客車上水系統(tǒng)水質(zhì)污染原因及預(yù)防措施

侯世全，施紅生，洪蔚

(中國鐵道科學(xué)研究院節(jié)能環(huán)保勞衛(wèi)研究所，北京 100081)

鐵路客車上水是客車整備重要工作內(nèi)容之一，對滿足旅客和工作人員旅途和工作所需有重要作用，客車上水的水質(zhì)更是關(guān)系到旅客和工作人員身體健康。目前，由于多種原因，上水過程中水質(zhì)容易受到污染，造成水質(zhì)不達(dá)標(biāo)。多年來，許多單位和研究人員對客車上水水源、給水栓口出水、上水軟管管口出水和車上水箱水進(jìn)行了多批次水質(zhì)檢測，檢測指標(biāo)有濁度、鐵、pH、游離性余氯、大腸菌群和細(xì)菌總數(shù)等，結(jié)果表明，雖然上水水源、給水栓口出水基本達(dá)標(biāo)［1］，但上水軟管管口出水各項指標(biāo)多有超標(biāo)，特別是微生物指標(biāo)超標(biāo)普遍，對采樣的108個樣本來說，出水管放水5 min后采樣時細(xì)菌總數(shù)超標(biāo)率為58%，大腸菌群超標(biāo)率為47%;而不放水直接采樣時細(xì)菌總數(shù)超標(biāo)率則為69%，大腸菌群超標(biāo)率為64%［1－2］。張宏斌［3］對上水管口出水的檢測結(jié)果也表明，微生物指標(biāo)超標(biāo)十分嚴(yán)重，檢測到的細(xì)菌個數(shù)最高為無法計數(shù)，大腸菌群最高為230個/L，均遠(yuǎn)高于國家標(biāo)準(zhǔn);車上水箱內(nèi)的水濁度、余氯和微生物也時有超標(biāo)［2，4－5］。近年來，隨著鐵路動車和高鐵開行，裝配列車集便器的列車越來越多，雖然客車上水水質(zhì)有所改善，特別是微生物指標(biāo)達(dá)標(biāo)率明顯增加，但仍時有不達(dá)標(biāo)的情況［6－7］。

雖然客車上水水質(zhì)污染現(xiàn)象較嚴(yán)重，但從收集到的參考文獻(xiàn)看，該方面的研究多集中在對水質(zhì)的檢測方面，對水質(zhì)被污染的原因尚缺乏系統(tǒng)、全面的分析;特別是近年來動車、高鐵等新型客車開始運營，客車注水口等結(jié)構(gòu)較以往車型變化很大，地面給水系統(tǒng)中新型給水單元設(shè)備投入使用，另外列車集便器和地面卸污系統(tǒng)等得到廣泛采用，客車上水的工作環(huán)境和條件發(fā)生了很大的變化，故需要研究新形勢下的客車上水的污染原因并提出預(yù)防措施。本文從考察上水裝置的現(xiàn)狀和現(xiàn)場作業(yè)實際情況入手，系統(tǒng)地分析了上水過程中可能污染上水水質(zhì)的各個裝置和相關(guān)情況，并據(jù)此提出了相應(yīng)的預(yù)防污染的措施。

1 客車上水系統(tǒng)現(xiàn)狀

1.1 上水系統(tǒng)組成

鐵路客車上水是指上水員工在車站或客車整備所利用各種上水管路和設(shè)施將水輸送至客車水箱內(nèi)的作業(yè)過程。通過上水作業(yè)可以為客車補(bǔ)充足量清潔水，從而保證車上旅客及乘務(wù)人員行車途中生活和工作所需。目前我國鐵路上水系統(tǒng)包括車上和車下兩部分:車下上水系統(tǒng)包括水源、上水干支管、上水栓或給水單元設(shè)備等，其中上水栓或單元設(shè)備又包含上水軟管、上水接頭和閘閥等;車上客車上水系統(tǒng)包括注水口、車上管路、水箱及液位采集和顯示裝置等。

1.2 客車上水作業(yè)程序

1.2.1 普通上水栓作業(yè)程序

目前，國內(nèi)車站大多沿用的是普通上水栓井。上水栓井多為地下式圓柱形，沿著股道間隔一定距離布置，上水栓井底部進(jìn)水管接環(huán)狀或枝狀給水管網(wǎng)，設(shè)置手工啟閉的閘閥，金屬給水管通向地面后，連接橡膠上水軟管，軟管端部連接上水接頭。

