安全饮水与健康饮水

安全饮水与健康饮水

——试论如何选择喝什么水华东理工大学资源与环境工程学院陆柱安全饮水与健康饮水

华东理工大学资源与环境工程学院陆柱教授

水是生命之源，健康之本，人类和自然界都离不开水。近年来随着人们环境理念增强保健意识的提高，人们对饮用水的质量十分关注。市场上的饮水除了大量供水的主要渠道自来水以外，还有纯水、软水、矿泉水、电解水、离子水、磁化水、小分子团水等。使广大消费者无所适从，无法选择。

本文将围绕以下几个方面展开分析和讨论，供广大消费者选择饮水时参考1.各类饮水的特点2.什么是安全饮水3.什么是健康饮水4.如何选择饮水1各种饮水的简要介绍及其特点

1.纯水2.软水

3.电解水4.小分子团水5.矿泉水6.磁化水等

纯水系指水经过物理和化学处理后如RO反渗透膜处理，得到的不含杂质、细菌的水。但在去除有毒有害物质的同时也去除了水中的矿物质和微量元素。市场上有的纯净水、蒸馏水等属于这一类，有相当一部分桶装水也属于这一类。这类水早期用于工业生产中制造高纯度的药品，火力发电厂，电子或微电子厂的制造工艺。

1.纯水的特点安全饮水与健康饮水.pps纯水的特点

它的特点是纯净，安全，但是由于去除了水中大部分的矿物质和微量元素，尤其是对于消化吸收功能较弱的老人和儿童，长时期单一喝纯水是否会影响人们的健康值得关注。

软水与硬水的主要区别在于水中矿物质含量多少。软水通常是指：水中CaCO3含量＜50mg/L。轻度硬水是指：CaCO3含量在50～150mg/L。中度硬水是指：CaCO3含量在150～350mg/L。高硬水是指：CaCO3含量在＞350mg/L。

2.软水的特点硬水煮沸后会产生矿物质沉淀，硬水洗衣服会消耗较多的洗涤剂，再加上硬水有时和软水相比口感较差。有的人习惯喝软水，但是如长期饮软水也可能产生副作用，那就是因为矿物质和微量元素的缺乏，有时会导致一些慢性疾病和引起提前老化。

水经过电解，从阴极可制得带正电荷的碱性离子水，而在阳极则收集到带负电荷的酸性离子水。

碱性离子水可帮助防止身体细胞内外液过酸导致的痛风或血酸过高，酸性离子水洗涤皮肤病患者的皮肤则有可能加速治愈皮肤病，帮助伤口修复。可见电解水是用作一种医疗用水，一般应在医院医生指导下使用。3.电解水的特点

此外电解水因电解的水源不同，就会制得不同标准的电解水。由于水源中本身缺乏矿物质通过电解不会增加，如水源中含有过量的重金属，也不会因电解而消失，因此电解水只对一些特定的患病人群适合，通常对一般人群并不会带来多少健康因素。

这个名称对广大消费者相对比较陌生，但由于市上销售的饮水中有的已标明“小分子水或小分子团水”，那么什么是小分子水呢？小分子水是指分子束较小的水，而小分子团较易穿透细胞膜。这可以用大型核磁共振仪器检测水的分子团。4.小分子团水的特点

以日本学者松下和弘经检测后提出的论述为例，当他以NMR检测处理水时发现水分子阶段的动态，同时配合分子团的大小产生信号，使其数值化，其单位为（HZ）赫兹。NMR的半高幅宽HZ值小（如图1）表示分子数少，分子团小。图1核磁共振（NMR）半高幅宽示意图幅宽HZ利用17O-NMR选取代表性水样测定半高幅宽结果

部分水样的17O-NMR半高幅宽

水样分类17O-NMR半高幅宽矿物质溶液配水人工制水，饮水53碱性离子水人工制水，饮水54纯净水人工制水，饮水67青岛崂山矿泉水天然水，饮水79伊云（Evian）矿泉水天然水，饮水83血浆非饮水88雨水天然水，非饮水106受到污染的地表水天然水，饮水145

可见，天然饮水水样，其17O-NMR半高幅宽一般都较低，在70—90HZ范围内。

日本的长寿村，中亚高加索地区以及我国广西巴马长寿村的饮水取样经NMR检测后发现这些地区水的分子团都很小，其NMR半高幅宽值均＜78HZ，因而认为小分子团水有益于人体细胞的吸收。然而这种理论和说法尚未得到有关专家的普遍认同，但可以作为研究小分子团水的参考依据之一。

