尋找一杯干凈的飲用水（下）

本刊記者

水處理如何去污染

《百科知識(shí)》：自來水廠所用的水處理工藝有哪些？這些工藝能去除水中的哪些污染物？

答：到目前為止，自來水處理工藝已經(jīng)走過了四代。

第一代是傳統(tǒng)的四步法常規(guī)工藝，1902年誕生于比利時(shí)，被業(yè)內(nèi)人稱為經(jīng)典“四部曲”——絮凝（加聚合氯化鋁）、沉淀、過濾（通過石英砂、卵石等）、消毒（加氯氣等）。2004年，美國工程院將水處理工藝列為人類20世紀(jì)最重要的發(fā)明之一。這種方法主要以去除原水中的懸浮物、濁度、色度和病原菌為主，對溶解性有機(jī)物去除能力極其有限。

第二代是以臭氧、活性炭為核心的深度氧化技術(shù)，起源于20世紀(jì)70年代，它是在第一代去除效果的基礎(chǔ)上，解決了有毒微量有機(jī)物及加氯消毒副產(chǎn)物的危害問題。這種技術(shù)的缺點(diǎn)是吸附有機(jī)物的活性炭為病原菌、藻類等的生長提供了富含營養(yǎng)物的溫床，藻類死亡后分解的具有致癌效應(yīng)的藻毒素可能殘留在水中，因此，經(jīng)過處理的飲用水仍不安全。

第三代是以超濾膜為核心的組合工藝，在20世紀(jì)90年代開始應(yīng)用，它在第一代工藝去除效果的基礎(chǔ)上，能有效減少氯代前驅(qū)物，且出水濁度始終保持在極低水平，對細(xì)菌、“兩蟲（隱孢子蟲和賈第鞭毛蟲）”、藻類等水生生物的去除率可以達(dá)到100%；但它的致命缺點(diǎn)是，對有機(jī)物的去除幾乎沒有幫助。

第四代是以納濾技術(shù)為核心的新興工藝。它是由納米技術(shù)與過濾技術(shù)交叉而成的介于超濾與反滲透之間的新興技術(shù)。其最顯著的特點(diǎn)就是在截留那些能透過超濾膜的有機(jī)物及重金屬的同時(shí)又能透濾被反滲透截留的部分礦物質(zhì)。納濾能耗比反滲透低，截留效果比超濾好，被譽(yù)為21世紀(jì)最有前途的水質(zhì)凈化技術(shù)。

在中國國內(nèi)，97%的自來水廠仍停留在第一代的傳統(tǒng)四步法處理工藝，但隨著污染的加劇，它已經(jīng)難以適應(yīng)需求，不斷受到專家學(xué)者質(zhì)疑。

《百科知識(shí)》：他們在質(zhì)疑什么？

答：首先，自來水原水先要經(jīng)過混凝、沉淀、過濾三個(gè)步驟，旨在把水澄清，也就是把水的濁度、懸浮性固體等物理顆粒污染物去除。混凝通常會(huì)加入鋁或鐵鹽作為絮凝劑以強(qiáng)化效果，其負(fù)面效應(yīng)是若添加過量可能引發(fā)自來水中的鋁、鐵含量過高。過量的鋁、鐵進(jìn)入人體后會(huì)積蓄在腦細(xì)胞等組織中，可能會(huì)對人體健康有負(fù)面效應(yīng)，如果長期飲用鋁混凝劑處理過的自來水，可能會(huì)引發(fā)老年癡呆癥等。

其次，多數(shù)自來水廠以濁度等感官指標(biāo)作為平時(shí)出水水質(zhì)的主要監(jiān)控參數(shù)，難以保證水中重金屬和有機(jī)物指標(biāo)的安全性。

