胡潔蘭 姚新民 沈燕 陳云

摘 要：目的：了解青浦區(qū)出廠水中總硬度和溶解性總固體水平，為改善飲用水水質(zhì)提供科學(xué)依據(jù)。方法：對2014—2022年青浦區(qū)市政水廠出廠水總硬度和溶解性總固體進(jìn)行統(tǒng)計分析。結(jié)果：294份水樣中，總硬度中位數(shù)為127 mg·L-1，溶解性總固體中位數(shù)為278 mg·L-1，合格率為100%。趨勢性檢驗發(fā)現(xiàn)，兩指標(biāo)在2014—2022年均呈下降趨勢（Rs=-0.357，P＜0.01；Rs=-0.374，P＜0.01）。3家水廠出廠水的總硬度均在枯水期、平水期和豐水期依次下降（P＜0.05）。比較不同水源，以淀山湖水系為水源的出廠水中溶解性總固體高于以青草沙水庫為水源的出廠水（P＜0.05）。結(jié)論：青浦區(qū)出廠水口感好，但總硬度略低，建議居民增加鈣鎂的攝入。

關(guān)鍵詞：出廠水；總硬度；溶解性總固體；水質(zhì)

Analysis on Total Hardness and Total Dissolved Solids of Finished Water in Qingpu District

HU Jielan， YAO Xinmin， SHEN Yan， CHEN Yun

（Shanghai Qingpu Center for Disease Control and Prevention， Shanghai 201799， China）

Abstract： Objective： To study the contents of total hardness and total dissolved solids in finished water of water plants in Qingpu district， and to provide support for the improvement of drinking water quality. Method： Collect the testing results of total hardness and total dissolved solids of finished water from 2014 to 2022 for analysis. Result： 294 samples of finished water were collected. The median total hardness was 127 mg·L-1， and the median total dissolved solids was 278 mg·L-1， the qualification rate is 100%. Statistical analysis showed that the two items had a downward trend from 2014 to 2022（Rs=-0.375， P＜0.01; Rs=-0.375， P＜0.01）. By comparison， total hardness of finished water from three water plants descended sequentially from low water season， usual water season to abundant water season （P＜0.05）. Finished water from Dianshan lake has higher total dissolved solids than that from Qingcaosha reservoir （P＜0.05）. Conclusion： Finished water in Qingpu district has good taste， but the total hardness level is a little low. It is suggested that local residents increase their intake of calcium and magnesium.

Keywords： finished water; total hardness; total dissolved solids; water quality

生活飲用水除提供水分外，也是人體多種營養(yǎng)元素的重要來源?？傆捕戎杆锈}、鎂離子的總濃度；溶解性總固體指水中可溶解物質(zhì)的總量，除可溶有機物外，也包括無機鹽。在合理飲水的情況下，水可以為成人提供每日所需10%～15%以上的鈣以及全部的鎂[1-2]，與居民的健康密切相關(guān)。總硬度和溶解性總固體過高直接影響飲用水的口感，同時易導(dǎo)致水龍頭和水壺結(jié)垢，是居民對飲用水水質(zhì)反應(yīng)的敏感指標(biāo)。國內(nèi)外也有文獻(xiàn)報道高硬度飲水促進(jìn)腎結(jié)石的發(fā)生[3]。過低的總硬度和溶解性總固體含量雖能明顯減少水垢的產(chǎn)生，給居民水質(zhì)好的印象，卻會減少居民通過日常飲水?dāng)z入的鈣鎂等礦物質(zhì)含量，長期飲用甚至有增加心血管疾病等的風(fēng)險[4-6]。因此，有必要了解本地區(qū)生活飲用水中總硬度和溶解性總固體水平，為改善地區(qū)飲用水水質(zhì)提供科學(xué)指導(dǎo)。本文共收集整理了2014—2022年青浦區(qū)3家市政水廠出廠水中總硬度和溶解性總固體的檢測數(shù)據(jù)，并對其進(jìn)行統(tǒng)計分析。

1 材料與方法

1.1 材料

從青浦區(qū)疾病預(yù)防控制中心實驗室系統(tǒng)中導(dǎo)出2014—2022年生活飲用水?dāng)?shù)據(jù)，抽取其中出廠水?dāng)?shù)據(jù)共計294份。所有出廠水水樣均來自青浦區(qū)3家市政水廠。

1.2 方法

按照《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗方法 第4部分：感官性狀和物理指標(biāo)》（GB/T 5750.4—2023）[7]中的乙二胺四乙二酸二鈉滴定法和稱量法分別對飲用水中的總硬度和溶解性總固體進(jìn)行檢測。結(jié)果判定依據(jù)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749—2022）[8]，其中總硬度結(jié)果以CaCO3（mg·L-1）計，＜450 mg·L-1為合格；溶解性總固體，＜1 000 mg·L-1為合格。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析