矿泉水一般可分成“天然矿泉水”与“人工矿泉水”，凡直接从地下涌出未经过人类加工如过滤，净化的水是“天然矿泉水”，而如果采用人工抽取的地下水，经过灭菌添加矿物质等人工处理的则是“人工矿泉水”。

5.矿泉水的特点天然矿泉水国际上的标准

1.出水口的高度，海拔50～2500公尺为泉水，＞2500公尺的才是矿泉水。2.水源方圆10公里内不能有引起水质污染的因素存在。3.泉水必须自然涌出，经过其它岩层过滤，经分析证明含有丰富的天然矿物质。4.须在产地直接灌装和包装，封罐最好在24小时内完成，以保持无菌，无污染。5.水质经10年左右不断检测分析，以确定其中矿物质含量并获得国际水质协会证实其稳定性。世界卫生组织WHO对矿泉水的要求不含有毒有害物质含有适量的矿物质硬度适中pH值为弱碱性我国卫生部门对矿泉水的国家标准

天然矿泉水除水源产地必须符合环境评估要求并就地设厂封装。水源纯净不得含有重金属有害菌种、污染物。水样中必须含有Zn、Li、Se、Sr、溴化物、偏硅酸、游离CO2

、TDS、硫化物9项标准至少一项以上达到标准。6.什么是磁化水？磁化水是一种被磁化的水，即水以一定的流速沿着与磁场的磁力线垂直方向，通过一定的磁场强度切割磁力线，使水成为磁化水，在工业、农业、美容、医学如治疗结石症等有应用，但对高骨质疏松和肠胃功能紊乱者不宜喝磁化水。磁化水要求的主要条件1、天然水，含有矿物质，有导电性等2、水在垂直方向切割磁场磁力线3、达到一定的磁场强度，一般要求>3000~6000高斯4、水具有一定的流速由以上各类水的简介及特点的分析

得出的讨论

各种水有它各自的特点，而且各有所长，有它的优点也有它的缺点。但缺乏整合成既安全又健康的饮水，因而如何将各自的优点集中起来，整合起来成为更加安全，健康的水和更加完美的优质好水是今后要求探索和努力的方向。2.净水技术及其原理目前有关企业生产和市场供应各类净水器，采用的净水技术主要有吸附分离技术；过滤分离技术；消毒灭菌技术膜分离技术等。2.1活性炭技术活性炭是用含炭为主的物质作为原料，经高温炭化和活化后制得的疏水性吸附剂。它具有良好的吸附性及稳定的化学性能，并可以耐强酸强碱，也能经受水浸、高温等作用并可广泛应用于环境保护和水处理包括给水与污水处理等众多领域。活性炭的吸附作用原理可以分为：1.物理吸附作用2.化学吸附作用3.离子交换吸附作用在净水处理技术中，采用的活性炭吸附过程通常是以上三种吸附作用即物理吸附、化学吸附和离子交换吸附的综合作用。净水器剖面原理图1、外壳外形2-5、配制各种不同滤料，例如活性炭、KDF等。对净水用活性炭的性能有一些基本要求参阅：《木质净水用活性炭国家标准GB/T13804》项目等级碘吸附值(mg/g)≥1000900800亚甲基脱色力(mg/g)≥12010590强度(%)≥908585干燥减重(%)≤10.010.010.0pH值7.0-11.07.0-11.07.0-11.0充填密度(g/cm3)≥0.320.320.32粒度2.00-6.30mm(10-28目)≥908580灼烧残渣(%)≤5.05.05.02.2KDF技术KDF是一种近年来国内外开始应用于饮用水处理的铜锌合金材料作用原理由于Zn的电位为-0.76V，而Cu的电位为+0.34V，两者之间有1.10V的电位差，因此水中的KDF能发生氧化还原反应，它的作用效果和这一基本特性和原理密切相关KDF净水的功能与效果的具体体现1.可去除水中的氯和余氯在水中KDF可以和氯发生下列氧化还原反应：Cu/Zn+Cl2→Zn2++2Cl-即Zn失去2个电子，而Cl2得到2个电子，分别生成Zn2+和Cl-，因而可去除水中的氯和余氯，而且去除率很高，一般均>95%。2.可去除水中的有毒有害重金属离子如Pb、Cr、Cd、Hg等，现以铅为例:Cu/Zn+Pb(NO3)2→Pb/Cu/Zn+Zn(NO3)2水中铅的去除率一般可>90%，使处理过的水达到国家综合污水排放<1mg/L的要求。3可以抑制水中的细菌和藻类研究表明KDF在水中可以发生氧化还原电位的冲击性变化。由于不同类型的细菌和藻类只能在特定的氧化-还原电位范围内生长。因此电位的快速降低可以破坏细菌的细胞而使细菌得到抑制。2.3膜过滤技术应用于饮用水的膜分离技术，大致分高分子膜和无机陶瓷膜高分子膜无机陶瓷膜高分子膜又可分成MF、UF、NF、ED和RO五种它们的分离特性膜类型作用原理分离直径分离对象及效果（mm）病菌有机物无机物MF截流扩散0.001C、B、V无效无效UF截流扩散0.001C、B、V无效无效NF截流扩散0.001C、B、VD、B、P、S、O、C有效ED电荷作用0.0001无效无效有效RO截流扩散0.0001C、B、VD、B、P、S、O、C有效各种膜分离对不同物质的有效分离范围RO膜特点1.净化效果好。可完全去除或大量减少水中的杂质如悬浮物、胶体物、微生物、溶介无机物、金属离子和天然或合成有机物等；2.占地小，操作容易，便于自动化；3.处理成本较低，大多数用户是可以接受的。

