飲水健康及國內外飲用水標準的比較分析

張恒　張琳　嚴小妹　韋宇穎　王迪　羅濱文

關鍵詞：飲用水標準，健康風險，健康飲水

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.01.027

0 引言

飲用水的安全和健康與人類發展密切相關。人類飲水歷史經歷了從河水、湖水、泉水等地表水到井水等地下水，到近代的自來水，再到近幾年備受大家關注的包裝水和凈化直飲水的發展歷程。隨著人類社會文明和科技的不斷進步，人們對飲水質量的要求也越來越高。

根據取水方式，目前人類飲用水一般分為開放性水源飲水、自來水、包裝水和直飲凈化水四種。其中，開放性飲水一般是指以湖泊、河流、地下水等為主的飲水方式。然而近幾十年以來，受工業污染、農業生產和生活排污等因素影響，開放性水源飲水方式受諸如重金屬、微生物、農藥、抗生素、生物毒素等污染物污染的風險較高，因此正逐漸被其他飲水方式取代。包裝水和直飲凈化水在經濟發達地區使用率較高，但目前最為廣泛的飲水方式是自來水。為了讓人們能夠放心喝水，相關部門需制定適宜的飲水標準對該標準轄制地區的飲水質量實施監管。

1 飲水健康及風險分析

1.1 飲水對人體健康的促進作用

水是生命體不可或缺的一部分，在生命生存、繁衍和演化的過程中起到了至關重要的作用。水中的常量元素及微量元素是構成人體組成的重要部分，對人體健康有一定的促進作用。

鈣是人體含量最豐富的無機元素，主要分布于人體骨骼與牙齒中。鈣離子能夠激活人體內的酶反應，也可參與神經遞質的合成與釋放，對維持循環、呼吸、消化、泌尿、神經、內分泌、生殖等系統器官的功能至關重要[1]。磷主要以不溶性磷酸鹽的形式沉積于骨骼和牙齒中，其余主要分散在全身各組織及體液內。磷元素在維持機體酸堿平衡及新陳代謝方面意義重大。鈉、鉀、氯是人體內重要的電解質，鉀主要存在于細胞內液中，鈉和氯則主要存在于細胞外液中。鈉、鉀、氯都對人體體液有調節作用，能夠維持機體酸堿平衡[2]。氟是人體必不可少的微量元素之一，在人體骨骼和牙齒的生長發育過程中極為重要[3-4]。鉻（三價）是人體維持生命的重要微量元素，它能夠維持人體血糖平衡、降低膽固醇，對預防糖尿病、高血壓有一定作用[5]。鐵是血液中交換和輸送氧所必需的一種元素，在造血功能中起著無法替代的作用[6]。鋅作為人體必不可少的微量元素，它的主要作用在于促進人體的生長發育、維持正常食欲、促進維生素A的吸收、參與免疫功能、對細胞膜起穩定作用。硒是生命必需的微量元素，是人體內含硒酶和硒蛋白的必需組成部分[7]，與人體免疫功能有關[8-9]。銅與多種酶的活性和合成有關，參與鐵的代謝和造血功能，有助于形成黑色素及血紅素。鉬廣泛分布于人體的各種組織，其中在肝、腎等器官內含量最高。鉬不僅與頭發的顏色有關，還與人體的精神狀態有關。

此外，礦泉水所含有的微量元素如鋅、錳、鍶、鋰、氡、碘、硅等也對人體有顯著的醫療保健作用。比如，水中含有適量的偏硅酸鹽能夠軟化人體主動脈，也可以強壯骨骼、促進生長發育，并且有防癌抗衰老的功能[10]。因而，飲用水含有一定量礦物質對人體健康也有益處[11]。

1.2 飲水污染分析

即使在歐盟飲用水水質指令（98/83/EC）的監管下，來自7個國家的19個供水系統中的487個樣本，受供水設施老化、糞便污染等因素影響，自來水中的病原微生物檢出率依舊高達23%[12]。為解決微生物污染問題，人們普遍使用含氯消毒劑對自來水進行消毒，但消毒劑可以與水中的一些有機或無機的前體物反應生成具有致癌、致畸和致突變的消毒副產物[13]，長期飲用含氯消毒水危害身體健康[14-16]。有研究表明，亞洲、歐洲、非洲、美洲和大洋洲的自來水中均有不同程度的消毒副產物檢出[17]。消毒劑往往會影響自來水口感[18]，而感官指標是人們判斷水質安全性的最直觀指標，直接影響人們選擇意愿[19]。研究表明，自來水除消毒副產物外還含有其他的污染物，如中國天津地區的自來水中具有生殖毒性、可以致畸致癌的鄰苯二甲酸丁芐酯（BBP），鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）和鄰苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）的檢出率為100%[20]；日本、美國、法國、芬蘭、德國和中國的自來水中均檢出可能源于塑料輸水管道的微塑料污染[21-22]；中國18個居民區的二次供水系統和自來水中均檢出Fe、Cu、As等重金屬離子，但這些重金屬離子濃度并未超出標準要求[23]。中國大連38個自來水檢測的29個金屬指標，僅有1個樣品中Mn的濃度超出了WHO和國家衛生標準限制要求[24]，而伊朗的自來水中Co和Hg濃度超出WHO或者國家衛生標準限值要求[25]。