第三，目前普遍釆用的自來水處理工藝無法去除自來水水源微污染的頭號(hào)敵人——有機(jī)物。地表水源水在自來水廠中經(jīng)澄清和去色處理后，水中仍殘留有較多的農(nóng)藥、化肥等有機(jī)物。用傳統(tǒng)的液態(tài)氯消毒法進(jìn)行消毒處理時(shí)，氯與這些有機(jī)物作用，能生成多種具有致癌、致畸、致突變作用的有毒副產(chǎn)物，其含量往往超過自來水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

也就是說，傳統(tǒng)自來水處理的四步法工藝，不但在去除農(nóng)藥、激素、抗生素等小分子有機(jī)物方面效果極其有限，而且當(dāng)這些有機(jī)物遭遇水中的溶解氯時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生一系列致癌、致畸、致突變的有毒副產(chǎn)物。

燒開的水也不一定能喝

《百科知識(shí)》：前面提到有關(guān)自來水污染問題，是不是意味著，普通自來水即使燒開了，也不一定能喝？

答：確實(shí)如此。因?yàn)轭愃朴袡C(jī)物、重金屬、藻毒素等化學(xué)污染物，并不會(huì)因?yàn)樗疅_了而消失。有害物質(zhì)將在人體內(nèi)漸進(jìn)積累，會(huì)慢慢損害人們的健康。所以說，自來水即使燒開了，也不一定能喝。

大約是去年，國內(nèi)某知名媒體提出要“拯救男孩”，說現(xiàn)在的小男生越來越中性化，男孩子越長越漂亮，但對女孩子越來越?jīng)]有興趣。美國科學(xué)家的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，由于自然界的水體被有機(jī)物污染，傳統(tǒng)的四步法自來水處理工藝很難去除水體中含有的低微環(huán)境激素，而它的分子結(jié)構(gòu)和雌激素相近，正是它影響了男孩的雄性發(fā)育特征和性功能。由此可見，環(huán)境污染對人類的影響難以估量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，近年中國男性平均精子數(shù)急劇減少，與自來水中可能含有的低微環(huán)境激素密切相關(guān)。

環(huán)境激素研究已被視為關(guān)系到人類子孫后代能否正常延續(xù)下去的問題，并成為全球關(guān)注的熱點(diǎn)。自來水中殘留的環(huán)境激素雖然濃度非常低，常規(guī)分析儀器根本無法檢測到其存在，但它不易降解、殘留期長，可通過生物濃縮和食物鏈放大作用在人體內(nèi)富集，進(jìn)而擾亂人體的內(nèi)分泌系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)。

目前，科學(xué)家已經(jīng)認(rèn)定環(huán)境中有40多種環(huán)境激素，其中多半是氯代有機(jī)物，它們會(huì)與人體和動(dòng)物的內(nèi)分泌系統(tǒng)發(fā)生交互作用，干擾雌激素、睪酮、甲狀腺等的正常功能，臨床上表現(xiàn)為生殖障礙、出生缺陷、發(fā)育異常、代謝紊亂及罹患某些癌癥等。

《百科知識(shí)》：您反復(fù)提及的加氯消毒副產(chǎn)物對人體健康有什么影響？

答：大家在游泳池中游泳時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)，泳池中水的氣味跟自來水的氣味十分相似。這是因?yàn)樽詠硭陀斡境厮捎玫南痉绞较嗤际羌勇认尽Ｗ鳛閲鴥?nèi)普遍使用的自來水消毒劑，氯在殺滅病菌方面功勛卓著，它能夠殺滅水中的細(xì)菌、病毒等病原微生物，以防止傳染病的流行。這種消毒方式在以前是可取的方法；但到了20世紀(jì)70年代，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，氯氣在有效殺滅病菌的同時(shí)，與水中的有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)，形成一系列具有致癌作用的加氯消毒副產(chǎn)物，它常被忽視而致大害。科學(xué)研究已經(jīng)證明，飲用水中的加氯消毒副產(chǎn)物是導(dǎo)致腎癌、結(jié)腸癌等多種疾病發(fā)病的誘因。

