美国的铅和铜条例及其评价

长沙市自来水公司 罗岳平 李宁 喻海雅

• 摘要本文重点介绍美国铅和铜条例的基本内容，同时对条例产生的一系列社会影响进行评价。
• 关键词生活饮用水 铅 铜 水质 条例 美国
  ; T$ I% v, i* w/ B% t; |- J4 `

美国国家环保局（USEPA）于1991年6月7日颁布了铅和铜条例（Lead and Copper RuLe,LCR）。从1988年8月18日提出初稿到最后通过审议，条例的制订历时近3年。但对条例内容的争论仍未停止。这可能是美国迄今为止异议最多的一部供水条例。

1、铅和铜条例的产生背景

铅和铜都是对人休有毒副作用的重金属元素。血液中高含量的铅干扰红血细胞形成，引起贫血；导致孕妇早产或新生婴儿体重下降；延缓婴、幼儿生理发育；降低儿童智力和听力；成人出现血压升高、肾损伤等现象。铜虽然是人体必需元素，但过量摄入会引起肠胃不适，如腹泻，恶心和Wilson病。

早在1925年，美国公共卫生服务机构（US Public Health Service USPHS）就对饮用水中铅的含量进行控制，并分别在1942，1946和1962年调整了标准允许值。USEPA接管全车生活饮用水卫生监督工作后，在1977年将铅和铜的最高污染水平限定为0.05mg/L和1.0mg/L。

根据已积累的毒理学资料，生活饮用水安全法（SDWA）1986年修正案要求对铅、铜标准进行修订。在此形势下，USEPA组织力量制订了铅和铜新条例。

2、铅和铜条例的基本内容

铅和铜条例是一部技术性很强的条例，提出了控制饮用水中铅和铜污染的各种具体措施。

2.1铅和铜的最高污染水平控制目标值（MCLC）和行动值

铅和铜具有致癌作用。由于不能确定铅产生致癌效应的最低浓度，同时考虑到大量儿童血液中铅的含量超过了引起毒副作用的水平（10-15μg/dL），条例将铅的MCLG限定为零。铜的MCLG为1.3mg/L。

新条例没有制订铅和铜的最高污染水平控制值（MCL），而是提出了行动值（Action Levet） 概念。所谓行动值，就是水中铅和铜含量达到限定值后，自来水公司必须立即采取措施控制铅和铜的污染，同时通过公众教育等途径，使居民掌握自我保护方法，尽可能减少从水中摄入铅和铜的量。

条例将铅和铜的行动值分别确定为0.01mg/L和1.3mg/L。常规检测过程中，如果90%的龙头水的铅或铜含量超过行动值，自来水公司必须采取相应处理措施。

2.2龙头水中铅和铜的检测

馀用水中的铅和铜一般不会达到威胁人体健康的水平。USEPA估计，幼儿从饮用水中摄入的铅和铜只占总摄入量的10-20%。但在铅管和铅制配件内配制数小时后，水中铅的含量可能显著增加。为保证饮用水质，必须定期取龙头水样进行检测。

2.2.1检测样品的采集

用于铅和铜检测的龙头水样应在危险比较大的区域，如与铅管相连的室内龙头，近年安装的铅焊接口等处采集。要求将采样点高在厨房或浴室内。样品采集前，水至少应在管道和配件内无干扰地停留了6h，在开启龙头的同时接取水磁，总体积不少于1升。

样水可由自来水公司自己采集，也可委托居民代为采集。如果决定样水由居民代为采集，自来水公司必须告诉居民正确的采集技术，使居民按要求采集样水并将盛水容器置于室外，再由自来水公司派人取回。

2.2.2样品采集数量和频次

样品采集数量根据公司规模（服务人口数量）确定。如果检测表明水中铅和铜含量低，可适当减少样品采集点数量（表1）。

公司规模 & ?# b$ C( u) I  t  `; i% @! H（服务人口数量）	应设样品采集点数量 . m' A- o2 t/ C! F9 X- P/ {( C6 H+ k（初期基础监测）	降低监测要求后应 # c7 M. m9 [! E! v' s5 a设样品采集点数量
>100,000	100	50
10,001-100,000	60	30
3,301-10,000	40	20
501-3,300	20	10
101-500	10	5
100	5	5

表1用于铅和铜监测的样品采集点的数量设定2

自来水公司必须每6个月从设置的采样点取水检测一次铅和铜含量。在开展腐蚀控制技术比较研究之前，大型自来水公司应连续2次进行周期为6个月的检测。采取腐蚀控制措施，以及州主管部门专门为腐蚀控制确定水质允许值后，再分别连续2次进行周期为6个月的检测。只要求中小型自来水公司在水样中铅和铜含量超过行动值后才进一步取样检测。

