水隐私——自来水的前世今生
资讯 | 2015年05月22日
  水是人体最重要的组成部分。人的身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。这套储水系统一方面让我们能在短时间 内适应暂时的缺水,另一方面,如果不及时补充水分,健康就会受到各种困扰。其实,许许多多疾病的起因并没想象的那么复杂,仅仅是身体缺水造成了代谢功能的 紊乱,进而导致了诸多疾病的产生。而治疗这些疾病的方法简单得难以置信,那就是:喝足够多的水。
  然而,水能载舟,亦能覆舟。有一本美国医生 写的畅销书说:水是最好的药。但他说的水是有条件的,那就是,所喝的水必须是没有外源的微污染,但又保留了水中天然存在的矿物质。如果水中的微污染没有加 以去除,那水就不再是药,而是毒药了。因此说洁净的水才是多喝水的前提条件。那么,大多数人喝的自来水情况如何呢?
  水微污染呈放大效应
  让我们先去上一堂小学自然课。老师让学生用显微镜观察生水,然后回答两个问题:在水中看到了什么?今后还会不会喝没烧开的生水?相信小朋友肯定会说,看到很 多小虫子,再也不敢喝生水了。所以在我的童年时代,大人不让小孩喝生水的理由就是害怕会闹肚子。因为那个时侯在乡下溪河的水是很少会有化学污染的。
  当今中国的情形却发生了很大的变化,细菌、病毒等微生物污染很容易控制,只要是自来水,都经过了消毒步骤,多数的致病菌会被杀死,再者,国人通常都是烧开才 喝,细菌、病毒耐受不了高温的烧煮。然而,过去的三十年,中国经济快速发展的一个最大的负面效应就是环境遭到了极大的破坏,农业生产中大量使用的农药、化 肥,养殖业饲料中大量使用的激素、抗生素,工矿企业排放的废水、居民的生活污水均排入江河,现在很多地方的溪河鱼虾绝迹即为明证。不幸的是水中的化学污染 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,累积中毒是渐变的、长期的过程,但却是致命 的。众所周知,癌症都有一定的潜伏期,原因如此。
  因工农业生产及人类的日常活动排放至水中的有毒污染物,即使含量极微,都可能被逐渐累积至 产生三致(致癌、致畸、致突变)效应的程度。这些含量低微的污染物,可能未被水质标准列入检测对象,或者水中检测到的浓度低于法定的标准,但由于水中含有 多种这类微污染物,当它们在水中共存时,会发生相互作用与协同效应,其毒性将成百上千倍地放大,从而危害人类健康。
  但大多数人出于禁忌或者 其他各种理由,一直对水体中的微污染现状保持沉默。当我去年开微博之初,即在解释水中微污染成因的同时提出“自来水即便烧开了也不能喝”的观点,不但让同 行和新闻媒体大吃一惊,连公司内部的员工也善意地提醒我:这个说法太超前,会得罪人。但我继续披露水中含有微污染的事实,因为Suntar国际集团的博士 后工作站及我在大学的研究团队一直从事这方面的研究,积累了大量的资料,发现了许多鲜为人知的事实。
  水中的微污染并不会因为大家的禁忌而改 变。在不少发达国家,住户很容易到当地公共事业部门査询巿政自来水水质报告,或者可上当地有关部门的网站查询,水中各项水质指标的实际含量和标准含量都很 清楚。但在中国国内,我相信很少有人能够取得类似的水质检测报告,非专业人士也鲜有知晓自来水的国家标准。当然,普通市民更不清楚自家水龙头流出来的水含 有或不含有什么对身体有害的物质。这种状况跟空气污染中的PM2.5一直迟迟得不到检测并公开的情形类似。真实的原因其实很简单,既跟当前的自来水检测配 套跟不上有关,也跟国内现有自来水处理工艺的出水无法满足国家标准而不好意思公开等有关。
  自来水国标20年不变
  自中国第一个自来水厂在上海杨树浦投产,至今已有130年的历史。在此期间,中国已建了成千上万个自来水厂,几乎涵盖了所有镇级以上的行政区域,绝大多数人通过自来水满足生产生活需要。
  1956年,中国实施第一个饮用水水质标准,当时仅包括15项监控指标,主要是感官状物理性污染与微生物病菌指标。那个 时候,新中国建立不久,环境污染小,同时监测技术也落后。
  1976年,自来水监控指标増加到23项,重金属中的五毒指标均包括其中。
  1985年,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。进步大的同时也留下后遗症,即该标准制定后20年不变。
  2006 年,国家颁布了最新一版的饮用水质标准,检测指标从35项增至106项,新増了71项,俢订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,可见国家已高度意识到有机物污染对人类健康的影响(也即是前面我们提到的致癌、致畸、致突变“三致” 效应)。这些物质通常表现为慢性中毒,即在人体中累积到一定程度才体现其危害性。这一新标准原计划2007年7月1日开始执行,但因大家都能意会的原因, 该标准实际根本没法实施, 因此把强制执行的时间推迟到了今年的7月1日。
