本刊記者
自今年7月1日起,我國開始強(qiáng)制執(zhí)行新版《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。新標(biāo)準(zhǔn)的檢測指標(biāo)從原來的35項增加到106項,如果檢測指標(biāo)全部達(dá)標(biāo),自來水將可以直接飲用。這是可以媲美歐盟的直飲水標(biāo)準(zhǔn)。然而,事情并沒有這么簡單。就目前我國的水質(zhì)整體狀況、自來水處理能力和檢測手段而言,出臺如此嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),難免紙上談兵。
我國自來水面臨什么問題?現(xiàn)狀如何?有哪些技術(shù)可以保證我們喝到干凈的飲用水?圍繞這些大家關(guān)心的問題,本刊請著名水處理專家藍(lán)偉光博士進(jìn)行了深度解讀。
水污染有多嚴(yán)重
《百科知識》:中國的水問題嚴(yán)重嗎?
答:在談到中國的水問題時,大家必談的就是中國是一個水資源嚴(yán)重短缺的國家。公開數(shù)據(jù)表明,中國人均水資源量只有2100立方米,僅為世界人均水平的1/4,全國年平均缺水量600億立方米,2/3以上的城市缺水。水資源短缺使得中國已觸及供水的極限。
與缺水相對應(yīng)的是水資源浪費(fèi)嚴(yán)重,使用效率不高。據(jù)統(tǒng)計,中國總用水量的65%用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn);實際上,只有不到一半流入農(nóng)田,其余的不是從水管里漏掉,就是在灌溉途中蒸發(fā)掉。中國工業(yè)的耗水量相當(dāng)驚人,其取水量占到全國總用水量的1/4。工業(yè)用水大部分未被回收循環(huán)利用,而是作為廢水直接排放,形成新的污染。
此外,中國的水污染日益嚴(yán)重。官方公布的數(shù)據(jù)表明,2010年,中國地表水污染嚴(yán)重,湖泊(水庫)富營養(yǎng)化問題突出,全國5大水系204條河流中,不能作為水源的Ⅳ類、Ⅴ類和劣Ⅴ類水質(zhì)的斷面合計超過40%。湖泊方面,26個國控重點(diǎn)湖泊(水庫)中,不能飲用的Ⅳ類水4個,占15%:Ⅴ類的有6個,占23%;劣Ⅴ類的10個,占39%。全國地下水質(zhì)量狀況也不容樂觀,2351個監(jiān)測點(diǎn)的水質(zhì)為較差-極差級,占全部監(jiān)測點(diǎn)的57%。有媒體報道說,全國有50%的自來水不符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)。
《百科知識》:水體污染源來自何處?水體中的污染物都包括哪些種類?
答:就水本身而言,如果未受外來影響和干擾,應(yīng)該是潔凈、透明的;但是,由于水是一種最好的溶劑,所有水中的可溶性物質(zhì)都可能改變水體性質(zhì)。一部分溶解在水中的物質(zhì)對人體健康有益;另一部分則對人體有相當(dāng)大的危害,如重金屬、農(nóng)藥、激素、抗生素等化學(xué)物質(zhì)。一些微生物,如鞭毛蟲、致病菌等,也會在水中生長,導(dǎo)致水體受到污染。放射性元素如果進(jìn)入水體,會引發(fā)水的放射性污染。上述物質(zhì)一旦進(jìn)入水體,并且數(shù)量超過了水體的自凈能力,就會使水質(zhì)變壞,從而失去飲用或使用價值。
水體的外源污染主要是工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生活污染,且大有從城市向農(nóng)村蔓延的趨勢。在農(nóng)村,生活污水,垃圾滲濾液,含有農(nóng)藥及化肥、抗生素的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水,幾乎都未經(jīng)處理,隨意排放。殘留在其中的農(nóng)藥、激素、抗生素就在農(nóng)村的土地、水體中滲透、遷移;結(jié)果不僅污染溪河,而且影響井水等地下水。
更令人頭痛的是,農(nóng)藥、殺蟲劑、激素、染料、化工中間體等各種合成有機(jī)物,通常具有環(huán)境持久性、生物累積性、長距離遷移性和高生物毒性等特點(diǎn),對人類健康和生態(tài)系統(tǒng)可產(chǎn)生很強(qiáng)的毒害作用;但由于水體的稀釋作用,這類污染物在飲用水中的含量很低,難以被檢測、發(fā)現(xiàn)。
居民日常生活中所使用的藥品,如止痛藥、抗生素、鎮(zhèn)定劑、降血脂藥等,更是一個龐大的化合物體系。中國目前不僅是世界上最大的藥物生產(chǎn)國,也是最大的藥品消費(fèi)國。且不說藥物生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的巨大污染,單就藥物消費(fèi)與使用對水體的影響就難以估量。
此外,隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展,水體中的新興污染物也不斷增加,防不勝防。
《百科知識》:什么是新興污染物?它們都包括什么?
