城市供水水质风险管理研究

第４０卷第１６期２００９年８月　　人　民　长　江Ｙａｎｇｔｚｅ　Ｒｉｖｅｒ　　Ｖｏｌ．４０，Ｎｏ．１６Ａｕｇ．，２００９收稿日期：２００９－０１－１２基金项目：山东省软科学项目（２００７ＲＫＢ１９９）作者简介：万　锋，男，泰安市自来水公司，高级工程师，硕士。　　文章编号：１００１－４１７９（２００９）１６－００７６－０３城市供水水质风险管理研究万　锋１　张庆华２（１．泰安市自来水公司，山东泰安２７１０００；　２．山东农业大学水利土木工程学院，山东泰安２７１０１８）摘要：为了提高城市供水水质的安全性，保障水质持续安全卫生，分析了城市供水环节中存在的风险因素和４类水质危机，划分了水质管理５类风险源，建立了城市供水水质风险管理５步模型；提出对水质风险管理实行５类４级别风险管理方法，并对风险类别、标准等级和预防策略进行综合管理，建立风险管理体系；通过风险管理主动应对水污染和供水事件，构筑预警机制和应急预案管理的第一道防线，达到消除风险或降低风险强度级别的管理目的。关　键　词：城市供水；水质；风险管理；风险模型；对策中图分类号：Ｘ５２　　　文献标识码：Ａ　　获得安全卫生的饮用水是人类生活的基本需求，是保证人民健康的基本条件，是当前群众最关心、要求最迫切的问题之一。供水安全保障是供水发展中备受各方关注的重大问题。近年来，水环境污染事件频发，水源水质日益恶化，短期内难有根本好转，而我国饮用水水质标准越来越严，公众对水质的要求也越来越高。各地应对水污染和供水事件建立预警机制和应急预案，保障供水安全。由于不确定因素存在，日常安全并不意味着不存在风险，风险的客观存在性决定了发生的可能性，这要求把灾害风险管理的关口前移，建立风险管理上游机制［１］，改变传统以应对灾害发生为主的灾害风险管理模式，确立预防为主的管理机制。目前基于风险管理机制视角应对水质危机还没有形成风险管理体系。分析供水安全存在的问题，建立健全风险管理体系，提高城市供水对环境变化的响应度，保障饮用水安全卫生十分必要。１　城市供水水质安全、危机及风险管理城市供水安全（ＳａｆｅｔｙａｎｄＳｅｃｕｒｉｔｙｏｆＷａｔｅｒＳｕｐｐｌｙ）有两层含义：ｓａｆｅｔｙ指供水水质在长期使用过程中所带来的缓慢累积健康风险，是供水在自然资源属性上的安全性；ｓｅｃｕｒｉｔｙ指自然或人为突发事件造成的危害，是社会属性上的安全性。供水资源属性上安全和社会意义上安全相互联系，对应４类供水危机：由暴雨、干旱、地震等自然灾害引起的自然灾害型供水危机；由突发性水质污染事故、内源性水质恶化、供水工程遭破坏造成的事故型危机；由战争、罢工、疾病、恐怖活动等造成的社会型危机；由政府管制和企业不科学行为引起的管理型危机。危机管理包括事前管理阶段、实时管理阶段、事后管理阶段［２，３］。而风险是对某一问题的有害影响进行衡量，评估和告知某一特定过程所带来的益处同其伴随的危险的对比关系［４］。斯凯柏（Ｓｋｉｐｐｅｒ，１９９８）指出，风险管理指通过对风险的识别、估测、评价和处理，以最小成本获得最大安全保障的一种活动。事前风险管理与评估是危机管理前哨和第一道防线，通过对风险识别、衡量和控制，预防危机、规避危机、阻止危机发生，或以最低成本使风险所致的各种损失降到最低限度。灾害形成的作用机制是，风险源依存于生存条件（天然环境、人工环境、社会环境），条件激活形成灾害。减少灾害风险模型［１］为：Ｒ＝（Ｈ，Ｖ，Ｅ）／Ｃ（１）式中Ｒ（Ｒｉｓｋ）为灾害风险；Ｈ（Ｈａｚａｒｄ）为灾害危险性；Ｖ（Ｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙ）为易损性；Ｅ（Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）为人和财产的暴露性；Ｃ（Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）为防灾减灾能力。该模型说明降低风险Ｒ，要实施综合风险管理，增强灾害应对能力Ｃ，降低Ｖ、Ｅ。