有專家建議，在燒水時(shí)揭開壺蓋，燒開后再多煮一會(huì)兒，以便讓余氯等有毒物質(zhì)揮發(fā)。這種做法雖然對去除余氯有一定作用，但自來水消毒的危害并非余氯，而是已被科學(xué)研究證明會(huì)致癌的加氯消毒副產(chǎn)物。致癌的鹵代烴并不會(huì)因?yàn)樗疅_就消失。

《百科知識(shí)》：關(guān)于水體中重金屬污染問題呢？

答：重金屬污染雖然是局部性與區(qū)域性問題，但水源一旦受到污染，水廠對它的處理效果也是極其有限的。從化學(xué)角度看，密度大于4.5的金屬都可以被稱作重金屬；從生命科學(xué)與環(huán)境毒理學(xué)的角度看，重金屬是特指汞、鎘、鉛、鉻、砷等具有顯著生物毒性的元素，它們在水中不能被分解，具有被富集、濃縮與放大的效應(yīng)等。

中國汞排放居世界第一。據(jù)今年出版的《國際環(huán)境》雜志報(bào)道，來自多個(gè)國家的28位科學(xué)家對包括中國兒童在內(nèi)的多國兒童血液汞含量進(jìn)行了檢測，結(jié)果顯示，中國兒童（以貴陽為代表）的血液汞含量為0.99～4.3微克/升，比歐洲兒童高3倍以上，僅低于厄瓜多爾兒童，居全球第二位。汞與鎘都是對生物體有害的重金屬元素。

《百科知識(shí)》：從今年7月1日開始，新的飲用水國家標(biāo)準(zhǔn)開始強(qiáng)制施行。它會(huì)使飲用水水質(zhì)有所改善嗎？

答：至2009年底，全國縣以上4000多家自來水廠中，有98%的廠家仍使用傳統(tǒng)水處理工藝。預(yù)計(jì)新的飲用水標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制執(zhí)行后，采用深度處理及膜技術(shù)改造的水廠所占比例不會(huì)超過3%。大多水廠現(xiàn)有工藝條件無法按照新的國標(biāo)操作，以完全減少污染物。

目前，僅有北京、上海、廣州、深圳、杭州、鄭州等部分城市的部分水廠實(shí)現(xiàn)了自來水的深度處理。飲用水新標(biāo)強(qiáng)制執(zhí)行開始后，采用深度處理的水廠比例只會(huì)比原來再多1個(gè)百分點(diǎn)而已。

如何喝上潔凈水

《百科知識(shí)》：究竟什么樣的水才算是干凈的飲用水？

答：一杯安全的水，應(yīng)該至少做到三點(diǎn)：一是不含泥沙、鐵銹等看得見的感觀狀物理污染物；二是去除了細(xì)菌、病毒等微生物污染物，保證不拉肚子；三是去除了重金屬、農(nóng)藥、激素、藥品及個(gè)人護(hù)理用品、石油烴、揮發(fā)酚、藻類分泌物等化學(xué)污染物。

《百科知識(shí)》：水質(zhì)凈化未來要面臨哪些挑戰(zhàn)？

答：2008年3月20日出版的《自然》雜志，罕見地用長達(dá)10頁的篇幅發(fā)表了名為《未來幾十年水凈化的科學(xué)與技術(shù)》的論文。這篇論文由來自美國耶魯大學(xué)、麻省理工學(xué)院等4所頂尖大學(xué)的多名科學(xué)家聯(lián)合撰寫。

文章指出，在世界范圍內(nèi)，有許多眾所周知的問題是與缺少清潔新鮮的飲水相關(guān)的：12億人口缺少安全的飲用水，每年有數(shù)以百萬的人（每天有3900個(gè)兒童）死于由不安全飲水或人體排泄物傳染的疾病，水媒細(xì)菌和腸內(nèi)病毒引起的腸內(nèi)寄生蟲感染和腹瀉，已經(jīng)成為因飲水致病的人們營養(yǎng)失調(diào)的首要原因。在發(fā)展中國家和工業(yè)化國家中，由于人類活動(dòng)，進(jìn)入水中的污染物數(shù)量增加了，如傳統(tǒng)化合物中的重金屬和新型微粒污染劑中的蒸餾物，內(nèi)分泌紊亂劑和亞硝胺。