上水方式完全是人工作業(yè)，作業(yè)流程如下:上水工先將上水軟管拖到客車注水口附近;將上水接頭插入客車水箱注水口;然后回到上水栓井，人工打開上水栓閥門，開始上水;借助于給水管網(wǎng)的水壓，水流通過注水口進(jìn)入車上水箱;當(dāng)水箱達(dá)到高水位時，客車水箱上設(shè)置的溢流水管開始排水至車下;上水作業(yè)人員觀察到溢水口溢水時，人工關(guān)閉閥門;上水完畢后，人工拔下上水接頭;上水軟管不回收，直接放置在股道間的地面上或放置在專門設(shè)置的軟管支架上。

1.2.2 新型上水單元設(shè)備作業(yè)程序

針對上水栓井上水存在著員工作業(yè)勞動強(qiáng)度大、北方地區(qū)冬季軟管內(nèi)容易結(jié)冰、上滿水時上水工不能及時關(guān)閉上水閥造成水資源浪費、上水軟管在地面上隨意擱置造成軟管污染并影響視覺等諸多問題，許多車站和動車所采用了新型上水設(shè)備單元設(shè)備。新型上水單元設(shè)備一般包括電磁閥、軟管及回收裝置、快速接頭、自控箱等，動車所一般將新型上水設(shè)備設(shè)置在地下設(shè)備井內(nèi)，車站安裝的新型上水設(shè)備可采用地下、地面和半地下多種形式。和上水栓井相比較，新型上水設(shè)備實現(xiàn)了程序或遙控器自動啟閉上水閥門、自動排空管內(nèi)余水、自動卷管回收、在室外溫度低的時候還可以自動加溫以預(yù)防上水設(shè)備管路結(jié)冰等功能。

新型上水單元設(shè)備作業(yè)流程如下:上水工先將上水軟管拖到客車注水口附近;將上水接頭和客車水箱注水口連接;用遙控器或程序自動打開上水閥門，開始上水;借助于給水管網(wǎng)的水壓，水流通過注水口進(jìn)入車上水箱;當(dāng)水箱達(dá)到高水位時，客車水箱上設(shè)置的溢流水管開始排水至車下;當(dāng)達(dá)到程序預(yù)定的上水時間系統(tǒng)自動停止上水或上水作業(yè)人員觀察到溢水口溢水時用遙控器關(guān)閉上水閥門;自動排空管內(nèi)余水;人工拔下上水接頭或上水接頭自動脫落;上水軟管自動回收;回收完畢后自動停機(jī)。

新型上水設(shè)備的應(yīng)用減輕了上水工的勞動強(qiáng)度，縮短了水箱水滿溢流或非正常脫管時關(guān)閉上水閥門的時間，回收軟管使得站場整潔且避免了冬季水管內(nèi)結(jié)冰等，目前已在動車段和新建高鐵車站廣泛應(yīng)用。

2 客車上水系統(tǒng)水質(zhì)污染原因分析

無論是普通上水栓或是新型上水單元設(shè)備，上水時均會產(chǎn)生水質(zhì)污染，具體分析如下:

2.1 水源

車站和客車整備所的水源水質(zhì)直接影響到客車上的水質(zhì)。目前，鐵路車站和客車整備所多采用市政自來水作為水源，也有采用鐵路系統(tǒng)自備的自來水廠生產(chǎn)的自來水。無論是市政自來水公司或是鐵路自備水廠生產(chǎn)的自來水，都要求達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn) GB5749—2006《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。但有些中小城市和鐵路沿線的自備自來水廠水質(zhì)難以達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，有研究者對湘南鐵路沿線分散式供水水質(zhì)進(jìn)行了檢測，達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的僅占檢測水樣的29.8%［8］;蘭州鐵路衛(wèi)生監(jiān)督所在長達(dá)5年的時間內(nèi)，對局管內(nèi)的6個車務(wù)段全部分散式供水監(jiān)測點水質(zhì)監(jiān)測資料進(jìn)行評價和分析，結(jié)果顯示，在全部的采集水樣324件中，合格163件，合格率僅為50.3%［9］。另外給水系統(tǒng)中，有時需要設(shè)置二次供水設(shè)施，如水塔和中間水箱等，這就可能帶來二次污染，使得上水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，進(jìn)而影響到客車上的水質(zhì)?？蛙囁鋬?nèi)的水是由沿線各站補(bǔ)給的，各給水車站補(bǔ)給的水混合在一起，一旦某個給水站某次上水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，會影響整個車廂車上給水系統(tǒng)的水質(zhì)。