答:水中的新興污染物指的是目前確已存在但尚無環(huán)保法律法規(guī)予以規(guī)定或規(guī)定不完善,可危害生態(tài)環(huán)境與人類健康,且在環(huán)境中存在或已經(jīng)通過生產(chǎn)活動進(jìn)入水體的污染物。它們包括環(huán)境毒素、藥品與個人護(hù)理用品、環(huán)境納米污染物、消毒副產(chǎn)物、藻毒素與新型致病菌等。這些新興污染物的毒性效應(yīng)已廣受關(guān)注。
自來水為何不達(dá)標(biāo)
《百科知識》:自來水不能達(dá)標(biāo)的根本原因是不是就是因為上面提到的水體污染問題呢?
答:是的。正常情況下,各種水體有各自的生態(tài)系統(tǒng)。水體能夠在其環(huán)境容量范圍內(nèi),經(jīng)過物理、化學(xué)和生物的作用,使水中的污染物的濃度和毒性隨時間推移,在水體向下游流動的過程中自然降低。我們稱之為水體的自凈作用。任何水體都有一定的自凈容量,所謂自凈容量是指在水體正常生物循環(huán)中能夠凈化有機(jī)污染物的最大數(shù)量。
由于目前污染物的排放量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過環(huán)境的實際承載力,而且隨著水生生態(tài)系統(tǒng)的迅速惡化,我們周圍水體的自凈功能基本喪失。雖然科學(xué)家嘗試采用多種辦法來實現(xiàn)水體的自凈,如利用水生植物原位修復(fù)技術(shù)修復(fù)被污染的水體等;但由于很多地方的湖泊、河流的生態(tài)結(jié)構(gòu)已經(jīng)改變,生態(tài)系統(tǒng)退化,水體自凈能力極為有限,修復(fù)技術(shù)真正能發(fā)揮作用的很少。
且不說無法通過生物降解的重金屬與大量難以降解的合成有機(jī)物排入江河湖泊,對水體造成的污染,單就氮、磷大量排放引發(fā)的富營養(yǎng)化問題,自然界中的水體也已失去了納污自凈的能力。
《百科知識》:現(xiàn)在常聽人們提到所謂二次污染。供水管網(wǎng)二次污染是如何發(fā)生的?
答:供水管道腐蝕造成傳輸過程中的二次或多次污染是客觀存在的。中國城市早年安裝的自來水輸水管材多數(shù)是鍍鋅管,存在嚴(yán)重的污染隱患,經(jīng)過長年累月的使用,不可避免地會生銹、結(jié)垢,甚至被腐蝕,進(jìn)而導(dǎo)致流出的水中鉛、鐵、錳等無機(jī)元素含量偏高。雖然目前新建管網(wǎng)已經(jīng)極少使用鍍鋅管材,但新老管網(wǎng)相互聯(lián)通,交叉污染。即使政府安排預(yù)算改造,也因其盤根錯節(jié),難度很大。
住建部在2002年和2003年曾調(diào)查數(shù)百城市的供水管網(wǎng),發(fā)現(xiàn)這些城市的管網(wǎng)質(zhì)量普遍低劣:已經(jīng)不符合國標(biāo)的灰口鑄鐵管占50.8%,普通水泥管占13%,鍍鋅管等占6%。這3類低質(zhì)管網(wǎng)主要鋪設(shè)于20世紀(jì)70年代至2000年之間。2000年后,城鎮(zhèn)新鋪管網(wǎng)有很大改進(jìn),但已鋪管網(wǎng)改造的并不多,質(zhì)量低劣的管網(wǎng)大多仍在服役,并且主要分布在老城區(qū)。曾有研究人員統(tǒng)計,全國184個大中城市在2000~2003年,管網(wǎng)水質(zhì)發(fā)生過4232次二次污染事件。
此外,二次供水也廣為人們所詬病。
相比于發(fā)達(dá)國家,二次供水是中國的特有難題。中國城鎮(zhèn)6層以上的小高層、高層建筑較多,為了讓這些高層用戶的供水管道壓力正常,同時避免脆弱的公共管網(wǎng)承受過大壓力,不少自來水公司選擇采用管網(wǎng)末端加壓的方式,將自來水壓至位于高層建筑頂部的水箱或半地下的蓄水池里,再由蓄水池或水箱進(jìn)入用戶家中。
在中國省會一級城市中,每個城市都有數(shù)千個水箱或蓄水池。這些水箱或蓄水池大多缺乏日常的衛(wèi)生管理,密封條件差,長出青苔、滋生細(xì)菌、產(chǎn)生病毒的現(xiàn)象屢見不鮮。此外,空氣中的污染物會被吹落到這些水箱或蓄水池里,致使其中的沉積物越積越多,甚至出現(xiàn)腐爛的動植物尸體等。曾有報道說,有位居民發(fā)現(xiàn),從水龍頭里面竟然跑出一條蚯蚓。由二次供水所引發(fā)的水污染問題由此可見一斑。
《百科知識》:假如從現(xiàn)在開始不再有新的污染,是不是就能解決問題呢?