如果样水的铅和铜含量连续2次低于传动值或自来水公司坚持采用最佳腐蚀控制技术，可按表1标准减少样品数量，并将检测周期延长为1年1次。如果样水的铅和铜含量连续3年低于行动值或自来水公司坚持采用最佳腐蚀控制技术，检测周期可进一步延长为3年1次。

自来水公司不得随意停止检测龙头水铅和铜含量的活动。但在州主管部门考察处理技术，评估腐蚀控制效果，安装腐蚀控制或水源水处理设施期间，有关铅和铜含水量量的检测工作可暂中断。一旦州主管部门下达了恢复检测工作的通知，则应继续采样检测。

2.2.3铅和铜的检测技术和质量保证

表2列举了USEPA或其他机构批准的铅和铜检测方法，自来水公司可选择其中任何一种方法开展常规检测。

检测项目	检测方法	USEPA检测方法	AWWA等的标准方法
铅	原子吸收，石墨炉 电感耦合等离子体，质谱 6 X( N9 G( |6 N1 G原子吸收，平台墨炉	239.2 7 w0 `, b: W) y: y3 b& P200.8 ! _# V% {  ~9 o  j! c200.9	3113
铜	原子吸收，石墨炉 原子吸收，直接吸取 电感耦合等离子体 电感耦合等离子体，质谱 ; S2 |/ E" k! h* Z; G+ j原子吸收，平台石墨炉	220.2 220.1 7 w* L  W9 ?: u200.7 ( e/ O: S) T1 e" K220.8 ; T7 U2 X9 K, t: r) J6 O200.9	3113 3113-B $ A# _4 \% O& F- I3120

表2铅和铜的检测方法

条例将铅和铜的实际检测限（Practical Quantitation Limit,PQL）分别定为0.005mg/L和0.050mg/L。若水中铜含量≥0.050mg/L,允许±10%的检测误差；若铅含量≥0.005mg/L，允许±30%的检测误差。

自来水公司必须保证检测结果的准确性。通过实验室计量认证监督检测质量。中小型自来水公司则可采取送检措施。

2.3铅和铜污染控制

由于复杂原因，自来水可能被铅或铜污染。如果发生铅或铜污染事件，自来水公司必须采取适当的处理技术，降低污染危害。

2.3.1自来水输配系统的腐蚀控制

内表面腐蚀可能导致铅或铜污染。只有连续2次在周期为6个月的检测期内，输配水系统入水与90%的室内龙头水的铅含量相差不到0.005mg/L，才可认为内腐蚀对水的铅污染贡献不大。

如果不能向州主管部门证实已实施最佳腐蚀控制方案，所有大型自来水公司（服务人口＞50,000）必须开展腐蚀控制技术研究。

目前可采用的腐蚀控制方案包括pH、碱度或钙度调节，投加磷酸盐或硅酸盐抑制剂等。腐蚀控制技术研究过程中，自来水公司根据rig/Loop（特制环路实验装置）测试，金属试片测试，系统局部测试结果或参考同类处理经验比较方案优劣，然后向州主管部门提交最佳腐蚀控制建议方案。

如果中、小型自来水公司（服务人口≤50,000）所供水的铅或铜含量连续2次在周期为6个月的检测期内都低于行动值，则可不开展腐蚀控制工作。但如果水中铅或铜含量超过行动值，自来水公司应向州主管部门提交最佳腐蚀控制建议方案。州主管部门根据情况批准建议方案或安排采取其他处理措施，还可要求开展和大型自来水公司相同的腐蚀控制技术研究。

从州主管部门批准腐蚀控制方案之日起，自来水公司必须在24个月内建造好处理设施，并在此后12个月内采样检测，调查设施运行状况。

在需要采取腐蚀控制技术的情况下，为了肝硬化设计方案，同时判断处理技术的有效性，条例规定，除铅和铜外，自来水公司还必须对其他相关水质指标进行检测。表3和表4分别列举了应检水质指标、检测样品的数量和频次。

公司规模 9 X( K* e/ ^6 P1 x& t# m. y' `0 P（服务人口数量）	样品采集数量 （初期基础检测）	样品采集数量 （降低检测强度后）
>100,000 4 i1 A* N, R* ~+ P6 D, s10,001-100,000 9 t6 X1 y0 k. n/ Y3,301-10,000 501-3,300 101,500 100	25 2 h" v' t# y0 a8 Q6 R- c! m6 B0 m( E10 3 2 G- m) B* _- r2 & i; l& x6 p  g% d1 1	10 ; r6 `) r, c  u- Q/ i; U. b7 3 2 % n+ m+ K% b0 F3 Y% t6 W1 1