2.2 上水軟管

上水軟管均為橡膠管，但因水管內(nèi)壁直接與自來水接觸，所以，并非所有的輸水橡膠軟管都可作為上水軟管，首先材質(zhì)必須符合GB4807～4808—84《食品用橡膠制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。因為食品用橡膠成本較高，故目前上水軟管一般采用雙層結(jié)構(gòu)，僅內(nèi)襯材料采用食品用橡膠，外層采用普通橡膠，也可滿足不污染水質(zhì)的要求。但有些車站或車輛整備所采用工業(yè)輸水軟管作為上水軟管，其內(nèi)襯材料衛(wèi)生指標(biāo)不符合食品用橡膠制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，有些還含有致癌物、重金屬鉛等污染物，可能影響上水水質(zhì)。

在上水作業(yè)過程中，軟管在地面拖曳，因地面有污物而造成軟管表面受到污染，也有可能影響到上水水質(zhì)，特別是有直排式廁所的列車通過車站，股道地面上會有糞便等污物，使得軟管表面污染問題更加嚴(yán)重。為了解決軟管在地面拖曳的問題，德國法蘭克?？蛙囌麄鋱霾捎昧藨覓焓缴纤浌?，不作業(yè)時，上水軟管懸掛在空中，上水時，拉下快速接頭和軟管。此種方式避免了軟管外表面的污染且不用回收軟管，作業(yè)環(huán)境也較整潔。但目前國內(nèi)尚未采用這種方式，上水結(jié)束后，軟管或者被回收至設(shè)備內(nèi)，或者直接放置在地面上，在使用一段時間后表面污染嚴(yán)重，通過上水接頭進(jìn)而污染到上水水質(zhì)。

2.3 上水接頭

上水接頭安裝在上水軟管的端部，和客車注水口連接，需滿足連接快速方便、易操作、不漏水、連接牢靠的要求，普通的橡膠上水接頭如圖1所示。和橡膠軟管不同的是，非金屬上水接頭全部為食品級橡膠材料制成，重量較輕。新型上水單元設(shè)備的快速接頭多為金屬(一般是不銹鋼)外套，內(nèi)襯食品級橡膠材料，不僅美觀，且和車上注水口的連接較緊密。和上水軟管一樣，若采用不合格的橡膠材料可能影響到上水水質(zhì)。

圖1 普通上水接頭

以上兩種接頭在回收軟管時，地面上的雜物有可能進(jìn)入到水管內(nèi)。為預(yù)防此問題發(fā)生，有人研制了帶護(hù)罩的上水接頭，不上水時將護(hù)罩蓋住接頭端部。但是在使用中發(fā)現(xiàn)，安裝護(hù)罩不方便，取下后也不便放置，并且當(dāng)回收軟管時，護(hù)罩極易被地面的坑洼處卡住，造成回收軟管電機(jī)停機(jī)，故目前多不采用此種接頭。即使安裝了此種接頭，也有作業(yè)人員為圖方便而將護(hù)罩拿掉，起不到保護(hù)接頭內(nèi)壁的作用，因回收軟管時上水接頭內(nèi)壁受到污染造成上水水質(zhì)受到污染的情況依然存在。

另外，在不回收軟管情況下，不上水時接頭的內(nèi)壁是直接裸露在室外空氣之中的，也易受到污染。為了解決此問題，國內(nèi)有的車站如上海站在上完水后將接頭插進(jìn)專門的水管插孔內(nèi)。德國法蘭克?？蛙囌麄鋱鰬覓焓缴纤茉谏贤晁?，也將上水接頭插在專門的承插頭內(nèi)，插入后系統(tǒng)自鎖，工作人員需使用特殊的開關(guān)才能將接頭取出，更加安全可靠。