所有數(shù)據(jù)均采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。采用中位數(shù)（M）和四分位數(shù)（Q25，Q75）對歷年數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計描述。用非參數(shù)檢驗Spearman對歷年總硬度和溶解性總固體結(jié)果進(jìn)行時間趨勢性檢驗，檢驗水準(zhǔn)為α=0.01。用非參數(shù)檢驗Kruskal-Wallis H檢驗比較各水文期檢測結(jié)果，檢驗水準(zhǔn)為α=0.05；若出現(xiàn)差異，進(jìn)一步對各水文期進(jìn)行兩兩比較。使用非參數(shù)Mann-Whitney U檢驗比較兩處水源出廠水的檢測結(jié)果，檢驗水準(zhǔn)為α=0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 總體情況

2014—2022年青浦區(qū)市政出廠水樣共294份，總硬度中位數(shù)為127 mg·L-1，合格率100%；溶解性總固體中位數(shù)為278 mg·L-1，合格率100%。

2.2 不同年份檢測結(jié)果分析

使用SPSS 20.0軟件對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行描述性統(tǒng)計分析，總硬度和溶解性總固體結(jié)果均不符合正態(tài)分布，因此采用中位數(shù)（M）和四分位數(shù)間距（Q75-P25）對數(shù)據(jù)進(jìn)行描述。根據(jù)飲用水水質(zhì)硬度分級標(biāo)準(zhǔn)，2014—2022年青浦區(qū)水廠出廠水包括軟水（＜75～

150 mg·L-1）和中硬水（＜150～300 mg·L-1），其中2014—2016年的中硬水比例逐年降低，至2017年及以后青浦市政水廠出廠水基本為軟水。表1顯示2014—2016年青浦區(qū)出廠水總硬度和溶解性總固體中位數(shù)呈降低趨勢，2016年兩個指標(biāo)中位數(shù)均達(dá)到最低，2017年及以后兩個指標(biāo)呈小幅度波動，總體保持穩(wěn)定。為檢驗總硬度和溶解性總固體的時間變化趨勢，采用非參數(shù)檢驗Spearman分析歷年的檢測結(jié)果，總硬度（Rs=-0.357，P＜0.01）和溶解性總固體（Rs=-0.374，P＜0.01）的含量均有逐年減小趨勢。

2.3 不同水廠和不同水源檢測結(jié)果分析

采用多個獨立樣本Kruskal-Wallis H檢驗比較3家水廠的總硬度和溶解性總固體結(jié)果，檢驗水準(zhǔn)為α=0.05。3家水廠的總硬度之間沒有統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05），溶解性總固體之間有統(tǒng)計學(xué)差異

（P＜0.05），第二和第三水廠出廠水中的溶解性總固體均顯著高于徐涇水廠（P＜0.05），見表2。由于第二和第三水廠取水自淀山湖水系，徐涇水廠取水自青草沙水庫，合并第二和第三水廠的檢測結(jié)果，使用Mann-Whitney U檢驗對兩個水源的出廠水中溶解性總固體進(jìn)行比較，檢驗水準(zhǔn)為α=0.05。檢驗結(jié)果進(jìn)一步證實淀山湖水系出廠水中溶解性總固體含量均顯著高于青草沙水庫出廠水（P＜0.05），見表3。

2.4 不同水文期檢測結(jié)果分析

采用獨立樣本Kruskal-Wallis H檢驗比較3個水文期的總硬度和溶解性總固體結(jié)果，檢驗水準(zhǔn)α=0.05。3個水文期的總硬度之間有統(tǒng)計學(xué)差異（P＜0.05），枯水期、平水期和豐水期的總硬度水平依次降低；不同水文期的溶解性總固體水平有顯著性差異（P＞0.05），枯水期和平水期溶解性總固體水平高于豐水期，見表4。

3 結(jié)論與討論

飲用水與人體健康密切相關(guān)，水中的總硬度和溶解性總固體水平直接影響人們的日常生活。生活飲用水中溶解性總固體和總硬度含量可能會影響居民日常的鈣、鎂等礦物質(zhì)元素的攝入，成人每日正常飲水量大約可以提供人體每日鈣推薦攝入量的10%[1]。上海市人群健康狀況調(diào)查也顯示全市范圍內(nèi)人群鈣攝入量近年來有所提升，但鈣補充量仍未達(dá)標(biāo)，人群平均鈣攝入量僅為推薦量的60%～80%[9-10]。在學(xué)齡兒童、老年人和育齡女性普遍缺鈣的情況下，飲水中的鈣源顯得尤為重要。