表3在需要采取腐蚀控制技术的情况下，检测除铅和铜以外水质指标应采集的水样数量

只在水质连续2次都合格的情况下才减少样品采集数量。如果水质连续3年都合格，在减少样品采集数量的基础上将检测频次延长为每年一次。

检测时间	检测指标	样品采集点	检测频次
初期基础检测	pH，碱度，正磷酸盐或硅，钙，导电率，水温	室内水龙头和系统入水口	第6个月一次
采取腐蚀控制技术后	pH，碱度，正磷酸盐或硅，钙	室内水龙头	每6个月一次
	pH，碱度投加速率和浓度，腐蚀抑制剂投加率和残余量	系统入水口	每2周一次
州主管部门设立腐蚀控制水质允许值后	pH，碱度，正磷酸盐或硅，钙	室内水龙头	每6个月一次
	pH，碱度，碱度投加率和浓度腐蚀抑制投加率和残余量	系统入水口	每2周一次
降低检测强度后	pH，碱度，正磷酸盐或硅，钙	室内水龙头	每6个月一次
	pH，碱投加率和含量，腐蚀抑制剂投加率和残余量	系统入水口
备注：只有用CaCO3稳定水体时才检测钙；根据投加的腐蚀抑制剂种类确定检测室内龙头水的正磷酸盐或硅；室内龙头可沿用总大肠杆菌采样点。

表4在需要采取腐蚀控制技术的情况下，铅和铜以外水质指标检测计划表

2.3.2水源水处理

向公众供水的自来水公司，在室内龙头水的铅和铜含量超过行动值的情况下，必须采集水源水进行检测。有关检测结果和处理建议应同时提交给州主管部门。

如果水源水污染严重，自来水公司可通过（1）离子交换；（2）反渗透；（3）石灰软化；（4）强化混凝-过滤进行处理。由主管部门根据实际情况指定具体处理技术。自来水公司必须在24个月内建造好有关设施，并在运行后的12个月内采样检测，调查处理效果，煞有介事由州主管部门确定出厂水的最高铅和铜含量。

2.3.3铅管更换

如果应用腐蚀控制技术进行水源水处理后，室内龙头水的铅含量继续超过行动值，而且铅管对水中铅含量增加的贡献超过0.015mg/L，自来水公司必须在15年内更换全部铅管。若保留部分铅管，必须保证其对水中铅含水量量增加的贡献不超过0.015mg/L。

为确定铅管对水中铅含量增加的贡献，可直接从管道内取水检测，也可将龙头与管道间的水冲洗干净后从龙头取水检测，或选取用户龙头放水，待流出水温度显著变化后取水检测。
2 j) H: [% ^3 K( e1 j, b如果用户私人出资更换在线运行铅管，自来水公司必须尽快完成设计施工。

2.3.4公众教育

如果龙头水的铅或铜含量超过行动值，自来水公司必须在60天内开展公众教育活动。主要内容包括（1）将措词符合法律要求的水质通告随同水费单发簇给用户或公开张帖宣传；（2）通过发放小册子等途径宣传铅对健康的影响及家庭可采取的降低从水中摄入铅的措施，如冲洗水龙头，冷水烹调，检查室内管道附件的铅焊接等；（3）发表服务公告。在铅或铜含量超过行动值期间，只要用户提出要求，自来水公司必须前往取水检测，并不得征收任何费用。

2.4条例规定的其他内容

2.4.1公告制度

如果龙头水的铅或铜含量异常，自来水公司应向社会公告，尤其要强调可能带来的健康影响。

社会公告实行等级制度。达不到处理技术要求且在截止日期前不能完成建设任务的列为等级1；不能满足检测程序和监测要求的列为等级2。

2.4.2资料管理和报告制度

条例规定，有关铅、铜的检测数据和结果分析，报告单，调查总结，评估报告，信函，日程表，州主管部门的决定等原始材料必须至少保存12年。

自来水公司向州主管部门提交的报告材料包括（1）室内龙头水的铅、铜和其他水质指标监测结果；（2）水源水质监结果；（3）腐蚀控制处理；（4）水源水处理；（5）铅管更换方案和实施计划；（6）公众教育方案。

2.4.3变通和例外情况

新铅和铜条例适用于社区和永久性的非社区供水系统。但如果能够证实输配水系统内无铅，可以降低处理技术标准。

由于资金等原因，龙头水的铅或铜含水量量达不到条例要求，但不会对人体健康构成不合理威胁，并且没有替代水源可利用，允许例外。

变通执行或例外自来水公司必须制订达标日程表。州主管部门审查变通执行和例外情况，确保铅、铜指标安全。

2.5条例实施计划

根据规模大小（服务人口数量），各类自来水公司按不同时间表实施条例。

从1992年1月起，大型自来水公司（服务人口>50000）用12个月时间完成龙头水和输配系统基础调查，用18个月时间完成腐蚀控制研究并向州主管部门提交处理建议方案，州主管部门在6个月内论证建议方案并指定处理技术，自来水公司用18个月时间完成设施建设并进行为期12个月的运行效果检测评价，州主管部门再根据实际情况制订合理的水质标准。