供水水质安全既取决于水源水质，又取决于水厂制水工艺、供水设施条件、供水管网输配系统、供水外部环境渐变与突变等因素［４］。针对涉水环节，充分预测在未来不确定条件下自然社会过程是否发展，出厂水送入管网，输送过程是不可逆的，需各单元质量保障。针对城市供水生产供应服务各环节影响因子分析评估，找出各环节所面临的所有潜在风险，并根据发生概率大小排列处理的顺序。供水质量保证环节包括：原水及制水原材料、水处理单元工艺、储存输配送供应、外部环境等环节（如图１）。各环节都可能发生水质安全的４类水危机的一种或几种。根据各环节内外部环境所涉及风险因素分析Ｈ、Ｖ、Ｅ、Ｃ，找出供水生产供应质量风险对策。２　城市供水水质风险管理５步骤模型风险管理的基本程序［５］是：风险识别、风险评估、风险评价、风险控制和管理效果评价，建立风险管理坐标风险等级运行　第１６期　　　万　锋等：城市供水水质风险管理研究体系等环节。根据Ｒ＝（Ｈ，Ｖ，Ｅ）／Ｃ模型，采用风险系数分析城市供水水质风险因素和水质安全４类水危机，建立水质风险管理５步模型。图１　供水生产供应质量风险环节及作用机制（１）风险识别。风险事故发生前，识别所有可能对水质产生负面影响的风险，即首先识别不确定性何处来，再辨析其影响。通过识别工具和方法发现存在的不确定性，分类列举各种风险，搜集引起风险事故发生的因素，以及风险事故发生时导致损失增大、扩大的因素。风险识别方法和工具有：制水工艺流程法、可行性研究法、安全检查法、事故树法［５］、环境风险评价法［６］等。（２）风险衡量与评价。在风险识别基础上，运用概率论和数理统计方法，对风险事故发生概率和损失严重程度进行定量分析和描述，确定风险大小。根据国家规定的供水水质安全指标或社会能够接受的安全指标，确定风险需要处理到何种程度。如水库突降暴雨出现高浊水，水厂要处理到人们感官能接受的国标３ＮＴＵ，暴雨—高浊与水厂处理能力，通过历史数据测评水处理风险。在风险识别并综合考虑损失频率、损失程度及风险因素基础上，分析风险影响并与安全指标进行比较，确定风险等级。风险评价方法有：优良可劣评价法［５］、道氏指数法、可靠性风险评价、权衡风险法等。使用风险管理模型Ｒ＝（Ｈ，Ｖ，Ｅ）／Ｃ分析某制水供水单元水质风险大小，由于获得变量Ｈ、Ｖ、Ｅ、Ｃ复杂，供水水质风险管理参照该模型，根据历史资料和具体环境，选定评价期间，模型Ｒ＝（Ｈ，Ｖ，Ｅ）／Ｃ用于管理策略设计，使用专家打分测评法测评风险系数。ｒ＝Ｐ×Ｈ（２）式中ｒ为风险系数；Ｐ为风险可能性；Ｈ为灾害危险性（强度）。Ｐ值区间划分：（０，０．２）不可能发生；（０．２，０．４）很少发生；（０．４，０．６）偶尔发生；（０．６，０．８）为可能发生；（０．９，１）为频繁发生。Ｈ值区间划分：（０，０．２）无影响；（０．２，０．４）轻微性；（０．４，０．６）严重性；（０．６，０．８）危险性；（０．８，１）灾害性。ｒ值区间划分：（０，０．２）低度；（０．２，０．４）较低度；（０．４，０．６）中度；（０．６，０．８）高度；（０．８，１）极端，并分别对应１、２、３、４、５五个风险系数等级。（３）建立风险管理等级坐标运行体系。根据供水管理自然和社会特性，将水质安全４类水危机具体细化到供水环节，对风险评估排序，分５类４级进行管理。５类为：水源水质风险、供水生产供应环节水质风险、政府水质监管与企业不科学行为引起的管理型风险、二次供水及用户侧风险、其它风险等。分析风险期间的长短影响风险管理。比如分析３０ａ，风险系数是强度分摊到３０ａ期间内，并不意味着某汛期的风险系数小。水质风险管理与年、季等时间序列关系密切，如干旱年、洪灾等，风险特性决定对其管理要科学划分风险管理期间。风险系数划分应是综合性的，涉及工程、管理、环境、经济、社会政治和信誉等风险。管理中不断调整风险系数，日常管理重点依靠风险强度管理。风险强度采用４级别风险管理法，对应风险管理期间Ｈ值域范围，无影响（０，０．２）不列入。依据风险可能造成的危害程度、紧急程度和发展态势调整划分Ｈ为４级：（０．２，０．４）为Ⅳ级（一般）、（０．４，０．６）为Ⅲ级（较重）、（０．６，０．８）为Ⅱ级（严重）、（０．