  简单地说,实际上现在中国各地水厂执行的还是1985年的水质标准,滞后的让人无法想象。1985年,我刚大学毕业,记得当时不少江河都可以直接游泳,许多地方农村的儿童仍能在江河里抓鱼摸蟹,甚至在渴了的情况下,直接在河里喝口水。
  今 年7月1日马上就到了,那么相应的自来水厂准备好没有?只要问一下身边在自来水公司工作的朋友,自2006年颁布新标准以后,他们单位已经采取哪些技术手 段与措施升级改造他们的自来水厂?结果一定会让人大失所望,可以说,大多数自来水厂的答案是否定的。至2009年底,全国县以上4000多家自来水厂 中,98%仍使用传统工艺。预计到2012年7月1日饮用水新标强制执行开始,采用深度处理及膜技术改造的水厂比例不会超过3%。原因很简,同国家标准一 样,政府在制定新版标准时已经意识到了有机物污染控制的重要性,但大多水厂现有的工艺条件却没法按照国标完全减少污染物。
  目前普遍釆用的自来水处理工艺无法去除有机物
  自来水处理工艺目前已经走过了四代。第一代是传统的四步法常规工艺,第二代是采用臭氧-活性炭深度氧化法,第三代是采用超滤膜组合工艺,最新的第四代是采用纳滤技术。
  在 中国国内,97%的自来水厂仍停留在第一代的传统的四步法,即常规的水处理工艺,一般情况下,水源经取水泵房取水到水厂加混凝剂、反应、沉淀、过滤、然后 加氯消毒到清水池,再通过漫长的管道送到千家万户。如果是高层用户,还需要通过楼顶的水箱或水池进行二次供水。
  自来水传统的混凝、沉淀、过滤、加氯消毒四步法工艺,主要目的是消除水中的浊度等感观状污染以及病原微生物等,改善观感及杜绝水致传染病的传播。但这种传统的净化方式,随着污染的加剧,已经难以适应需求,不断有专家学者提出质疑,主要是:
  一、 自来水原水先要经过混凝、沉淀、过滤三个步骤,旨在把水澄清,也就是把水的浊度、悬浮性固体等物理颗粒污染物去除。混凝通常会加入铝或铁盐作为絮凝剂以强 化效果,但其负面效应是若添加过量可能引发自来水中的铝、铁含量过高,过量的铝、铁随水进入人体后会积蓄在脑细胞等组织中可能会有负面效应。例如,长期饮 用铝混凝剂处理的自来水可能会引发老年痴呆症等多种顽症。
  二、多数自来水厂以浊度等感官指标作为平时出水水质的主要监控参数,难以保证出水的重金属和有机物指标的安全性。
  三、 自来水水源微污染的头号敌人是有机物。地表水源水在自来水厂中经澄清和去色处理后,水中仍残留有较多的农药、化肥等有机物。用传统的液态氯消毒法进行消毒 处理时,氯与这些有机物作用能生成多种具有致癌、致畸、致突变作用的有毒副产物,其量往往超过自来水水质标准的规定。传统自来水处理的混凝、沉淀、过滤、 加氯消毒四步法工艺不但在去除农药、激素、抗生素等小分子有机物方面效果极其有限,而且当这些有机物遭遇水中的溶解氯时还会产生一系列致癌的加氯消毒副产 物。可惜,多数公众对此并不知情,即使有些专业人士也可能把余氯与加氯消毒副产物混淆。
  四、供水管道腐蚀造成传输过程中的二次或多次污染。 中国城市早年安装的自来水输水管材多数是镀锌管,它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、腐蚀等,进而导致铅、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。即使政府有安排预算改造,但因其盘根错节,难度远非想象。
  五、 管网污染的另一严重问题是居民小区的二次供水。因自来水末梢水压等问题,通常超过六楼的房子都由顶楼的水箱或水池供水。但高楼水箱、水塔大多缺乏日常的卫 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水箱或水塔,致使各种沉积物越来越多,甚至出现腐烂的 动植物尸体等。媒体报道的极端情况是,市民打开水龙头,里面竟然跑出一条蚯蚓出来。二次水供产生的问题由此可见一斑。观一斑而窥全豹,原因是各城市自来水 厂一般由城市建设部门管理,但二次供水设施归卫生部门监管,自来水厂不愿“多管闲事”,而卫生部门通常又无力监管,主要负责审核颁发消毒许可证,问题由此 而生。
  普通自来水烧开了也不能喝
  很多人在判断自来水安全不安全的时候,还是以简单的拉不拉肚子来衡量。其实,只要水烧开了, 高温杀死了细菌病毒,一般情况下就不会拉肚子。但类似有机物、重金属等对人体有害的物质,并不会因为水烧开了而消失。有害物质将在人体内渐进的积累,慢慢 侵蚀大家的健康。看过前述文字,相信大家基本明白了现有自来水的缺陷,我接着再把问题推进一步:为什么自来水烧开了也不能喝。