March H等[26]認為自來水的飲水質量差、缺乏家用水處理系統和家里有小孩等原因會引起瓶裝飲用水的消費上漲，而瓶裝水可能含有較高水平的內分泌干擾物[21，27-28]，同時有較大的容器源的微塑料污染[29]和微生物污染風險[30]。

基于飲用開放性水源飲水、自來水和包裝水的健康風險，現在越來越多的人選擇凈化水作為生活飲水的主要方式。現在應用較為廣泛的是反滲透凈水技術。反滲透凈水器因其經濟實惠、使用便利，可以明顯改善飲水口感，有效去除水中的有害物質而備受市場歡迎。然而，在偏遠地區，人們的健康飲水意識不強且經濟條件落后，凈水器很難被普及。

2 現行國內外主要標準分析

以保護人類健康為導向，基于科學發展，世界衛生組織在2011年發布第四版《飲用水水質準則》，并于2017年進行第一次修訂。WHO《飲用水水質準則》雖然是非強制性標準，但它是許多國家制定本國飲水標準的重要依據[31]。基于WHO《飲用水水質準則》許多國家和地區制定了適用于本國或當地水質情況的飲水標準，但在指標數量和限值要求上均有所區別。

2.1 國內外主要標準指標數量分析

WHO《飲用水水質準則》作為最具權威性的國際飲用水標準參考，涉及指標共計221項指標，其中微生物指標28項，化學指標165項，放射性指標2項，感官指標26項[32]。現行的美國環保局（USEPA）頒布的《國家一級飲用水標準》（EPA 816-F-09-004）共計88項指標，包括微生物指標8項，消毒副產物4項，消毒劑指標3項，無機化學指標16項，有機化學指標53項，放射性指標4項[33]。歐盟現行《飲用水水質指令》（EU 2020/2184）于2020年12月16日發布，是歐盟各國修訂本國飲水標準的主要參考依據，共計56項指標，包括微生物指標2項，化學指標34項，指示性指標18項，風險指標2項[34]。中國2022年3月15日頒布的GB 5749-2022《生活飲用水衛生標準》，共計152項指標，包括微生物指標7項、毒理指標116項、感官性狀和一般化學指標21項、放射性指標4項，消毒劑指標4項[35]。現行的日本《自來水水質基準》令和3年版于2021年4月1日頒發實施，共計241項指標，包括水質基準指標51項，水質管理目標設定指標27項項，觀察指標48項，其中水質管理指標中的農藥類指標包括115項農藥管理指標[36]。

2.2 國內外主要標準部分指標限制要求分析

受當地水源的水質條件和飲水需求影響，各國或地區水質標準的指標限值有所不同（詳見表1）。WHO《飲用水水質標準》2017修訂版中硬度和鐵未設準則值，是因為兩者在飲用水中的濃度不足以對健康產生影響；鋁未設準則值是因為由聯合國糧農組織／世界衛生組織食品添加劑聯合專家委員會的暫定每周耐受攝入量推斷出一個以健康為基礎的濃度（0.9 mg/L）已經超過了水處理中使用含鋁混凝劑的最優用量（大型水處理設施不超過0.1 mg/L，小型水處理設施不超過0.2 mg/L）；氰化物、草甘膦未設定準則值，因為兩者在飲用水中出現的濃度遠低于對健康有不良影響的濃度，除非發生污染泄漏進入水體的突發情況。一般各國或地區制定標準時，各個指標的限值會等同于或者低于WHO《飲用水水質標準》中的要求。值得注意的是，在比較的部分指標中，可能基于鈣鎂對于人體健康的促進作用，日本《自來水水質基準》（令和3年版）對硬度的限值要求基準值是300 mg/L，目標值是10～100 mg/L，EU 2020/2184和EPA 816-F-09-004（MCL）中未規定硬度的限值，而GB 5749-2022中硬度的限值為450 mg/L；指標氟化物在EPA 816-F-09-004（MCL）中限值為4 mg/L，比WHO《飲用水水質標準》2017修訂版中規定的1.5 mg/L高，而日本《自來水水質基準》（令和3年版）和GB 5749-2022中氟化物的限值均比WHO《飲用水水質標準》2017修訂版中低，分別是0.8 mg/L和1.0 mg/L；WHO《飲用水水質準則》（2017修訂版）中草甘膦未設限值，EU 2020/2184未對該指標做出規定，而EPA 816-F-09-004（MCL）、日本《自來水水質基準》（令和3年版）和GB 5749-2022中草甘膦的限值分別是0.7 mg/L、2.0 mg/L和0.7 mg/L；WHO《飲用水水質準則》（2017修訂版）、EPA 816-F-09-004（MCL）、EU2020/2184中均未對細菌總數做出規定，而日本《自來水水質基準》（令和3年版）和GB 5749-2022均規定細菌總數的限值為100 CFU/mL。