其主要问题是，RO膜在去除水中各种杂质的同时，将水中有益于健康的矿物质和微量元素也同时去除，长期饮用可能对人体健康不利。无机陶瓷膜特点1.耐化学稳定性好，使用寿命较长；2.水处理的水通量大，水的利用率相对高，一般在90%左右；3.陶瓷膜的研究、开发和应用，我国具有原料的优势。

无机陶瓷膜存在的主要问题是膜的制备和产业化，还有一些技术问题需要进一步解决才能立足于国内。2.4消毒灭菌技术饮用水的消毒灭菌技术可以化学消毒和物理消毒。由于饮用水尤其是家用净水设备如果采用化学消毒，例如加氯或氯的制品因容易产生气味和口感等问题，故一般均倾向采用物理消毒技术。2.4.1紫外线消毒技术紫外线（UV）是一种高能量的光，其波长为40-400nm，水消毒使用的紫外光波长一般为200-275nm，而在240-280nm最具有杀菌效能。其杀菌原理是：紫外线对细菌、病毒等可以破坏其DNA结构，使构成它的蛋白质无法形成，或使其死亡2.4.2臭氧消毒技术臭氧的制备通常采用在很高的电压下，用氧气或空气作为原料。O2会转变成臭氧O3，其反应如下：O2+e→2O+eO+O2+M→O3臭氧杀菌的原理通过其强氧化作用，可以破坏微生物细胞膜的结构，O3首先作用于细胞膜，使膜的构成成分受损而导致新陈代谢降低，然后O3继续渗透和穿透膜而破坏膜内脂蛋白和脂多糖、改变细胞的通透性，导致细胞溶解和死亡。O3消毒的优点O3是广谱杀菌剂，杀菌效率高，水中O3浓度保持0.1-0.2mg/L，即可满足杀菌消毒要求；除臭，脱色效果好，并可帮助消除水中异味；可提高水中的溶解氧，也可去除水中有机物等。采用O3消毒时需注意臭氧也会产生消毒副产物，其中有的也可能有毒性。此外矿泉水消毒过去大量采用O3消毒，但如果水中含Br-高易生产溴酸盐，已列入WHO和我国新的矿泉水标准并要求<10μg/L。三种消毒方法进行比较项目氯气UVO3消毒方式化学物理化学成本投资较低一般较高运行成本中等低高维护费用中等低高消毒性能好好好消毒时间25-45min1-5s5-10min对人体危害中等低较高有毒化学成分有物有水化学成分改变会不会会残余量影响会不会会安全饮水健康饮水3.安全饮水与健康饮水

3.1安全饮水

过去长期以来认为“水只要煮沸就能喝，就是安全的水”，这一传统概念已经过时，即使对于经过处理的自来水煮沸后，也只能杀灭水中的细菌和去除部分挥发性的杂质，而不能去除水中非挥发性的有毒有害物质例如有的致癌，致畸与致突变物质，而这些物质恰恰是对人体生命安全和健康是密切相关和影响很大的。什么是安全的饮水？20世纪70年代，WHO制定了饮水的国际准则，规定了饮水的水质组分以及各种物质的最高允许含量以及相应的细菌，微生物等卫生标准，其目的就是为了保证人们饮水的卫生与安全。进入20世纪90年代WHO又从八个方面对饮水水质准则提出了具体要求，其中包括细菌等指标5项，无机成分19项，有机成分30项，农药指标37项，消毒剂及其副产物指标30项，可能影响饮用者可接受性物质32项，不影响健康的化学物质2项以及放射性物质2项共计157项。

