方法包括以下步骤： 

(1)设定评价服务目标，并采集服务目标的数据； 

(2)确立评价研究思路； 

(3)根据评价服务目标筛选评价指标，并将评价指标的数据与评价标准进行比较； 

(4)将比较数据输入评价方法模型，得到二次供水提供生活饮用水水质检测及评价服务，并以环境指数模式和模糊综合分析健康风险分析模式进行生活饮用水水质评价。 

所述的评价服务目标是以小区住户、宾馆酒店、公共场所和企业为目标，多目标、多层次地对饮用水水质进行检测并作出品质评价。 

所述的评价研究思路是以地质学、建筑学、环境学、生态学、医学、卫生学作支持，遵循研究与检测及评价紧密结合的原则，评价的科学性原则，遵循从简单到复杂，从低层次到高层次的评价工作原则，充分利用新方法、新技术原则，进行饮用水水质检测及评价服务。 

所述的评价指标包括pH、色度、浊度、游离余氯、溶解性总固体、总硬度指标，根据评价目标筛选评价指标，指标的生态环境意义是确定重要性的理论依据，确定评价指标的重要性的数学方法。 

所述的评价标准为按照各个水质标准的特性、功能和内在联系进行分级、分类所构成的一个有机整体，采用《生活饮用水标准限值》GB 5749-2006、《饮用天然矿泉水标准限值》GB8537-2008、《瓶(桶)装饮用水纯净水标准限值》GB17324-2003、《饮用水标准限值》CJ 94-2005、《生活饮用水水源标准限值》CJ3020-1993、《城市供水水质标准限值》CJ/T206-2005，确保评价成果的科学性、准确性、合理性。 

所述的评价方法模型包括概念模型、定量模型、模型检验和模型应用，评价方法包括以下步骤： 

(1)通过概念模型定义研究问题、确定建模目的建立因果关系； 

(2)通过定量模型选择数学方法、确定变量函数关系、估计参数值、取得初步结果； 

(3)通过模型检验，确认、验证； 

(4)通过模型应用分析、综合和解释模型结果； 

(5)以环境指数模式和模糊综合分析，健康风险分析模式进行生活饮用水水质评价。 

与现有技术相比，本发明通过对用户生活饮用水水质样品的采集，对样品中pH、浊度、色度、游离余氯等指标参数的检验检测，建立有效的采样、检测方法。同时积累大量检测数据，经过分析评价，建立合适的综合评价模型，实现生活饮用水水质质量的量化评价，建立合适的综合评价模型，为市场化的检测及评价服务提供依据。另外通过对生活饮用水水质各指标参数检测数据的大量积累建立数据库，具有查询、统计、分析功能。不仅为市场化的生活饮用水水质检测服务提供检测和评价依据，还可为生活饮用水水质检测行业规划、管理提供基础数据和决策依据；同时首次建立生活饮用水水质评价方法技术体系，不仅可以填补信息系统在生活饮用水水质污染物含量背景现状的空白，还可指导和帮助检测单位整体提升企业服务水平和管理水平。通过对用户生活饮用水各指标参数的检测，积累大量数据，建立综合评价模型，根据各指标参数值对生活饮用水水质准确评价。 

附图说明

图1为本发明系统框架图； 

图2为数据关联业务流程图； 

图3为系统网络运行结构示意图； 

图4为数据分析评价习题技术流程图。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。 

实施例 

如图1所示，生活饮用水水质检测及评价服务系统框架示意图，该系统是将数据如工程数据、文献数据、探测数据、数据指引等输入运用系统(上海申丰生活饮用水水质检测查询系统，该系统的运行环境为WindowsIIS+ASP Net)，然后通过网 络环境供用户运用，如管理员进行系统维护、公众用户进行信息查询与统计。 

如图2所示，通过上述系统对生活饮用水水质检测及评价服务方法，包括以下步骤： 

(1)设定评价服务目标，并采集服务目标的数据； 

即以小区住户、宾馆酒店、公共场所和企业为目标，采集数据并进行数据录入与管理模块，多目标、多层次地对饮用水水质进行检测并作出品质评价，数据包括各种调查点数据、文档资料、地理信息系统图件、理化资料、动态监测资料等 

(2)确立评价研究思路； 

以地质学、建筑学、环境学、生态学、医学、卫生学作支持，遵循研究与检测及评价紧密结合的原则，评价的科学性原则，遵循从简单到复杂，从低层次到高层次的评价工作原则，充分利用新方法、新技术原则，进行饮用水水质检测及评价服务 

(3)根据评价服务目标筛选评价指标，并将评价指标的数据与评价标准进行比较； 

评价指标包括pH、色度、浊度、游离余氯、溶解性总固体、总硬度指标，根据评价目标筛选评价指标，指标的生态环境意义是确定重要性的理论依据，确定评价指标的重要性的数学方法， 

