寻找一杯干净的饮用水(上)

自今年7月1日起，我国开始强制执行新版《生活饮用水卫生标准》。新标准的检测指标从原来的35项增加到106项，如果检测指标全部达标，自来水将可以直接饮用。这是可以媲美欧盟的直饮水标准。然而，事情并没有这么简单。就目前我国的水质整体状况、自来水处理能力和检测手段而言，出台如此严格的标准，难免纸上谈兵。
　　我国自来水面临什么问题？现状如何？有哪些技术可以保证我们喝到干净的饮用水？围绕这些大家关心的问题，本刊请著名水处理专家蓝伟光博士进行了深度解读。
　　水污染有多严重
　　《百科知识》：中国的水问题严重吗？
　　答：在谈到中国的水问题时，大家必谈的就是中国是一个水资源严重短缺的国家。公开数据表明，中国人均水资源量只有2100立方米，仅为世界人均水平的1/4，全国年平均缺水量600亿立方米，2/3以上的城市缺水。水资源短缺使得中国已触及供水的极限。
　　与缺水相对应的是水资源浪费严重，使用效率不高。据统计，中国总用水量的65%用于农业生产；实际上，只有不到一半流入农田，其余的不是从水管里漏掉，就是在灌溉途中蒸发掉。中国工业的耗水量相当惊人，其取水量占到全国总用水量的1/4。工业用水大部分未被回收循环利用，而是作为废水直接排放，形成新的污染。
　　此外，中国的水污染日益严重。官方公布的数据表明，2010年，中国地表水污染严重，湖泊（水库）富营养化问题突出，全国5大水系204条河流中，不能作为水源的Ⅳ类、Ⅴ类和劣Ⅴ类水质的断面合计超过40%。湖泊方面，26个国控重点湖泊（水库）中，不能饮用的Ⅳ类水4个，占15%：Ⅴ类的有6个，占23%；劣Ⅴ类的10个，占39%。全国地下水质量状况也不容乐观，2351个监测点的水质为较差-极差级，占全部监测点的57%。有媒体报道说，全国有50%的自来水不符合饮用水标准。
　　《百科知识》：水体污染源来自何处？水体中的污染物都包括哪些种类？
　　答：就水本身而言，如果未受外来影响和干扰，应该是洁净、透明的；但是，由于水是一种最好的溶剂，所有水中的可溶性物质都可能改变水体性质。一部分溶解在水中的物质对人体健康有益；另一部分则对人体有相当大的危害，如重金属、农药、激素、抗生素等化学物质。一些微生物，如鞭毛虫、致病菌等，也会在水中生长，导致水体受到污染。放射性元素如果进入水体，会引发水的放射性污染。上述物质一旦进入水体，并且数量超过了水体的自净能力，就会使水质变坏，从而失去饮用或使用价值。
　　水体的外源污染主要是工业、农业和生活污染，且大有从城市向农村蔓延的趋势。在农村，生活污水，垃圾渗滤液，含有农药及化肥、抗生素的农业生产用水，几乎都未经处理，随意排放。残留在其中的农药、激素、抗生素就在农村的土地、水体中渗透、迁移；结果不仅污染溪河，而且影响井水等地下水。
　　更令人头痛的是，农药、杀虫剂、激素、染料、化工中间体等各种合成有机物，通常具有环境持久性、生物累积性、长距离迁移性和高生物毒性等特点，对人类健康和生态系统可产生很强的毒害作用；但由于水体的稀释作用，这类污染物在饮用水中的含量很低，难以被检测、发现。
　　居民日常生活中所使用的药品，如止痛药、抗生素、镇定剂、降血脂药等，更是一个庞大的化合物体系。中国目前不仅是世界上最大的药物生产国，也是最大的药品消费国。且不说药物生产过程中所产生的巨大污染，单就药物消费与使用对水体的影响就难以估量。
　　此外，随着化学工业的发展，水体中的新兴污染物也不断增加，防不胜防。
　　《百科知识》：什么是新兴污染物？它们都包括什么？
　　答：水中的新兴污染物指的是目前确已存在但尚无环保法律法规予以规定或规定不完善，可危害生态环境与人类健康，且在环境中存在或已经通过生产活动进入水体的污染物。它们包括环境毒素、药品与个人护理用品、环境纳米污染物、消毒副产物、藻毒素与新型致病菌等。这些新兴污染物的毒性效应已广受关注。
　　自来水为何不达标
　　《百科知识》：自来水不能达标的根本原因是不是就是因为上面提到的水体污染问题呢？
　　答：是的。正常情况下，各种水体有各自的生态系统。水体能够在其环境容量范围内，经过物理、化学和生物的作用，使水中的污染物的浓度和毒性随时间推移，在水体向下游流动的过程中自然降低。我们称之为水体的自净作用。任何水体都有一定的自净容量，所谓自净容量是指在水体正常生物循环中能够净化有机污染物的最大数量。