2.3 國內健康飲水標準分析

我國地域遼闊，飲用水水源復雜，水質標準的建立需求正從衛生安全向綠色健康轉變。為響應中共中央和國務院于2016年發布的《“健康中國2030”規劃綱要》提出的推行健康文明的生活方式，營造綠色安全的健康環境，健康飲水的相關標準正在快速發展。健康飲水的水質指標體系一般包括礦物質指標、微生物指標、毒理指標等。T/BJWA 001-2021《健康直飲水水質標準》中提出3項重點指標及限值，分別為溶解性總固體、總硬度（以CaCO3計）、總有機碳；提出3項微生物指標分別為糞鏈球菌、銅綠假單胞菌、產氣莢膜梭菌；提出總鉻、鋁、鉛、氰化物、亞硝酸鹽、三氯乙烯、四氯化碳等19項限量指標[37 ]，來確保直飲水具有一定的礦化度，并可直接飲用。T/CAPS 01-2021《健康飲用水水質》中提出溶解性總固體、總硬度（以CaCO3計）、鈣、鎂、銅、鋅、鍶、碘、氟、硫酸鹽、鈉共計11項目水質指標的限值和目標值，以保持水中的礦質離子的種類和均衡，并對嬰兒沖奶粉水的鈉含量做出特殊要求≤20 mg/L，以確保沖調奶粉中鈉含量接近母乳中的鈉含量水平；提出三氯甲烷、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷、溴酸鹽、砷、鉛6項毒理指標的限制和目標值要求；提出大腸菌群、糞鏈球菌、銅綠假單胞菌、產氣莢膜梭菌和病毒（腸道）5項微生物指標限值要求來保證飲水安全的同時實現飲水健康的目標[38]。健康飲水標準的發展為人們飲水健康的發展方向提供一定的指引，但已有的健康飲水相關標準涵蓋的指標和適用群體并不全面，比如對于特殊群體如病人、孕婦等仍未有明確的指示。

3 結論與建議

由于經濟、地域等因素的制約，自來水仍然是未來人們的主要飲水來源。因此，不同的地區和國家應根據當地的水質條件制定相應的水質衛生標準，但隨著經濟和科技的快速發展，人們必將追求更健康的飲水方式和飲水質量。目前國內健康飲水相關的標準數量較少，發展尚不完善，健康的導向性并不明確，有待進一步的發展。

國內外飲水標準的制定，為飲水質量安全作出基本保障，但不同地區水質條件不同、人群飲食結構不同，這就導致人們從飲食中攝入可供人體吸收的電解質有所不同。不同人群對電解質等的攝入需求也有所不同，如中華人民共和國衛生標準WS/T 578.2-2018《中國居民膳食營養素參考攝入量 第2部分：常量元素》和WS/T 578.3-2017《中國居民膳食營養素參考攝入量 第3部分：微量元素》中依據不同年齡階段和人群提出了常量元素鈣、磷、鎂、鉀、鈉、氯的日常參考攝入量和微量元素鐵、碘、鋅、硒、銅、鉬、鉻的日常參考攝入量[39-40]。此外，健康飲水標準除了應從飲水安全和飲水礦物元素考慮之外，還應考慮飲水方式的舒適度、人性化、個性化需求等方面，使不同人群在飲水的同時身心的健康向著更有益的方向發展。例如，嬰幼兒因自身發育缺陷，適宜飲用含有微量元素且礦化度不高的水，如優質山泉水和優質自來水；青少年時期是生長發育的黃金階段，需要補充鈣、鎂等能促進人體發育的營養物質，適宜飲用山泉水、礦泉水、自來水等；成年人由于身體素質高、消化能力強，只要水質干凈衛生就可以放心飲用，如山泉水、礦泉水、自來水、礦物質水、凈水器水；老年人、病人免疫力弱，喝水應該要滋補、健康、營養一些，適合飲用優質礦泉水。此外，一些特殊人群如結石患者禁止飲用礦泉水，礦泉水本身含有很多的微量元素，這些微量元素不能及時消化吸收，反而會導致結石病癥加重；甲狀腺腫、大骨節病、冠心病和克山病患者可適量飲用含硅高的飲用水[29]。

為保障人們的健康飲水需求，在制定相關標準的同時，飲水衛生的監督工作也非常重要。做好各項飲水監督工作，準確把握好每一個環節，加強水質監督監測能力建設，把保障飲水安全和健康作為首要任務。

作者簡介

張恒，本科，高級工程師，研究方向為凈水與檢測技術及質量管理。

張琳，通信作者，碩士，工程師，研究方向凈水與檢測技術。

（責任編輯：張瑞洋）