评价标准为按照各个水质标准的特性、功能和内在联系进行分级、分类所构成的一个有机整体，采用《生活饮用水标准限值》GB 5749-2006、《饮用天然矿泉水标准限值》GB8537-2008、《瓶(桶)装饮用水纯净水标准限值》GB 17324-2003、《饮用水标准限值》CJ 94-2005、《生活饮用水水源标准限值》CJ 3020-1993、《城市供水水质标准限值》CJ/T206-2005，确保评价成果的科学性、准确性、合理性。 

(4)将比较数据输入评价方法模型，得到二次供水提供生活饮用水水质检测及评价服务，并以环境指数模式和模糊综合分析健康风险分析模式进行生活饮用水水质评价。 

所述的评价方法模型包括概念模型、定量模型、模型检验和模型应用，评价方法包括以下步骤： 

(1)通过概念模型定义研究问题、确定建模目的建立因果关系； 

(2)通过定量模型选择数学方法、确定变量函数关系、估计参数值、取得初步结果； 

(3)通过模型检验，确认、验证； 

(4)通过模型应用分析、综合和解释模型结果； 

(5)以环境指数模式和模糊综合分析，健康风险分析模式进行生活饮用水水质评价。 

如图3所示，数据库服务器(数据库语言服务空间、属性一体化数据库)连接应用服务器(MapGIS SDK)，应用服务器通过C/S模式连接局域网客户端，该客户端为饮用水水质评价服务子系统，包括查询系统，专业分析评价、专业图件编制、饮用水水质模拟和报表制作与输出。 

最后通过数据共享与服务系统和数据信息发布系统供用户使用。系统网络运行结构示意图如图3所示，内用服务器连接核心交换机，web服务器一端连接核心交换机，另一端通过防火墙连接用户端(包括政府部门和社会公众)，核心交换机连接网络激光打印机、备份工作站、绘图工作站，通过激光打印机进行网络打印，通过备份工作站将数据备份到与备份工作站连接的数据库中，通过绘图工作站绘图，由与其连接的绘图仪绘出，或由与其连接的扫描仪扫描。 

通过对上海城市用户生活饮用水样品的采集，对样品中pH、浊度、色度、游离余氯等指标参数的检验检测，检测其水质。 

现对上海城市生活饮用水水质指标参数浓度的现场调查、抽样和实验室测试、分析，研究其浓度背景及区域分布，以及影响因素和制约关系。基于上海城市生活饮用水水质指标参数浓度现场调查成果特点，以基础研究和应用服务为导向，建立由目标体系、指标体系、标准体系、方法体系为内容的上海城市生活饮用水水质评价方法技术体系。为上海城市生活饮用水水质各指标参数提供信息产品服务，也为行业规划、管理提供基础数据和科学决策的依据。 

检测内容： 

(1)pH 

以玻璃电极为指示电极，饱和甘汞电极为参比电极，插入溶液中组成原电池。在25℃时，每单位pH标度相当于59.1mV电动势变化值，在仪器上直接以pH的读数表示。温度差异在仪器上有补偿装置。 

(2)色度 

用氯铂酸钾和氯化钴配成铂钴标准溶液，同时规定每升水中含1mg铂[以(PtCl₆)^2-形式存在]时所具有的颜色作为1个色度单位，称为1度。用目视法比色测 定水样的色度。 

(3)浊度 

在适当温度下，硫酸肼与环六亚甲基四胺聚合成为一种白色的高分子聚合物，可用来作为浑浊度标准，用目视比浊法测定水样的混浊度。 

(4)游离余氯 

在pH值小于2的酸性溶液中，余氯与3，3′，5，5′四甲基联苯胺(以下简称四甲基联苯胺)反应，生成黄色的醌式化合物，用目视比色法定量。 

(5)溶解性总固体 

水样经过滤后，在一定温度下烘干所得的固体残渣称为溶解性总固体，包括不易挥发的可溶性盐类、有机物及能通过滤器的不溶解物等。 

烘干温度一般采用105℃±3℃，但105℃的烘干温度不能彻底除去高矿化度水样中盐类所含的结晶水。采用180℃±3℃的烘干温度，可得到较为准确的结果。 

生活饮用水中总溶解性固体按下式(1)计算： 

$C=\frac{(W_2-W_1)*1000*1000}{V}(\mathrm{mg}/L)---\left(1\right)$

式中： 

W₂：烘干后烧杯和溶解性总固体的称量，mg； 

W₁：烘干后烧杯的称量，mg； 

V：水样体积，mL。 

(6)总硬度 

乙二胺四乙酸二钠(EDTA)在pH为10的条件下与水中钙、镁离子生成无色可溶性络合物，指示剂铬黑T则与钙、镁离子生成紫红色络合物。用EDTA滴定钙、镁离子至终点时，钙、镁离子全部与EDTA络合而使铬黑T游离，溶液即由紫红色变为蓝色。 

