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从“喝上水”到“喝好水” 龙头水消毒副产物削减是关键
科技日报 / 时间:2022-06-08 09:28:52

科技日报6月7日讯:水是生命之源。成年人每天平均需水量在2500毫升以上,其中约有1500—2000毫升来源于直接饮水。水质安全问题是一项全球性的问题,在第七十届联合国大会上通过的《2030年可持续发展议程》就将“为所有人提供可持续的水和卫生设施”列为一项重要议程。随着我国农村集中供水工程加速推进,截至2020年底,全国农村集中供水率达到88%,自来水普及率达到83%。但同时,城市化和工业化也带来了许多水污染问题,这些水污染问题带来的健康风险不容忽视。因此,在解决“喝上水”之后,如何解决“喝好水”的问题,至关重要。

目前,混凝—沉淀—过滤—消毒工艺是我国应用最为广泛的饮用水处理工艺,可以去除10—60%的溶解性有机物。其中,消毒作为水处理的最后步骤,其主要目的是杀灭水中对人体健康有害的病原微生物。然而,自来水中残留的有机物在加氯消毒过程中会形成消毒副产物。许多研究显示,消毒副产物在一定程度上,会增加膀胱癌、结肠癌等疾病的风险。因此,氯化消毒副产物是一个亟待解决的饮用水安全问题。

我国国土面积辽阔,不同地区的气候、地形、人口密度和经济发展水平具有较大差异,为研究自然条件和人为因素对水质及其相关健康风险的影响,中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室研究团队对全国31个省级行政区(除香港、澳门和台湾)的自来水水质进行了评估。研究发现,降水是影响自来水中有机物含量和离子电导率的关键因素,特别是对于干旱和半干旱地区。南水北调工程不仅缓解了沿线城市的水资源短缺问题,并且显著提高了当地的自来水水质。尽管检测到的消毒副产物浓度和总有机碳之间存在显著的线性关系,但消毒副产物的毒性受经济发展和污染排放等人为因素的影响更大。因此,经济社会发展可能带来潜在的饮用水健康问题,发展迅速的国家和地区可能面临更高消毒副产物的毒性危害。

在评估受测的100多个城市自来水样品中,虽然有极少部分城市的消毒副产物浓度超过了生活饮用水标准限值,但是相较于发达国家而言,我国自来水中消毒副产物的浓度还是比较低的。比如,西班牙首都巴塞罗那的自来水消毒副产物浓度比我国北上广深四个一线城市要高得多。此外,美国等发达国家的膀胱癌发病率高,而我国目前的发病率还相对较低。但是,消毒副产物对人体的损害具有累积作用,随着城市化比率的进一步扩大,包括膀胱癌在内的泌尿和消化系统疾病的发病率可能会大幅度增加。因此,需要对龙头水的消毒副产物进行削减。

评估研究结果表明,采用纳滤膜技术作为终端净水设施能够有效控制水中消毒副产物的浓度,去除率可以达到60—80%,使得消毒副产物的浓度远低于国家标准值。更为重要的是,与常用的反渗透技术相比,纳滤膜过滤不仅产水能力高,还能保留对身体健康有益的微量元素。当然,纳滤膜技术还可以去除其他多种有害物质,从而减少其对人体的危害,这方面有待继续深入研究。

对于农村饮用水水质,虽然各个地方差距很大,但主要存在的问题是消毒剂投加过量和龙头水中铁锈含量过高。即使在南方水质较好的农村地区,水中总有机碳的含量仅为北方大型城市的1/3,但其消毒副产物的含量却能够达到同等水平。因此,针对实际水质合理减少消毒剂的投加量在农村地区势在必行。

此外,自来水中铁含量过高也会造成一定的健康风险。人体在年轻时需要补充足够的铁元素,但在进入老年阶段后,过量摄入的铁会在人体内积累,可造成类似白血病的造血功能紊乱的病症。由此可见,无论在农村还是城市地区,建议早晨不要直接使用前一天在管网中停留的自来水,特别是用于饮用或煮饭,而是应该打开水龙头放水1—2分钟,可将这部分水用于冲厕或拖地等。另外,不要采用把自来水龙头稍微打开接“滴答水”的方式来逃避水费,长期饮用这种滴答水的自来水,可能会导致造血功能紊乱等疾病,严重影响人体健康。(作者俞文正系中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室研究员)