曲久辉院士：饮用水水质安全保障的几个难题与应对策略

曲久辉院士：饮用水水质安全保障的几个难题与应对策略

饮用水安全是关系到人民群众身体健康和生命安全的重大民生问题。近年来，随着科技的进步和管理的加强，我国在供水质量、供水科技、供水管理等方面取得了显著进步。然而，面对未知病原微生物、有毒无机物和有毒有机物等新挑战，如何保障饮用水安全成为摆在我们面前的重要课题。

在第二届城镇净水厂建设与运维技术推广交流会上，曲久辉院士分享了关于饮用水水质安全保障的几个难题与应对策略的主旨报告，针对中国乃至全球饮用水水质现存及未来的安全问题进行了详细客观的分析和解读，他特别提到，“20多年来，中国在供水质量、供水科技、供水管理等方面，都取得了跨越式的进步。”

在国内国外已经取得很大成绩的情况下，水质的未来发展仍然存在三个主要难题，未知病原微生物控制、有毒无机物的极限去除、有毒有机物的高效去除。

一、未知病原微生物的控制

世界上有20多亿人用水不安全，并不是消毒副产物等因素，而是许多人关注的生物问题。水中的病原微生物主要包括病原菌、病毒和原生生物，微生物量过高，不仅影响水质，达到致病剂量时，还会导致胃肠炎、腹泻、霍乱等人体疾病。据研究，水中的微生物污染主要来自于循环体系的粪便代谢过程，会产生已知或者未知的致病微生物，进入水循环中。

针对水中的病毒，尽管偶尔能在水质检测中检测到，但目前为止并未影响水质。由于病毒在进入水体环境后不能增值，因此在水环境中会随着时间变化而减少，但仍有资料表明，某些病毒在地下水中1000多天后仍具有少量活性，因此可以怀疑，能传染人的病毒是否会通过某些途径进入地下水进而传染人类，究其来源，介水病毒可能来自于重大自然灾害、实验室泄露等无意排放、恐怖性杀伤和敌对性生物武器等恶意排放，因此对介水病毒的研究和预防对于保障饮用水安全有重大意义。对于一些介水病毒能否存在于水厂等水环境中的问题，也有待探讨。

对于未知的病毒，有时会因为缺乏检测方法而检测不到，但饮用水处理中的常规处理和安全消毒足以保障饮用水的安全。但也有特例，如荷兰的饮用水并不需要消毒，其采用的是河岸渗滤的方式，数据表明是非常有效的，在长达三个月甚至半年的过滤过程中，有些病毒被氧化，有些被吸附，达到去除病毒的目的。这也给我们启发，针对未知病毒，能否在水源处增加措施进行预防，数据表明，30米河岸可实现8个对数级的病毒去除，此外，该方法对军团菌的去除也是有效的。

因此，高风险介水病毒的应对措施，应着重在水介质中典型病毒的准确检测方法、未知和已知病毒的预警技术、饮用水中突发病毒的高效处理和快速消杀、供水末端水质安全保障措施、致病生物健康危害的供水全过程防范系统改善等方面下功夫，如国内的重点研发计划项目之一“长江流域饮用水病原微生物数据库构建及风险管控技术”，拟通过建立完备准确的数据库进行预防和控制。

二、有毒无机物的极限去除

水中常见的无机物有砷、氟、溴酸盐、碘等，对于人体健康有重大影响。

针对水中砷的去除，现如今的技术已经比较成熟，但随着生活品质的提升，行业面临新的难题，即极限技术，将水中的有毒有害物质尽可能地极限去除或彻底去除。例如对于砷的残留规定，世界卫生组织和国内现行饮用水标准都规定的是10ppb（ppb为十亿分之一的浓度单位）以内，但荷兰正在考虑将1ppb上限写入标准，这也许开启了饮用水水质保障的新纪元，可采用纳滤、吸附等方法实现砷的去除。所以未来水质管理方面的准备，就在于能不能应对有毒有害物质极限残留，开发出更能规模化应用且有效的处理方法。

碘作为水中常见的无机物，在中国山东、内蒙等地多有出现，水中碘含量过高会导致甲状腺肿等疾病，同时在处理过程中也会产生一定有毒副产物，故而实现碘的去除也十分重要。碘在水中主要是以碘酸盐的形式存在，此时是无法去除的，但可通过将碘酸盐转换为碘单质，再利用吸附的方法进行去除，但在转换过程中又会涉及到加药，随之而来的药剂问题和成本问题让碘的去除难度有所增加，所以还有待新方法的发掘和应用。

总之，对于水中有毒有害无机物的控制，一方面应当从水源入手，以更清洁的水作为水源，另一方面，是采取高效的净化手段，两相结合，保障饮用水的卫生安全。

三、有毒有机物的高效处理

美国环境保护署在2023年实施的饮用水标准中提到，将全氟化合物（PFAS）中的全氟辛酸（PFOA）和全氟辛基磺酸（PFOS）的最高污染物水平控制在4ng/L，极低的浓度限值震惊世界水行业的同时，也让人怀疑其合理性和参考价值。

这里提到的全氟化合物是一类具有全身多脏器毒性的环境污染物，它具有生殖毒性、诱变毒性、发育毒性、神经毒性、免疫毒性等多种毒性，正是由于其累计特性和广泛毒性，全氟化合物作为新兴污染物逐渐进入人们的视野。

目前去除全氟化合物的可行方法主要有三种，一是利用改性活性炭，例如有研究用硅酸盐进行改性，增加活性炭表面的亲水性，不仅没有毒性，而且成本较低；二是从管网的羟基铁化合物能吸附部分全氟化合物入手，研究管网内全氟化合物的分布，将其控制在水龙头之前；三是生物处理的方法，微生物在特定金属催化酶的作用下敲掉全氟化合物端点上的一个氟，破坏其结构。

总结起来，应对全氟化合物需在源头控制、监管体系、净化技术等方面下足功夫。

综上，目前乃至未来十年水行业面临的两大难题，一是未知和突发性致病微生物的监测与防控，二是毒害化学物质的极限残留。随着更深入的研究和有关部门的重视，我们相信更安全更健康的饮用水指日可待。

本文原文来自《中国水利报》