2.4 客車注水口

在所有上水涉及到的部件中，客車注水口的污染是最嚴(yán)重的?？蛙嚿纤⑺谖挥谲嚿仙纤苈废到y(tǒng)的最前端，和車下的上水接頭連接。上水時，上水工將上水接頭插入注水管口上，上水結(jié)束時，上水工再將上水接頭拔下。目前使用的普速車的注水口直接裸露在空氣中，外部設(shè)一可上下活動的鐘形護(hù)罩。此類注水口因裸露在車廂外，故注水口外表面極易受到污染。當(dāng)火車高速行駛時，氣流會裹挾起地面的小顆粒污染物粘附在注水口表面，雖然鐘形護(hù)罩有一定的保護(hù)作用，但因氣流的運動方向是紊亂的，注水管口被污染在所難免，特別是未設(shè)置集便器的普速列車，注水管口被糞便污染的現(xiàn)象十分嚴(yán)重，自廁所排出的糞便污水會被氣流直接吹到注水口上，上水過程中，水質(zhì)就會受到嚴(yán)重的影響;另外上水接頭在插入受到污染的注水口時，上水接頭的內(nèi)壁和注水口的外表面緊密接觸，上水接頭的內(nèi)表面受到污染后，在為下一列車上水時又會污染另一節(jié)客車注水口，易造成交叉污染。

為了避免客車注水口直接暴露在車廂外造成的污染，動車的注水口都設(shè)置在車廂內(nèi)部，不同的車型注水口的型式、尺寸和安裝角度雖有不同，但所有的動車均在注水口處設(shè)有護(hù)罩門，上水時可向上推到位后卡住，上水結(jié)束時把護(hù)罩門放下。有的動車為了更好的保護(hù)注水口，還在注水口端部設(shè)置了保護(hù)蓋，可確保注水口免受氣流中裹挾的污染物的污染，如圖2所示。但當(dāng)動車在車站上水時，若上水接頭已經(jīng)被普速車注水口污染了，仍避免不了上水接頭和注水口的交叉污染。

圖2 動車注水口

2.5 水箱

客車水箱可分為下置式和上置式兩種，不同的車型水箱的型式、容積、結(jié)構(gòu)及配件也不同。水箱的功能主要是儲存水，可以理解為是設(shè)置在流動的車體上的二次供水設(shè)施，因此仍可能存在二次污染。若前述的污染環(huán)節(jié)控制的好，上水水質(zhì)較好，則在較長時間內(nèi)水箱內(nèi)水質(zhì)會較好，但當(dāng)以上的污染環(huán)節(jié)出問題時，水箱內(nèi)的水質(zhì)就會變差，加之客車不斷地位移，每次整備時都需要加水，水箱中的水儲存時間又較長，久而久之，客車水箱內(nèi)水質(zhì)就難以達(dá)標(biāo)。

3 預(yù)防污染的對策

3.1 預(yù)防水源水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的措施

加強(qiáng)沿線上水站特別是中等規(guī)模車站上水水源的檢測力度，加大檢測頻次;對有二次上水設(shè)施的地方還應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)管，對二次供水設(shè)施內(nèi)的水質(zhì)進(jìn)行取樣檢測，預(yù)防二次污染事故的發(fā)生。檢測標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)采用GB5749—2006生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，檢測項目宜為濁度、鐵、游離性氯、細(xì)菌總數(shù)和大腸菌群，有條件的地方盡量采用標(biāo)準(zhǔn)檢測方法檢測。

3.2 預(yù)防上水軟管污染水質(zhì)的措施

3.2.1 采用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的上水軟管

為了預(yù)防上水軟管對水質(zhì)的污染，首先必須采用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的上水軟管。為此，需要在以下環(huán)節(jié)中進(jìn)行監(jiān)控:在新型單元給水設(shè)備招標(biāo)過程中除了要求軟管應(yīng)具備耐老化、重量輕、彎曲半徑小、耐磨、抗拉、使用壽命長等優(yōu)點外，還應(yīng)在招標(biāo)技術(shù)規(guī)格書中明確要求，上水軟管內(nèi)襯材料須滿足GB4807～4808—84食品用橡膠制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。未采用新型上水設(shè)備的單位采購上水軟管時，也應(yīng)注意采購符合國家標(biāo)準(zhǔn)的可輸運飲用水的上水軟管，盡量批量采購，保證備品的質(zhì)量。為了確保上水軟管達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，有條件時應(yīng)委托有資質(zhì)的單位對上水軟管進(jìn)行檢驗，其檢驗項目和技術(shù)要求為:水蒸發(fā)殘渣≤50 mg/L;重金屬(以Pb計)≤1mg/L;高錳酸鉀消耗量≤40 mg/L。