８，１）为Ⅰ级（特别严重），依次用蓝色、黄色、橙色和红色表示（如图２）。根据不同种类风险灾害特征、风险管理能力等，确定不同风险管理级别。划分后，对风险类、标准等级和预防策略进行管理，其最好策略是规避风险或降低风险强度级别。图２　风险等级（４）风险管理决策与实施。针对风险性质、大小，采取科学处理手段和方法，控制和预防风险，在损失形成前防止和减轻风险事故发生机会，以及抑制损失继续扩大，达到减少损失概率、降低损失程度、使风险损失最小的目的。因风险管理具有多目标性，其措施是综合的。（５）风险管理效果评价。风险决策并执行处理后，需对其效果检查评价，并不断修正完善风险管理对策，调整决策模型，实施动态风险管理。３　城市供水水质面临的风险３．１　水源水质风险水源安全是饮用水安全的先导。水源水是城市供水的原材料，涉及城市供水水质风险带来的水质安全４类危机。因量引起的风险：水源水量与水质相依存，水质风险主要包括地震、特大暴雨洪水等自然灾害引起水质浑浊、有机质等原水水质突变；干旱导致水量达死水位，或水量少引起藻类爆发等，封闭或交换性能较差的水体更加突出，水厂工艺设施无法处理。因水质引起的风险：农业施肥、村舍污水等引起的非点源污染，厂矿企业排污引起的点源污染，化学物质在生产、运输和使用过程中不可避免地进入饮用水源、突发事件引起水污染事件等。对于水污染问题，风险与污染物衰变的不确定性相关，地表水污染往往是突发事件，地下水污染持续时间长，有时所造成的破坏具有不可逆性。水环境健康风险评价主要针对水环境中对人体有害的物质，这些物质分两类：基因毒物质和躯体毒物质［７，８］，保证水源自然属性上的安全性，需管理这两类风险。３．２　供水生产供应环节水质风险（１）水厂设计风险。水处理工艺设计标准针对一定原水水质，未来水质标准、原水水质是变化的，因而存在设计风险，需考虑一定投资与安全度的经济风险。（２）水厂运行风险。制水工艺单元存在水质风险，搞好过程质量控制可降低过程风险；使用药品等原材料、涉水设备存在质量风险。（３）水质检测对生产环节反馈执行风险。比如水处理工艺过程存在加药风险，水污染和致癌风险问题中较矛盾的是７７　　人　民　长　江２００９年　氯［９］，氯是广泛使用的饮用水消毒剂，对控制饮用水传播的传染病起到巨大作用，但产生致癌消毒副产物。《生活饮用水卫生规范》中“确保居民终身饮用安全”，要求饮用水中控制近期和远期危害健康的污染物。保障管网末梢消毒作用，保持管网免受二次污染和强化消毒可有效减少管网中微生物繁殖生长。３．３　二次供水及用户侧污染风险原水经净水厂处理，从水厂进入城市管网，出厂合格的饮用水，需要供水管网和用户需求侧传输路径水质安全保障。水质风险存在程序性审核二次加压水池设计、运行清洗消毒、用户侧管道材质是否优质耐腐蚀等环节。如储水池容积过大，水停留时间过长，或存在死水区，导致微生物繁殖风险，出现腹泻等群发性疾病。３．４　政府水质监管与企业不科学行为的管理型风险水源水质监管涉及环保、国土、水利、地质矿产、卫生、城乡规划建设等部门，监管主体多元化，没有监管责权分界面，监管客体模糊，责任不清。监管主体多元化，忽视水资源开发使用者自我监控，存在管理型风险。政府对水源水质监管科学与政策松紧力度，是水源水质风险大小的可控型风险因素。如水功能区划与跟踪监督管理不科学引起的非点源污染风险、执法不力引起的点源污染。政府水质监管主要有政策失误风险，部门信息不对称和信息孤岛风险，政策执行不力和政策本身多方监管博弈产生的管理越位、缺位风险，道德风险。生活饮用水政府监管同样存在此类风险。供水企业不科学行为引起的管理型危机最严重的是决策风险。供水工艺论证决策失误，可导致制水水质降低；供水调度决策不当可引起大面积水发黄、发浑等水质事故；重大水污染决策控制不力，事故处理决策拖延或错误导致损失扩大、社会影响深远等。供水员工职业能力和因信息不对称产生的道德风险。供水环节质量控制、制水工艺及用水户水质信息传输渠道、制水环节管理是否精准等，都是水质风险因素。比如水池排气孔牢固加锁管理细节就极大降低投毒风险、管网漏水排查和末梢放水清洗管理