答:對于這個問題,我的理解是:假如從今天開始不再有新的污染,至少也需要50~100年的時間,已被污染的水才可能完成自凈。雖然目前環(huán)保呼聲日益高漲;然而,中國污(廢)水的排放總量非但沒有減少,反而年年增加。據(jù)報道,2010年已經(jīng)達(dá)到600多億噸。其中,僅洗滌行業(yè),中國一年的污水量就有將近22億噸,相當(dāng)于34個十三陵水庫、76個昆明湖的蓄水量。在現(xiàn)實生活中,不可否認(rèn)的是,還有相當(dāng)一部分未經(jīng)處理或者處理后沒有達(dá)標(biāo)的污(廢)水排入江河,從而污染水體?,F(xiàn)在的水問題,猶如打開的潘多拉魔盒,令人相當(dāng)震驚。
中國的水污染和水短缺問題,事實上已使國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)大幅度下降。有報道說,目前,因缺水造成的經(jīng)濟(jì)損失約占GDP的1.8%,因洪水災(zāi)害造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約占GDP的1%,因水污染所造成的經(jīng)濟(jì)損失更大,約占GDP的2.5%。三組數(shù)據(jù)簡單相加,約為5.3%。
水污染如何危害健康
《百科知識》:飲用不潔凈的水,對健康會有哪些危害?
答:水污染致病也是水問題引發(fā)的連鎖反應(yīng)之一。
水是人體最重要的組成部分。人體內(nèi)有一整套完善的儲水系統(tǒng),以各種形式儲備了大量的水,約占體重的3/4。這套儲水系統(tǒng)讓我們能在短時間內(nèi)適應(yīng)暫時的缺水,但如果不及時補(bǔ)充水分,健康就會受到各種影響。其實,許許多多疾病的起因并沒有人們想的那么復(fù)雜,僅僅是身體缺水造成代謝功能紊亂,進(jìn)而導(dǎo)致諸多疾病的產(chǎn)生。治療這些疾病的方法非常簡單,那就是喝足夠多的水。
然而,水能載舟,亦能覆舟。雖然水是最好的醫(yī)藥,但這是有條件的,那就是,所喝的水沒有外源的微污染,且又保留了水中天然存在的礦物質(zhì)。如果水中的微污染未被去除,那水就不再是良藥,而是毒藥了。
研究表明,80%的人類疾病都與飲用水有關(guān),許多病癥都與飲用水的污染程度密切相聯(lián)。若飲用水清潔,人體的細(xì)胞就處在健康的環(huán)境之中,人體自身的免疫功能可被保護(hù)與激活,進(jìn)而能抵抗各種病菌病毒的侵入;反之,若飲用水不潔凈,毒素會在人體內(nèi)累積,進(jìn)而影響人體正常的代謝功能,導(dǎo)致機(jī)體免疫力下降,引發(fā)疾病及各種奇難雜癥。
伴隨分析檢測技術(shù)的進(jìn)步,科學(xué)家發(fā)現(xiàn),飲用水中的微污染組分與癌癥的發(fā)病率密切相關(guān)。按飲用水中微污染的來源,他們把水中的致癌物分為三類:一是通過自然因素進(jìn)入水體的;二是通過人類的生產(chǎn)生活進(jìn)入水體的;三是自來水生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的。
美國環(huán)??偸鹪l(fā)布報告稱,研究人員利用現(xiàn)有檢測技術(shù)發(fā)現(xiàn)水中有2221種有機(jī)化合物,在飲用水中發(fā)現(xiàn)有756種,其中有20種致癌物、23種可疑致癌物、18種促癌物和56種致突變物。
由于水污染而引發(fā)的飲水安全問題,已經(jīng)引起了社會的廣泛關(guān)注,水污染形成的“惡性鏈條”已成為危害民眾身體健康與生命安全的“罪魁禍?zhǔn)住薄?/p>
《百科知識》:我國大多數(shù)人喝的自來水情況如何呢?