可见WHO饮水卫生应包括在饮水安全的内涵之中，确保饮水安全应体现在符合以上各种水质指标，但首先要求在细菌学指标等方面达到卫生要求，以及在去除水中的农药，内分泌干扰物，消毒剂及其副产物以及放射性等水中有毒有害物质。我国《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006已经发布实施。其主要修改和补充是将水质检验项目由原35项增加至106项，增加了71项修改了8项

。

1.微生物指标由2项增加至6项，增加了粪大肠杆菌、大肠希埃希氏菌、贾第鞭毛虫和隐孢子虫等4项，修订了总大肠菌群。2.饮水消毒剂由1项增加至4项，增加了氯气、氯胺、臭氧、二氧化氯等指标。3.毒理指标中无机化合物由原10项21项，有机化合物由原5项增加至53项。4.感官性状和一般理化指标由15项增加至20项。5.放射性指标仍2项，修订了总α放射性指标。现举几个例子说明新增的项目例1.常规检验项目中增加了铝的指标要求＜0.2mg/L。这是针对我国不少自来水厂采用的混凝剂大多为铝的化合物如Al2（SO4）3、PAC等，且水中铝含量高可能与老年痴呆症有关。例2.常规检验项目中增加了耗氧量CODMn的指标要求＜3mg/L。主要考虑到我国水质污染中不少地区水体，有机污染物污染是主要矛盾。因此反映水中有机物的指标必须控制。例3.非常规检验项目中增加了微囊藻毒素LR，要求＜0.001mg/L。主要考虑到我国水体有的藻类繁殖较为普遍尤其是夏天，一旦生成微囊藻毒素毒性较大对人体健康造成影响和危害。例4.非常规检验项目中有机农药指标如滴滴涕、666、有机磷等增加到了近20项。主要考虑到我国农药用量大、品种多，其中相当一部分毒性大，有的可能导致癌症，有的属于内分泌干扰物，对人体生殖健康等易造成不良影响。例：双酚A引发安全危机最近国内外塑料制品，如奶瓶、水瓶中多次曝光的增塑剂双酚A。双酚A，也称BPA，是一种广泛应用于塑料制造的化学物质，主要用于生产聚碳酸酯（PC）、环氧树脂等多种高分子材料，被广泛用于生产化工产品和食品相关产品，如婴儿奶瓶、餐具、微波炉器皿、食品包装容器的涂层、饮料瓶以及供水管道等。中文名称：2，2-双（4-羟基苯基）丙烷；2，2-双酚基丙烷；双酚A；；2，2-二酚基丙烷；4，4`-二羟基二苯丙烷；4，4`-（1-甲基亚乙基）双酚；【用途】用于制环氧树脂、聚碳酸酯、聚酚氧等。双酚A引发安全危机

在塑料制品的制造过程中，添加双酚A可以：双酚A的重要角色：尤其能防止酸性蔬菜和水果从内部侵蚀金属容器，因此广泛用于罐头产品和饮料的包装、奶瓶、水瓶、牙齿填充物所用的密封胶、眼镜片以及其他数百种日用品的制造过程中。图片图片CompanyLogoABC双酚A属于低毒性化学物质

动物试验发现双酚A有模拟雌激素的效果，即使很低的剂量也能使动物产生雌性早熟、精子数下降、前列腺增长等作用。双酚A具有一定的胚胎毒性和致畸性，可明显增加动物卵巢癌、前列腺癌、白血病等癌症的发生。双酚A可能会影响婴幼儿的成长发育，并对儿童大脑和性器官造成损伤。2011.4.212011.4.202011.6.12011.3.1