3.3.2 采用高空懸掛式軟管回收

為了避免回收軟管時地面污物對上水接頭的污染，可采取高空懸掛方式;因使用麻煩且易造成回收故障，不推薦采用端部護(hù)罩保護(hù)方式。

3.3 預(yù)防上水接頭污染水質(zhì)的措施

3.3.1 接頭采用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的橡膠制品

和上水軟管一樣，上水接頭接觸水的部分，材質(zhì)應(yīng)滿足GB4807～4808—84食品用橡膠制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

3.3.2 設(shè)置專門的水管承插頭

采用不回收軟管方式時，為了預(yù)防不上水時接頭的內(nèi)壁直接裸露在空氣中，建議設(shè)置專門的水管承插頭。

3.4 預(yù)防客車注水口污染水質(zhì)的建議

對普速客車注水口進(jìn)行改造:在端部加裝一個帶彈簧的護(hù)罩，上水開始時打開護(hù)罩上水，上水作業(yè)結(jié)束，接頭自動脫落或拔下接頭后，護(hù)罩彈起封閉注水口。該改造十分簡單，造價低，可解決普速車注水口被污染的問題，而且防止了因普速車注水口被污染而引起的和其他車型的交叉污染。

3.5 預(yù)防客車水箱二次污染的措施

為解決水箱水二次污染的問題，應(yīng)定期或不定期地對水箱內(nèi)的水質(zhì)進(jìn)行檢測，當(dāng)發(fā)現(xiàn)水質(zhì)超標(biāo)時，開啟客車水箱底部的排水閥門，把水箱內(nèi)的水放空，進(jìn)行清洗和消毒，再注入新鮮水以保證水質(zhì)。

4 結(jié)語

客車上水水質(zhì)事關(guān)旅客和乘務(wù)人員的身體健康，加強(qiáng)對水源水質(zhì)監(jiān)管、采用合格的橡膠材料制作上水接頭與上水軟管、采用高空懸掛式軟管回收、設(shè)置水管承插頭、設(shè)置列車注水口保護(hù)罩、定期或不定期對列車水箱進(jìn)行清洗消毒，均能有效預(yù)防客車上水水質(zhì)的污染，確保列車水質(zhì)衛(wèi)生安全。

［1］邵陽，沈衛(wèi)星．某鐵路特等車站客車供水衛(wèi)生狀況調(diào)查［J］．鐵道勞動安全衛(wèi)生與環(huán)保，2005，32(3):147 －148．

［2］劉建華，盧建敏，趙亞林，等．鐵路站車飲用水水質(zhì)現(xiàn)狀調(diào)查［J］．鐵道勞動安全衛(wèi)生與環(huán)保，1992(4):3－6．

［3］張宏斌．客車給水管出水污染調(diào)查［J］．環(huán)境與健康，2002(4):308．

［4］張東生．旅客列車二次供水水質(zhì)的模糊綜合評判［J］．現(xiàn)代醫(yī)學(xué)，2002(3):163 －165．

［5］張志特，花清菊，趙群．某鐵路局旅客列車二次供水水質(zhì)衛(wèi)生狀況分析［J］．實用預(yù)防醫(yī)學(xué)，2012(7):1029－1030．

［6］邰怡，王艷紅，韓立君．吉林鐵路旅客列車自備水箱水微生物指標(biāo)調(diào)查［J］．鐵道勞動安全衛(wèi)生與環(huán)保，2010，37(3):165－166．

［7］萬愛玲，苑仁靜．旅客列車自備水箱水的水質(zhì)調(diào)查與分析(J)．現(xiàn)代醫(yī)藥衛(wèi)生，2013(12):1831 －1833．

［8］劉富旺．湘南鐵路分散式供水衛(wèi)生現(xiàn)狀與管理對策［J］．鐵道勞動安全衛(wèi)生與環(huán)保，2008，35(1):40－41．

［9］劉曉峰等．2006—2010年蘭州鐵路局鐵路沿線分散式供水水質(zhì)變化分析［J］．環(huán)境與健康雜志，2012(3):267－268．