　　由于目前污染物的排放量已远远超过环境的实际承载力，而且随着水生生态系统的迅速恶化，我们周围水体的自净功能基本丧失。虽然科学家尝试采用多种办法来实现水体的自净，如利用水生植物原位修复技术修复被污染的水体等；但由于很多地方的湖泊、河流的生态结构已经改变，生态系统退化，水体自净能力极为有限，修复技术真正能发挥作用的很少。
　　且不说无法通过生物降解的重金属与大量难以降解的合成有机物排入江河湖泊，对水体造成的污染，单就氮、磷大量排放引发的富营养化问题，自然界中的水体也已失去了纳污自净的能力。
　　《百科知识》：现在常听人们提到所谓二次污染。供水管网二次污染是如何发生的？
　　答：供水管道腐蚀造成传输过程中的二次或多次污染是客观存在的。中国城市早年安装的自来水输水管材多数是镀锌管，存在严重的污染隐患，经过长年累月的使用，不可避免地会生锈、结垢，甚至被腐蚀，进而导致流出的水中铅、铁、锰等无机元素含量偏高。虽然目前新建管网已经极少使用镀锌管材，但新老管网相互联通，交叉污染。即使政府安排预算改造，也因其盘根错节，难度很大。
　　住建部在2002年和2003年曾调查数百城市的供水管网，发现这些城市的管网质量普遍低劣：已经不符合国标的灰口铸铁管占50.8%，普通水泥管占13%，镀锌管等占6%。这3类低质管网主要铺设于20世纪70年代至2000年之间。2000年后，城镇新铺管网有很大改进，但已铺管网改造的并不多，质量低劣的管网大多仍在服役，并且主要分布在老城区。曾有研究人员统计，全国184个大中城市在2000～2003年，管网水质发生过4232次二次污染事件。此外，二次供水也广为人们所诟病。
　　相比于发达国家，二次供水是中国的特有难题。中国城镇6层以上的小高层、高层建筑较多，为了让这些高层用户的供水管道压力正常，同时避免脆弱的公共管网承受过大压力，不少自来水公司选择采用管网末端加压的方式，将自来水压至位于高层建筑顶部的水箱或半地下的蓄水池里，再由蓄水池或水箱进入用户家中。
　　在中国省会一级城市中，每个城市都有数千个水箱或蓄水池。这些水箱或蓄水池大多缺乏日常的卫生管理，密封条件差，长出青苔、滋生细菌、产生病毒的现象屡见不鲜。此外，空气中的污染物会被吹落到这些水箱或蓄水池里，致使其中的沉积物越积越多，甚至出现腐烂的动植物尸体等。曾有报道说，有位居民发现，从水龙头里面竟然跑出一条蚯蚓。由二次供水所引发的水污染问题由此可见一斑。
　　《百科知识》：假如从现在开始不再有新的污染，是不是就能解决问题呢？
　　答：对于这个问题，我的理解是：假如从今天开始不再有新的污染，至少也需要50～100年的时间，已被污染的水才可能完成自净。虽然目前环保呼声日益高涨；然而，中国污（废）水的排放总量非但没有减少，反而年年增加。据报道，2010年已经达到600多亿吨。其中，仅洗涤行业，中国一年的污水量就有将近22亿吨，相当于34个十三陵水库、76个昆明湖的蓄水量。在现实生活中，不可否认的是，还有相当一部分未经处理或者处理后没有达标的污（废）水排入江河，从而污染水体。现在的水问题，犹如打开的潘多拉魔盒，令人相当震惊。
　　中国的水污染和水短缺问题，事实上已使国内生产总值（GDP）大幅度下降。有报道说，目前，因缺水造成的经济损失约占GDP的1.8%，因洪水灾害造成的直接经济损失约占GDP的1%，因水污染所造成的经济损失更大，约占GDP的2.5%。三组数据简单相加，约为5.3%。
　　水污染如何危害健康
　　《百科知识》：饮用不洁净的水，对健康会有哪些危害？
　　答：水污染致病也是水问题引发的连锁反应之一。
　　水是人体最重要的组成部分。人体内有一整套完善的储水系统，以各种形式储备了大量的水，约占体重的3/4。这套储水系统让我们能在短时间内适应暂时的缺水，但如果不及时补充水分，健康就会受到各种影响。其实，许许多多疾病的起因并没有人们想的那么复杂，仅仅是身体缺水造成代谢功能紊乱，进而导致诸多疾病的产生。治疗这些疾病的方法非常简单，那就是喝足够多的水。
　　然而，水能载舟，亦能覆舟。虽然水是最好的医药，但这是有条件的，那就是，所喝的水没有外源的微污染，且又保留了水中天然存在的矿物质。如果水中的微污染未被去除，那水就不再是良药，而是毒药了。