答:概括來說,自來水中的微污染呈放大效應(yīng)。
過去,大人會告誡家里的小孩不要喝生水,因為喝了會鬧肚子。如今的情況和那時有很大不同,細(xì)菌、病毒等微生物污染很容易控制,自來水都經(jīng)過了消毒處理,多數(shù)致病菌會被殺死,再者,國人通常都喝開水,細(xì)菌、病毒耐受不了高溫的燒煮。
然而,過去30年,中國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的一個最大負(fù)面效應(yīng)就是環(huán)境遭到了極大破壞,不少化學(xué)污染物被排放到水體中。不幸的是,水中化學(xué)污染物的慢性毒理效應(yīng)與微生物的急性致病效應(yīng)截然不同,后者容易感知,來得快,去得也快;前者卻神不知、鬼不覺,長期累積后,有可能造成致命影響。
換句話說,這些被排放至水中的有毒污染物,即使含量極微,也可能被逐漸累積至產(chǎn)生“三致(致癌、致畸、致突變)效應(yīng)”的程度。這些污染物可能未被列為水質(zhì)檢測對象,或者在水中檢測到的濃度低于法定標(biāo)準(zhǔn);但由于水中含有多種此類微污染物,當(dāng)它們在水中共存時,會發(fā)生相互作用與協(xié)同效應(yīng),其毒性將可能被成百上千倍放大,從而危害人體健康。
【責(zé)任編輯】趙菲
專家簡介
藍(lán)偉光,1985年畢業(yè)于廈門大學(xué)化學(xué)系,1995年在新加坡國立大學(xué)化學(xué)系獲得博士學(xué)位。國際知名膜分離技術(shù)專家,中國膜工業(yè)協(xié)會副秘書長,中國海水淡化學(xué)會副會長。長期致力于水處理領(lǐng)域,曾主持多項國家、省、市有關(guān)部門的重點(diǎn)科技攻關(guān)與示范項目。其領(lǐng)導(dǎo)的公司已經(jīng)成為世界三大膜科技公司之一。
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我國水質(zhì)等級標(biāo)準(zhǔn)的劃分
按照《中華人民共和國地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》,依據(jù)地表水水域環(huán)境功能和保護(hù)目標(biāo),我國水質(zhì)按功能高低依次劃分為五類:
Ⅰ類主要適用于源頭水、國家自然保護(hù)區(qū)。
Ⅱ類主要適用于集中式生活飲用水地表水源地一級保護(hù)區(qū)、珍稀水生生物棲息地、魚蝦類產(chǎn)卵場、仔稚幼魚的索餌場等。
Ⅲ類主要適用于集中式生活飲用水地表水源地二級保護(hù)區(qū)、魚蝦類越冬場、洄游通道、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)等漁業(yè)水域及游泳區(qū)。
Ⅳ類主要適用于一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂用水區(qū)。
Ⅴ類主要適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域。
其中,Ⅰ類水質(zhì)良好,地下水只需消毒處理,地表水經(jīng)簡易凈化處理(如過濾)、消毒后即可供生活飲用。
Ⅱ類水質(zhì)受輕度污染,經(jīng)常規(guī)凈化處理(如絮凝、沉淀、過濾、消毒等)后,可供生活飲用。
Ⅲ類水質(zhì)經(jīng)過處理后也能供生活飲用。
Ⅲ類以下水質(zhì)惡劣,不能作為飲用水源。
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飲用水國家標(biāo)準(zhǔn)的變遷
1956年,新中國第一個飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)頒布實施。該標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)控指標(biāo)僅有15項,主要是感官狀物理性污染與微生物病菌指標(biāo)。
1976年,我國飲用水監(jiān)控指標(biāo)增加到23項,重金屬中的五毒指標(biāo)均包括其中。
1985年,我國飲用水監(jiān)控指標(biāo)增加到35項,首次把與人體健康有關(guān)的有機(jī)物的限值列入其中。
2006年,國家頒布新的飲用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),檢測指標(biāo)從35項增至106項(新增了71項,修訂8項)。新標(biāo)準(zhǔn)的毒理學(xué)指標(biāo)達(dá)到74項,幾乎是原標(biāo)準(zhǔn)的5倍,其中有機(jī)物從原來的5項增至53項,超過原來的10倍。新標(biāo)準(zhǔn)于今年7月1日起正式實施。