中小型自来水公司也是在水质检测基础上确定腐蚀控制进程，但考虑到技术和经济实力，实施日期略为后推，具体安排也有所变化。

3、铅和铜条例基本内容的评价

美国社会各界对铅和铜条例的反应相当强烈。自来水行业认为，铅和铜条例加强了生产和水质检测管理，有助于卫生、安全供水。USEPA也坚持实施铅和铜条例是使人体从饮用水中摄入最低量铅和铜的最有效方法。但环境研究工作者批评铅和铜条例内容不充分，有些条款不符合SWDA要求，并不能保护公众免受饮用水中铅的危害。

条例提出了一些新概念和原则，但它们成为争论焦点。对条例规定的适用范围等内容也有异议。

3.1铅、铜水质标准的合理性

环境研究人员援引SWDA指出，水中铅含量可测量，因而用处理技术代替MCL是不合法的。但USEPA认为，一些供水企业不能控制的因素也影响龙头水的铅含量，限定MCL是没有意义的。

对0.015mg/L的铅行动值也有争议。一方面，有些学者不赞同使用行动值概念，另一方面，很多人呼吁，为真正使儿童受到保护，有必要进一步降低龙头水的铅含量。例如，分别将水源水和龙头水中铅的MCL定为5ppb和10ppb。

3.2对腐蚀控制活动的认识

对大型自来水公司的调查表明，约20%龙头水的铅含量超过0.01mg/L的行动值，超过铜行动值的公司占6%。鉴于这种现状，各方面都要求自来水公司及时制订合理的腐蚀控制计划，系统全面地控制腐蚀或更换铅管。

根据龙头水的检测结果确定腐蚀控制方案使自来水公司面临较大压力。有些自来水公司并不拥有全部管道，因而认为对龙头水质负责是不合理的延伸。但USEPA坚持腐蚀控制是自来水公司的职责，户外管道和室内龙头都应列入自来水公司腐蚀控制范围。

更换铅管耗资大，更换条件直接关系自来水公司的经济利益。为提高水质的安全性，一般倾向于将标准制订得严格些，这样增加了自来水公司的负担。

总的来看，自来水公司都必须重视腐蚀控制问题，避免因管道污染等原因而使水中铅或铜含量不合格。

3.3条例适用范围和实施时间的讨论

条例最终文本未对临时性非社区供水系统，如旅馆等提出要求。实际上，从这些供水系统流出的不合格水也威胁人体健康。有必要将这些供水系统纳入条例管理范围。

条例根据公司规模（服务人口数量）确定实施时间，公众由此获得的健康保护是不平等的。应使各类自来水公司同时启动铅、铜监测和腐蚀控制工作。

3.4条例内容的完善和发展

铅和铜条件的技术性强。为了帮助自来水公司实施新条例，USEPA编写了监测和腐蚀控制两本手册，对细节工作进行指导。与此同时，USEPA根据实际情况进一步修正有关条款，力求使条例能有效促进龙头水质的改善。

铅和铜条例颁布后，分别在1992年和1994年补充了部分技术。目前尚在酝酿中的议题包括（1）确定必须进行腐蚀控制的自来水公司的水质检测要求；（2）如果龙头水的铅含量低，是否可加快降低检测频次进程，以及如何选取相应样点；（3）如果治理了腐蚀而龙头水的铅含量仍超过传动值，并且水源水贡献不大，是否可降低水源水检测要求等。

条例的发展和完善将使居民身体健康得到充分保护，自来水公司也不会因为过于严格的要求而浪费人力和物力。

3.5实施铅和铜条件的利益和成本分析

USEPA估计，新铅和铜条件使饮用水中铅的安全性较此前的暂行标准提高了10倍以上，可望使130,000,000人降低从饮用水中摄入铅的量，尤其可使570,000儿童血液中铅的含量降至100mg/dL以下。如果将此转换为可避免的医疗费用，控制腐蚀带来的收益大约4.54亿美元/年。

实施铅和铜条件需巨额资金。全美范围内要加强处理的水源达880个，需投资4.5亿美元，另外需投资40,000个供水系统开展腐蚀控制工作，15-62.5亿美元更换8,300个供水系统的铅管。将公众教育、操作和维护、水质检测等费用计算在内，年总耗资约5-7.9亿美元。

尽管对铅和铜条例的认识还存在很多分歧，但条例强调铅、铜危害，提出了很多具有指导意义的原则，必然能有效促进水源治理、腐蚀控制等工作的开展，带来良好的经济和社会效益。