文章預(yù)言，依據(jù)目前的發(fā)展趨勢，水問題在未來幾十年中會(huì)變得越來越糟糕。

這篇論文認(rèn)為，未來水質(zhì)凈化的首要目標(biāo)是能夠廉價(jià)和高效地檢測和去除水中的有害物質(zhì)。

文章還分析了目前水質(zhì)凈化處理技術(shù)的缺點(diǎn)。比如，密集的化學(xué)處理（例如氨、氯化合物、鹽酸、氫氧化鈉、臭氧、高錳酸鹽、明礬和絮凝劑、助濾劑、阻垢劑、防腐蝕化學(xué)藥品和離子交換樹脂及再生劑）和由于使用化學(xué)處理法處理產(chǎn)生的殘余物（污泥、鹽水、有毒廢物）會(huì)加重水污染和使新鮮水源鹽堿化。

文章稱，雖然原有的一些傳染性病原體被傳統(tǒng)的自來水消毒工藝去除或減少，但新的變異病毒與細(xì)菌卻隨之產(chǎn)生，因此飲用水的消毒已經(jīng)變得越來越有挑戰(zhàn)性。由于在近二三十年間，接近一半的新生病原體為病毒和朊病毒，因此它們被特別關(guān)注和統(tǒng)計(jì)。在過去，相較于細(xì)菌病原體（如弧菌霍亂）和原生動(dòng)物寄生蟲（如隱孢子蟲），腸病毒較少被人們所關(guān)注。一方面是由于它們很難被檢測；另一方面是由于游離氯非常有效地阻礙了它們的活動(dòng)。

但由于傳統(tǒng)的四步法常規(guī)自來水處理工藝中的加氯消毒方法，不但會(huì)產(chǎn)生致癌的消毒副產(chǎn)物，而且游離氯對控制水生病原體如隱孢子蟲和鳥分枝桿菌無能為力。所以專家呼吁飲用水服務(wù)行業(yè)應(yīng)使用新的消毒策略替換使用多年的加氯消毒技術(shù)。

針對自來水的臭氧消毒，文章也指出其明顯的缺陷。盡管臭氧與氯結(jié)合的處理方法，相較于自由氯在控制隱孢子蟲卵方面非常有效，水中的病毒能被臭氧有效控制，但臭氧消毒會(huì)產(chǎn)生其他的消毒副產(chǎn)物，如致癌因子溴酸鹽，且結(jié)合氯能夠形成其他毒副產(chǎn)物，相較于傳統(tǒng)的三氯乙烷等消毒副產(chǎn)物，它們具有更大毒性和更強(qiáng)的致癌效應(yīng)。

因此，文章提出，必須設(shè)法避免因?yàn)轱嬘盟咎幚懋a(chǎn)生致癌的消毒副產(chǎn)物。

《百科知識(shí)》：如果在自來水不能達(dá)到健康標(biāo)準(zhǔn)的情況下，我們該怎么保證自己可以喝到干凈衛(wèi)生的水？

答：對于普通市民而言，在現(xiàn)階段唯一能夠自我保護(hù)的措施就是安裝家用凈水機(jī)。

從技術(shù)的成熟度和穩(wěn)定性上講，無論是水體中的化學(xué)有機(jī)物污染，還是重金屬以及細(xì)菌、病毒等，均可通過小型的家用凈水設(shè)備完全過濾掉。

這些家庭凈水設(shè)備費(fèi)用并不高，一般兩三千元就可購置一套，能夠解決一家3～5口人的飲用水需求，后期的濾芯更換費(fèi)用也并不高，平均下來每天僅需1元錢左右。