生活饮用水中总硬度按下式(2)计算： 

$C=\frac{(V_1-V_0)*C_1*100.09*1000}{V}(\mathrm{mg}/L)---\left(2\right)$

式中： 

V₁：滴定消耗EDTA毫升数，mL； 

V₀：空白滴定消耗EDTA毫升数，mL； 

C₁：EDTA标准溶液浓度(mol/L)； 

V：取样体积(mL)； 

100.09为与1.00mLEDTA(c＝1.000mol/L)标准溶液相当的以克表示的总硬度质量。 

饮用水水质模糊综合评价方法： 

模糊综合评价的步骤如下：①建立评价对象U；②确定评语集合V；③确定指标的权重；④建立模糊综合评价的数学模型；⑤确定综合评价分值Y； 

健康风险评价方法： 

(1)长期摄入剂量(CDI)的计算 

吸入途径暴露计算： 

$\mathrm{CDI}=\frac{C\×\mathrm{CR}\×\mathrm{EF}\×\mathrm{ED}\×\mathrm{AF}}{\mathrm{BW}\×\mathrm{AT}}$

式中，CDI：为每日单位体重的摄入剂量(mg·kg^-1·d^-1)； 

CR：为摄入量L/d； 

EF：为暴露频率(日/年)； 

AF：吸收率(％) 

ED：暴露时间(年)； 

BW：体重(kg)； 

AT：平均时间(日)。 

(2)风险度计算 

①非致癌风险 

非致癌风险用下式表示： 

$\mathrm{HI}=\frac{\mathrm{CDI}}{\mathrm{RFD}}$

式中：CDI为长期日摄入剂量(mg·kg^-1·d^-1)； 

RFD为如染污的参考剂量(mg·kg^-1·d^-1)。 

HI值可以用来评价人群受到非致癌风险的可能性。 

②致癌风险 

致癌风险可用下式表示： 

Risk＝CDI×SF

式中：SF为污染物的致癌斜率因子(mg^-1·kg·d)。 

Claims (6)

1.一种生活饮用水水质检测及评价服务方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

(1)设定评价服务目标，并采集服务目标的数据；

(2)确立评价研究思路；

(3)根据评价服务目标筛选评价指标，并将评价指标的数据与评价标准进行比较；

(4)将比较数据输入评价方法模型，得到二次供水提供生活饮用水水质检测及评价服务，并以环境指数模式和模糊综合分析健康风险分析模式进行生活饮用水水质评价。

2.权利要求1所述的生活饮用水水质检测及评价服务方法，其特征在于：所述的评价服务目标是以小区住户、宾馆酒店、公共场所和企业为目标，多目标、多层次地对饮用水水质进行检测并作出品质评价。

3.权利要求1所述的生活饮用水水质检测及评价服务方法，其特征在于：所述的评价研究思路是以地质学、建筑学、环境学、生态学、医学、卫生学作支持，遵循研究与检测及评价紧密结合的原则，评价的科学性原则，遵循从简单到复杂，从低层次到高层次的评价工作原则，充分利用新方法、新技术原则，进行饮用水水质检测及评价服务。

4.权利要求1所述的生活饮用水水质检测及评价服务方法，其特征在于：所述的评价指标包括pH、色度、浊度、游离余氯、溶解性总固体、总硬度指标，根据评价目标筛选评价指标，指标的生态环境意义是确定重要性的理论依据，确定评价指标的重要性的数学方法。

5.权利要求1所述的生活饮用水水质检测及评价服务方法，其特征在于：所述的评价标准为按照各个水质标准的特性、功能和内在联系进行分级、分类所构成的一个有机整体，采用《生活饮用水标准限值》GB 5749-2006、《饮用天然矿泉水标准限值》GB8537-2008、《瓶(桶)装饮用水纯净水标准限值》GB 17324-2003、《饮用水标准限值》CJ 94-2005、《生活饮用水水源标准限值》CJ 3020-1993、《城市供水水质标准限值》CJ/T206-2005，确保评价成果的科学性、准确性、合理性。

6.权利要求1所述的生活饮用水水质检测及评价服务方法，其特征在于：所述的评价方法模型包括概念模型、定量模型、模型检验和模型应用，评价方法包括以下步骤：

(1)通过概念模型定义研究问题、确定建模目的建立因果关系；

(2)通过定量模型选择数学方法、确定变量函数关系、估计参数值、取得初步结果；

(3)通过模型检验，确认、验证；

(4)通过模型应用分析、综合和解释模型结果；

(5)以环境指数模式和模糊综合分析，健康风险分析模式进行生活饮用水水质评价。

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