欧盟禁止使用含化学物质双酚A的塑料生产婴儿奶瓶。欧盟成员国禁止进口含双酚A的塑料婴儿奶瓶。我国卫生部办公厅《关于征求禁止双酚A用于婴幼儿食品用容器公告意见函》我国卫生部发布公告婴幼儿食品容器禁用双酚A(BPA)。事件经过：业内反应加拿大最大的运动产品零售商ForzaniGroup从其500多个商店撤下了所有含有双酚A的水瓶，其它零售商则紧随其后。业内反应沃尔玛超市以及其他一些主要零售商，已将含双酚A的食物容器下架。我国一些婴儿用品商店也在逐步淘汰含有双酚A的产品；有生产厂家开始宣传推广不含双酚A的婴儿奶瓶；业内反应消费者如何是好？专家建议使用无色玻璃奶瓶使用塑料奶瓶最好用温水识别奶瓶是否含有双酚APPSU、PES材质塑料奶瓶更安全塑料瓶的标识：PET聚对苯二甲酸乙二醇脂

常见矿泉水瓶、碳酸饮料瓶等。耐热至70℃易变形，有对人体有害的物质融出。1号塑料品用了10个月后，可能释放出致癌物DEHP。不能放在汽车内晒太阳；不要装酒、油等物质。HDPE高密度聚乙烯

常见白色药瓶、清洁用品、沐浴产品。不要再用来做为水杯，或者用来做储物容器装其他物品。清洁不彻底，不要循环使用。塑料瓶的标识：PVC聚氯乙烯

常见雨衣、建材、塑料膜、塑料盒等。只能耐热81℃.高温时容易有不好的物质产生,很少被用于食品包装。难清洗易残留，不要循环使用。若装饮品不要购买。PE聚乙烯

常见保鲜膜、塑料膜等。高温时有有害物质产生，有毒物随食物进入人体后，可能引起乳腺癌、新生儿先天缺陷等疾病。保鲜膜别进微波炉。塑料瓶的标识：PP聚丙烯

常见豆浆瓶、优酪乳瓶、果汁饮料瓶、微波炉餐盒。熔点高达167℃，是唯一可以放进微波炉的塑料盒，可在小心清洁后重复使用。需要注意，有些微波炉餐盒，盒体以5号PP制造，但盒盖却以1号PE制造，由于PE不能抵受高温，故不能与盒体一并放进微波炉。

PS聚苯乙烯

常见碗装泡面盒、快餐盒。不能放进微波炉中，以免因温度过高而释出化学物。装酸（如柳橙汁）、碱性物质后，会分解出致癌物质。避免用快餐盒打包滚烫的食物。别用微波炉煮碗装方便面。塑料瓶的标识：PC其它类

常见水壶、太空杯、奶瓶。百货公司常用这样材质的水杯当赠品。很容易释放出有毒的物质双酚A，对人体有害。使用时不要加热，不要在阳光下直晒。禁用范围从奶瓶到包装材料，尤其是食品包装材料，人员从婴儿到成人，都可能造成影响。最近我国上海瑞金医院通过研究发现，采用加入双酚A的塑料制品，还增加了患Ⅱ型糖尿病的风险。内分泌干扰物代表性物质及其作用几种天然环境内分泌干扰物的结构式有机氯类环境内分泌干扰物的结构式几种有机锡、烷基酚类环境内分泌干扰物的结构式环境内分泌干扰物作用的特点和接触途径

环境内分泌干扰物作用的特点:

在环境中不易分解，其作用具有延迟性通过食物链有积累和放大作用作用时间的特殊性和复杂性环境内分泌干扰物常具有脂溶性，一旦进入生物体内往往不容易排除

食物链与生物放大效应（DDT例）

美国大湖地区水生食物链的生物放大现象（多氯联苯）

环境内分泌干扰物的来源较为复杂，现以环境内分泌干扰物中的Dioxin（二恶瑛）为例加以说明:Dioxin是一类含氯的多环芳烃化合物的总称，包括75种多氯联苯和135种氯二苯呋喃。

Dioxin的产生与来源主要有：

1.大自然的火山爆发和森林大火，约占60%

2.

汽车等的尾气排放，约占20%

3.其它发生源如垃圾焚烧炉，约占7%

4.纸浆加氯消毒漂白过程

5.杀虫剂与落叶剂的制造和使用过程Dioxin毒性很大，称为“世纪之毒”，其LD50=0.6µg/Kg；

许多情况下，Dioxin是超微量的，因此Dioxin的分析检测是一大难点，关键是对样品进行恰当的预处理。国家或地区

排放标准

美国

13-125ng/m3（纳克/米3）

德国

0.1ng/m3（纳克/米3）

中国台湾

0.1ng/m3（纳克/米3）

有关国家和