《百科知識(shí)》：市場上銷售的家庭凈水機(jī)，一般采用微濾、超濾、反滲透、納濾等多種技術(shù)，品牌繁多，導(dǎo)致消費(fèi)者在選擇購買時(shí)難以取舍。這些應(yīng)用不同技術(shù)的飲水機(jī)之間有什么區(qū)別？如果安裝家用飲水裝置，怎么進(jìn)行產(chǎn)品選擇？

答：微濾（一般是PP棉）：可去除濁度等感觀狀物理污染物，也就是看得見的污染物。在凈水機(jī)中，微濾一般用于預(yù)處理，如PP棉能直接阻擋泥沙、鐵銹等。PP棉一般需要每3個(gè)月更換一次。

超濾凈水器：目前市場上銷售的凈水（非純水）器多為微濾或超濾產(chǎn)品，它們在改善水的感觀或去除致病菌方面是有效的，可去除細(xì)菌、病毒等微生物污染物，價(jià)格便宜，水通量大，無需用電、不浪費(fèi)水；其缺點(diǎn)是，只能去除物理與微生物污染，對引發(fā)疾病的化學(xué)污染物束手無策。因此，超濾水作為生活用水勉強(qiáng)可以接受，作為飲用水則有硬傷。

超濾，哪怕最小孔徑的截留分子量都不可能小過1000道爾頓，而有機(jī)污染物的分子量通常都小于1000道爾頓，所以，用超濾膜來截留水中的有機(jī)污染物是不可能的。需要提醒大家的是，市場上超濾凈水機(jī)所用的中空纖維膜，其截留的分子量都是幾十萬道爾頓，絕對不能截留有機(jī)污染物，特別是對分子量主要在150～1000道爾頓之間的激素、抗生素、農(nóng)藥污染等。

反滲透純水機(jī)（RO凈水機(jī)，又叫純水機(jī)）：反滲透凈水機(jī)可以去除水中的所有雜質(zhì)，缺點(diǎn)是必須接通電源才能工作，而且浪費(fèi)水資源，要凈化1杯水，大體有2杯水直接從下水道排走。反滲透雖然去除了各種化學(xué)污染物，但在濾水的同時(shí)把水中的礦物質(zhì)也去除了。而且，凈化后的水呈微酸性，對人體健康不利。

《百科知識(shí)》：有沒有可能找到一個(gè)兩全齊美的凈水辦法，既可以擁有超濾與反滲透的優(yōu)點(diǎn)，又能克服兩者的缺點(diǎn)？

答：應(yīng)用納濾技術(shù)可以克服這一難題。納濾水機(jī)可以在去除微污染的同時(shí)保留水中對人體健康有利的礦物質(zhì)。

納濾技術(shù)還是一項(xiàng)節(jié)能技術(shù)，無論是作為終端凈水方式，還是自來水廠的整體解決方案，都是非常適用的。

相關(guān)鏈接1

人體中的水含量

人體內(nèi)的水分，大約占到體重的65%。人體腦髓含水75%，血液含水83%，肌肉含水76%，連堅(jiān)硬的骨胳里也含水22%。沒有水，食物中的養(yǎng)分不能被人體吸收，人體中的廢物不能排出體外，藥物不能到達(dá)起作用的部位。人體一旦缺水，后果極為嚴(yán)重。人體缺水1%～2%，會(huì)感覺口渴；缺水5%，會(huì)口干舌燥皮膚起皺意識(shí)不清，甚至出現(xiàn)幻視；人體缺水15%時(shí)，往往會(huì)有生命危險(xiǎn)。

相關(guān)鏈接2

他們這樣保障自來水質(zhì)量

不少發(fā)達(dá)國家和地區(qū)為了保證自來水質(zhì)量，從生產(chǎn)、傳輸和監(jiān)管等5方面做出了詳細(xì)規(guī)定，并采取了相應(yīng)的保證措施。