　　研究表明，80%的人类疾病都与饮用水有关，许多病症都与饮用水的污染程度密切相联。若饮用水清洁，人体的细胞就处在健康的环境之中，人体自身的免疫功能可被保护与激活，进而能抵抗各种病菌病毒的侵入；反之，若饮用水不洁净，毒素会在人体内累积，进而影响人体正常的代谢功能，导致机体免疫力下降，引发疾病及各种奇难杂症。
　　伴随分析检测技术的进步，科学家发现，饮用水中的微污染组分与癌症的发病率密切相关。按饮用水中微污染的来源，他们把水中的致癌物分为三类：一是通过自然因素进入水体的；二是通过人类的生产生活进入水体的；三是自来水生产过程中产生的。
　　美国环保总署曾发布报告称，研究人员利用现有检测技术发现水中有2221种有机化合物，在饮用水中发现有756种，其中有20种致癌物、23种可疑致癌物、18种促癌物和56种致突变物。
　　由于水污染而引发的饮水安全问题，已经引起了社会的广泛关注，水污染形成的“恶性链条”已成为危害民众身体健康与生命安全的“罪魁祸首”。
　　《百科知识》：我国大多数人喝的自来水情况如何呢？
　　答：概括来说，自来水中的微污染呈放大效应。
　　过去，大人会告诫家里的小孩不要喝生水，因为喝了会闹肚子。如今的情况和那时有很大不同，细菌、病毒等微生物污染很容易控制，自来水都经过了消毒处理，多数致病菌会被杀死，再者，国人通常都喝开水，细菌、病毒耐受不了高温的烧煮。
　　然而，过去30年，中国经济快速发展的一个最大负面效应就是环境遭到了极大破坏，不少化学污染物被排放到水体中。不幸的是，水中化学污染物的慢性毒理效应与微生物的急性致病效应截然不同，后者容易感知，来得快，去得也快；前者却神不知、鬼不觉，长期累积后，有可能造成致命影响。
　　换句话说，这些被排放至水中的有毒污染物，即使含量极微，也可能被逐渐累积至产生“三致（致癌、致畸、致突变）效应”的程度。这些污染物可能未被列为水质检测对象，或者在水中检测到的浓度低于法定标准；但由于水中含有多种此类微污染物，当它们在水中共存时，会发生相互作用与协同效应，其毒性将可能被成百上千倍放大，从而危害人体健康。
　　【责任编辑】赵 菲
　　专家简介
　　蓝伟光，1985年毕业于厦门大学化学系，1995年在新加坡国立大学化学系获得博士学位。国际知名膜分离技术专家，中国膜工业协会副秘书长，中国海水淡化学会副会长。长期致力于水处理领域，曾主持多项国家、省、市有关部门的重点科技攻关与示范项目。其领导的公司已经成为世界三大膜科技公司之一。
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　　我国水质等级标准的划分
　　按照《中华人民共和国地表水环境质量标准》，依据地表水水域环境功能和保护目标，我国水质按功能高低依次划分为五类：
　　Ⅰ类 主要适用于源头水、国家自然保护区。
　　Ⅱ类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等。
　　Ⅲ类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区。
　　Ⅳ类 主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区。
　　Ⅴ类 主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。
　　其中，Ⅰ类水质良好，地下水只需消毒处理，地表水经简易净化处理（如过滤）、消毒后即可供生活饮用。
　　Ⅱ类水质受轻度污染，经常规净化处理（如絮凝、沉淀、过滤、消毒等）后，可供生活饮用。
　　Ⅲ类水质经过处理后也能供生活饮用。
　　Ⅲ类以下水质恶劣，不能作为饮用水源。
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　　饮用水国家标准的变迁
　　1956年，新中国第一个饮用水水质标准颁布实施。该标准监控指标仅有15项，主要是感官状物理性污染与微生物病菌指标。
　　1976年，我国饮用水监控指标增加到23项，重金属中的五毒指标均包括其中。
　　1985年，我国饮用水监控指标增加到35项，首次把与人体健康有关的有机物的限值列入其中。
　　2006年，国家颁布新的饮用水质标准，检测指标从35项增至106项（新增了71项，修订8项）。新标准的毒理学指标达到74项，几乎是原标准的5倍，其中有机物从原来的5项增至53项，超过原来的10倍。新标准于今年7月1日起正式实施。