青浦區(qū)水廠294份出廠水中的總硬度和溶解性總固體合格率達(dá)到100%。2014—2022年青浦區(qū)生活飲用水中總硬度和溶解性總固體水平總體呈下降趨勢，2016年兩項指標(biāo)均達(dá)到最低點（115.5 mg·L-1和199.0 mg·L-1），此后兩個指標(biāo)基本保持穩(wěn)定。世界衛(wèi)生組織基于全球人群的健康狀況及保健需求，推薦的生活飲用水中總硬度為170 mg·L-1，為兼顧口感，建議溶解性總固體不超過300 mg·L-1[11]。青浦區(qū)出廠水溶解性總固體中位數(shù)為278 mg·L-1，口感較好；總硬度的中位數(shù)為127 mg·L-1，主要為軟水，低于世衛(wèi)組織的推薦值，結(jié)合上海市居民膳食鈣攝入不足的情況，說明青浦區(qū)的出廠水硬度偏低。

青浦區(qū)共3家市政水廠，均采用相同的水處理工藝，因此，出廠水水質(zhì)與水源水密切相關(guān)。青浦區(qū)出廠水中總硬度水平在枯水期、平水期和豐水期依次降低，說明水源中鈣、鎂含量主要受季節(jié)性降雨影響。溶解性總固體水平在豐水期低于枯水期和平水期，說明除降雨外，地表徑流中的溶解性物質(zhì)也顯著影響水源水中的溶解性總固體水平。

青浦區(qū)3家市政水廠取水自淀山湖水系和青草沙水庫，統(tǒng)計分析結(jié)果顯示淀山湖水系（青浦區(qū)二、三水廠）出廠水的總硬度和溶解性總固體水平高于青草沙水庫（徐涇水廠）。這可能與上海市近幾年來加強水源地管理，疏散撤離水源區(qū)附近污染企業(yè)、規(guī)范周圍居民生活污水排放和家畜家禽養(yǎng)殖等政策有關(guān)。

青浦區(qū)飲用水水質(zhì)的不斷改善保證了本地居民的用水安全，但以往的居民營養(yǎng)狀況調(diào)查也啟示人們關(guān)注居民從日常飲水中攝入的礦物質(zhì)元素，尤其是鈣含量。生活飲用水雖不是人體鈣、鎂元素的主要來源，但因其鈣、鎂元素主要以離子狀態(tài)存在，生物利用率等同或高于食物，飲用水中適宜的總硬度水平能在一定程度上幫助改善地區(qū)居民的缺鈣現(xiàn)狀。

參考文獻(xiàn)

[1]PENG H，LU T T，SHUANG O，et al.Calcium and magnesium in Chinas public drinking water and their daily estimated average requirements[J].Environ Geochem Health，2022，45：3447-3464.

[2]COTRUVO J，BARTRAM J，ABOUZAID H，et al.

Calcium and magnesium in drinking water：public health significance[M].Geneva：World Health Organization，2009.

[3]王志遠(yuǎn).水中溶解性總固體與結(jié)石的關(guān)系[J].中國食品，2016（10）：30-31.

[4]趙琦.羅城縣2013—2018年心腦血管疾病死因流行病學(xué)特征分析及與飲用水總硬度的關(guān)系研究[D].南寧：廣西醫(yī)科大學(xué)，2020.

[5]舒為群，李國平，趙清，等.長期飲用純凈水對大鼠心腎相關(guān)指標(biāo)的影響[J].中國公共衛(wèi)生，2002（6）：70-72.

[6]萬天琦，敖漉，劉杰，等.低礦化度水的健康與安全問題分析及水質(zhì)改善措施[J].當(dāng)代化工，2017，46（9）：

1897-1901.

[7]國家市場監(jiān)督管理總局，國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗方法 第4部分：感官性狀和物理指標(biāo)：GB/T 5750.4—2023[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2023.

[8]國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會，國家市場監(jiān)督管理總局.生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)：GB 5749—2022[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2022.

[9]朱儉，郭紅衛(wèi)，薛青，等.上海市某區(qū)小學(xué)生膳食營養(yǎng)狀況調(diào)查[J].環(huán)境與職業(yè)醫(yī)學(xué)，2012，29（7）：430-433.

[10]丁佳琪，唐傳喜，汪正園.2012年上海市長寧區(qū)居民膳食中營養(yǎng)素攝入情況分析[J].上海預(yù)防醫(yī)學(xué)，2017，29（6）：440-443.

[11]AHMED F，CHORUS I，COTRUVO J.Guidelines for drinking water quality： fourth edition incorporating the first and second addenda[M].Geneva：World Health Organization，2017.