歐盟：高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量、高水價(jià)歐盟1998年出臺(tái)的《飲用水水質(zhì)指令》被譽(yù)為最嚴(yán)格的自來水標(biāo)準(zhǔn)，最新指標(biāo)參數(shù)高達(dá)48項(xiàng)。該指令同時(shí)明確要求所有歐盟國家對水處理過程使用的材料和化學(xué)品建立審批制度，對水質(zhì)檢測指標(biāo)和頻率提出指導(dǎo)意見。它還規(guī)定歐盟國家必須向社會(huì)公布自來水檢測數(shù)據(jù)和結(jié)果，發(fā)布水質(zhì)年報(bào)。

由于標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格，政府投入巨大，一些歐盟國家在享受可直飲的高品質(zhì)自來水的同時(shí)，必須承擔(dān)較高的水價(jià)。

美國：水質(zhì)情況可網(wǎng)上查美國每一地區(qū)的自來水水質(zhì)情況，人們都可以從當(dāng)?shù)毓残l(wèi)生部門或供水企業(yè)獲得，國家環(huán)保署里也有專門的部門負(fù)責(zé)管理飲用水水質(zhì)，并在華盛頓和其他10個(gè)地區(qū)分部提供有關(guān)的水質(zhì)情況，感興趣的市民可以在網(wǎng)上查詢到有關(guān)結(jié)果。美國環(huán)保署對于自來水標(biāo)準(zhǔn)亦有詳細(xì)規(guī)定，要檢測的成分標(biāo)準(zhǔn)有100多項(xiàng)，并且定義了何為污染物、水中污染物的最大含量值、污染物超標(biāo)后的潛在危害、污染物的來源等等。

如果有關(guān)部門在抽查中發(fā)現(xiàn)自來水中污染物超過最大允許濃度，必須立即通知用戶并采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施。在確認(rèn)污染問題解決以前必須強(qiáng)制性對飲用水水質(zhì)進(jìn)行跟蹤檢測。

此外，美國對于整個(gè)自來水管道系統(tǒng)也有嚴(yán)格規(guī)定，要求所有和飲用水接觸的產(chǎn)品和材料必須是衛(wèi)生級的。

德國：水質(zhì)每小時(shí)一測為了保障水源的安全，德國各地都建立了水源保護(hù)區(qū)，還在含水層周圍按不同的距離劃分了三級水源保護(hù)帶，其中對在采水點(diǎn)周圍10米范圍內(nèi)的一級保護(hù)帶的要求最為嚴(yán)格，禁止一切污染物滲入地面，違者將被罰以巨款。

德國聯(lián)邦衛(wèi)生部規(guī)定，自來水公司每年都必須出具水質(zhì)報(bào)告，居民可以隨時(shí)打電話索取。在人口密集的大城市，水質(zhì)檢測不是一天一次，而是每小時(shí)一次。

日本：東京全用不銹鋼管道日本對水質(zhì)測試有51項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，其中包括大腸桿菌、汞含量、水的硬度和味道等。該國政府認(rèn)為，從水廠到千家萬戶的管道是影響自來水質(zhì)量最關(guān)鍵的因素，因此他們非常重視自來水管道的建設(shè)和維護(hù)。由于不銹鋼管道抗腐蝕性強(qiáng)，衛(wèi)生性好，可長期使用，自1999年起，東京供水局將不銹鋼波紋管作為自來水管道標(biāo)準(zhǔn)用材。如今在東京，不銹鋼供水管普及率幾乎已達(dá)100%，大大改善了自來水水質(zhì)。

英國：水質(zhì)差可索賠許多英國家庭使用濾水裝置，并非不信任自來水的安全性，而是想軟化水質(zhì)，因?yàn)橛蟛糠值胤降乃|(zhì)很硬，容易滋生水垢。此外，英國自來水主管道大多是鐵質(zhì)的，容易生銹，且部分地區(qū)水源中的鐵、錳含量較高，如果處理不好，會(huì)在水管中形成沉淀，并混入自來水中，因此英國飲用水監(jiān)察局特別規(guī)定，民眾一旦發(fā)現(xiàn)家里自來水變色，要立刻通知自來水公司，并有權(quán)進(jìn)行索賠。