清華大學王佔生教授:飲用水深度處理的必要性及最佳技術選擇

2020-11-30 中國水網

到底什麼是健康的水?飲用水水質衛生學、安全性和健康學標準的三階段又是怎麼一回事?飲用水是否有深度處理的必要性?納濾膜技術可否作為飲用水深度淨化的最佳選擇?

日前，由中國膜工業協會工程與應用專業委員會、北京碧水源淨水科技有限公司、時代沃頓科技有限公司等5家單位聯合發起成立了我國首個納濾膜產業聯盟。隨之，在飲用水深度淨化領域掀起了一股納濾「黑科技」的旋風，引起了社會各界的廣泛關注與討論。

到底什麼是健康的水?

飲用水水質衛生學、安全性和健康學標準的三階段又是怎麼一回事?

飲用水是否有深度處理的必要性?

納濾膜技術可否作為飲用水深度淨化的最佳選擇?

帶著強烈的好奇心與求知慾，小編搜集、拜讀了中國淨水行業泰鬥、納濾膜產業聯盟名譽理事長、清華大學環境學院博導王佔生教授參與撰寫的多篇文章，對於飲用水相關知識，有了更加系統全面的認識。現小編摘錄其中的「精華」，與讀者共饗。

什麼是健康的水?

健康的水，首先應是安全的，不會致病，同時還應儘量保留(越多越好)水中原有的、對人體健康有益的礦物質離子，既安全又健康。

飲用水水質衛生學、安全性和健康學的三階段是指什麼?

全世界文明的發展，城市化的進程都是與各自的母親河或者說母親水系分不開的，對水質的關注和認識也是人類文明發展的重要組成部分。大體上講，水質標準的發展可分為：衛生、安全和健康三個階段。我們已經經歷了衛生階段，現在正處於水質安全的階段，健康的理念正在萌芽和發展中。

衛生學階段 關鍵詞：微生物

世界衛生組織(WHO)飲用水水質準則指出，微生物是威脅飲用水安全的首要問題。隨著微生物學技術的發展，多種新的介水病原微生物被發現，新的微生物安全問題也隨之而來。

世界衛生組織及各國飲用水水質主管部門都將飲用水水質的衛生學指標作為水質標準制定和管理的重點，確保飲用水微生物指標達標仍然是一項長期而艱巨的任務。

我國《生活飲用水衛生標準》(GB5749-2006)規定生活飲用水首先要保證流行病學上安全，即不得含有病原微生物，水質微生物學指標由舊標準的2項增至6項，修訂了總大腸菌群1項。

通常衛生學指標不達標導致的水質問題是急性的，如細菌感染，大面積爆發傳播，但容易發現，也容易控制，如要求公眾改喝開水，不吃涼冷食物，不用汙染的自來水洗手、洗水果等。

安全性階段 關鍵詞：有機汙染物

當前，由於化學工業的發展，人工合成的有機物快速增加，並通過多種途徑進入天然水體和供水系統，雖然濃度很低，通常為微克每升水平或者更低的濃度，但其危害不可小覷。

據美國的相關調查，發現飲用水中有700多種有機物，其中滷代有機物及苯、氯酚、雙醚等均屬於有「三致」(致癌、致畸、致突)作用或毒性物質。

我國環保部的一項調查也發現56個城市的206個飲用水源地中共檢出132種有機汙染物，其中103種屬於優先控制汙染物。近年來又有大量新興或新型有機物引起高度關注，如內分泌幹擾物和個人防護用品和藥品等。

化學安全性指標導致的水質危害往往是潛在的、慢性的，如致癌、致突等，需要很長的時間，而且因果關係也不是特別明顯，一般不容易引起重視，發現後解決問題也比較複雜。

健康學階段 關鍵詞：礦物質

飲用水中各項指標並非越低越好，飲用水也非越純越好，即飲用水水質除了關注對人體健康有害的指標及限值外，也需要關注對人體有益的指標及限值。某海軍研究人員因在某島嶼生活幾個月，每天喝淡化純水，結果幾個月後出現肌無力症狀。

現有的研究和流行病學調查表明，飲用水中適當含量的鈣、鎂對飲用者心血管系統有明顯益處。鎂在水中的化學形態也使它比食物中的鎂更易被吸收。通過飲水補充的鈣佔需要補充總鈣量的15%-20%。

礦物質新陳代謝理論權威、醫藥化學家John Sorenson博士認為「飲用水中的礦物質能很好地被人體吸收。」 部分學者認為，飲用水是每個人可以而且必須廉價獲取的民生用品。

專家們已經形成比較一致的看法是：飲用水中的礦物質必不可少。

飲用水是否有深度處理的必要性?

我國現有的自來水廠95%以上仍然採用的是百年前的常規工藝：混凝沉澱—過濾—消毒老三套，主要目的是消除水中的濁度、膠體等感觀狀汙染以及病原微生物等，改善觀感及杜絕水致傳染病的傳播。

換句話說，達到「生活飲用水衛生標準」的自來水廠出水，能滿足「衛生學階段」所關注的飲用水水質標準，但無法有效的完全滿足「安全性階段」、「健康學階段」所關注的汙染物去除要求。

要使自來水達到新的水質標準要求，只有兩個途徑，第一，將自來水廠的常規工藝，通過臭氧、活性炭與膜技術等改造成深度處理工藝;第二，通過在終端(如家中)安裝淨水器，可增加溶解性有機汙染物的去除，並能儘量保留原水中人體所需的礦物元素，以提高飲用水質量。

納濾膜技術可否作為飲用水深度淨化的最佳選擇?

王佔生教授等人在研究「膜法飲用水處理的效果」時得出結論，微濾、超濾對膠體、濁度和細菌具有很好的去除效果，但對色度、小分子有機汙染物的去除效果不理想，對無機離子沒有去除效果。納濾膜在0.35~1 MPa 的操作壓力下對水中的有機汙染物、三滷甲烷等消毒副產物具有很高的去除效果，同時可選擇性地去除一些溶解性離子(請見下圖)。

圖：膜法飲用水處理

此外，他參與的相關試驗研究結論還表明，對於飲用水中可能存在的有毒有害有機物和 Ames 致突變物，納濾膜可實現高效去除，使Ames試驗陽性的水轉為陰性。

編輯：趙凡

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