  大约是去年, 中国一家知名的媒体提出一个“拯救男孩”的问题,说现在的小男生越来越中性化,男孩子越长越漂亮,但对女孩子越来越没有兴趣。美国科学家的调查研究结果发 现,由于江河湖泊的水体被有机物污染,而传统的四步法自来水处理工艺又很难去除水体中含有的低微的环境激素,而它的分子结构和雌激素相近,正是它影响了男 孩的雄性发育特征和性功能。由此可见,环境污染对人类的深远影响实在难以估量。据统计,近年中国男性平均精子数急剧减少与自来水中可能含有低微的环境激素 密切相关。
  环境激素的研究已被视为关系到人类子孙后代能否正常延续下去的问题,并成为全球关注的热点。遗憾的是,现在国内除了专业的研究人 员,社会各界对此知之甚少。需要特别说明的是,自来水中残留的环境激素,虽然其浓度非常低微,一般的分析仪器根本无法检测到其存在,但它不易降解、残留期 长,可通过生物浓缩和食物链放大使其在人体内富集,进而扰乱人体的分泌系统、神经系统和免疫系统。当孕妇的饮用水那怕含有百万亿分之一浓度的激素时,都可 能导致受精卵基因密码的改变,从而对胚胎的发育和以后的成人产生永久的危害。
  目前已经认定环境中有40多种环境激素,其中多半是氯代有机物,它们会与人体和动物的内分泌系统发生交互作用,干扰其雌激素、睾酮、甲状腺等的正常功能,临床上表现为生殖障碍、出生缺陷、发育异常、代谢紊乱及某些癌症等。
  现 在再来讲我在微博中反复强调的加氯消毒副产物。大家在游泳池的时候会发现,其气味跟直接喝自来水相似。这就对了,因为自来水和游泳池都是加氯消毒的。氯作 为国内最普遍使用的自来水消毒剂,在杀灭病菌方面功勋卓著,其本意是杀灭水中的细菌与病原微生物,这在早年工业不发达、不用农药化肥的农耕时代是可取的方 法。但近三十年来工农业的快速发展,水中的有机物急剧增多。氯不但与水中的病原菌作用,还会与水中的有机物反应生成一系列致癌的加氯消毒副产物,它常被忽 视而致大害。科学已经证明饮用水的加氯消毒副产物是肾癌、结肠癌等多种不治之症的诱因。
  有媒体请来专家支招说,大家烧水的时候揭开壶盖,而 且烧开后要多煮一会,以便余氯等有毒物质释放。这样做对去除余氯确实有点作用,不过,自来水消毒的危害并非余氯,而是已经被科学证明会致癌的加氯消毒副产 物。非常抱歉,它们水烧开后放多久都不会消失。而且,自来水中残留的重金属、农药、激素、藻毒素等化学污染物,烧开也去除不了。
  重金属污染 虽然是局部性与区域性问题,但一旦污染水源,水厂对其的处理效果也是极其有限的。从化学的角度,密度大于4.5的金属都可以称为重金属;从生命科学与环境 毒理学的角度,重金属是特指汞、镉、铅、铬、砷等具有显著生物毒性的元素,它们在水中不能被分解,具有被富集、浓缩与放大的效应等。
  中国汞 排放世界第一,汞污染还在发展中。今年刚出版的杂志《国际环境》刊登了多国28位科学家对欧洲、美洲摩洛哥和中国儿童血液里汞含量。中国儿童(以贵阳为代 表)在0.99-4.3微克/升,平均水平比欧洲各国高3倍以上,仅次于厄瓜多尔,排第二。汞与镉都是对生物体有害无益的重金属元素,对它们毒性的认识可 追溯到早年在日本发生的两大公害:水俣病与疼痛病。
  现在,大家应该明白为什么自来水烧开也不能喝的原因了吧?我们再总结一下,就会更清楚:
  1. 多喝水有助健康。但如果水不安全,多喝水也容易导致疾病。人的疾病80%与饮用水有关,许多疾病都与饮用水的污染程度密切相关。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,因而可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、反应,进而影响人 体正常的代谢功能,导致免疫力下降,引发疾病,乃至癌症等等。
  2. 水中的化学污染物包括农药、激素、药品及个人护理用品、石油烃、挥发酚、藻类分泌物等有机物及重金属无机物等等,它们在中国的江河湖库中无处不在,无时不 有。几乎所有自来水的水源都面临上述化学污染物。传统的净水工艺不但无法去除它们,而且还会与水中的有机物反应生成致癌的加氯消毒副产物,毒性不减反增。
  3. 水烧开了的确可以杀死大部分细菌、病毒,避免拉肚子,但水体中容易导致癌症的有机物、重金属、消毒副产物等,不会因为水烧开就消失,不同的微污染物可能在加热的过程中发生了化学反应,新的产生可能对人体的毒性更大,三致效应甚至可能更为严重。
  4.一杯安全的水,应该至少做到三点:一、不含有泥沙、铁锈等看得见的感观状物理污染物;二、去除了细菌、病毒等微生物污染物,保证不拉肚子;三、去除了重金属、农药、激素、药品及个人护理用品、石油烃、挥发酚、藻类分泌物等化学污染物。