关于城市中自来水的真相
原作者：重庆昕晟环保科技有限公司 总经理 程立
来源：仪器信息网
最近，常常被城里人吐槽，到无力吐槽的自来水，形象是这样子滴：浑浊、发黄、有异味（氯气味、臭味、铁锈味？）；还有水中看不见、闻不到，坊间传闻中那些可怕的致癌有机物【想想这两天被热炒的NDMA（亚硝基二甲胺）】、铅等有毒重金属；也有让人喝了之后拉肚子的致病微生物；有时候， 甚至！还看得见红虫。。。对，你没看错，就是虫子！还是活的！
不幸的是，有些地方，有些时候，这些事情就没有防备，没有预兆，真实地发生了！
举个例子：
铅，可谓是这两年自来水界的网红，先是去年香港某几个公屋的自来水爆出铅超标，当时差点让大陆生产的水龙头背锅~不少人说又是劣质水龙头含铅造成的，特区政府如临大敌，花费巨资调查，免费为居民提供净水设备，同时为受影响的居民特别是儿童，孕妇检测血铅，搞得沸沸扬扬。经过几个月的调查终于发现，原来是水管所用焊接材料中含铅，使得铅进入到自来水中了。
今年初又爆出美国密歇根州弗林特市自来水铅超标2年多才被披露，州政府和联邦政府相继宣布弗林特进入紧急状态，同样是为儿童、居民检测了血铅，这次发现是水源的问题，又赶紧提供瓶装水、更换水源等等，调查结果导致3名政府官员被起诉；最后CNN还播出了美国总统奥巴马的“喝水秀”，他老人家专程到弗林特现场当众喝下已经处理过的自来水以显示其已安全了。不过，有看过视频的朋友告诉我，在他举起水杯、喝下第一口水的那一瞬间，看起来似乎也有过些许的迟疑（纯属八卦，有兴趣的诸君可以自己去找这段视频来研究），最近又爆出美国国会大厦某办公楼饮用水铅超标的故事，真是大戏不断，十分火爆！
由于铅对人体健康的威胁，尤其是“对铅接触在导致儿童智力残疾方面的作用”，世界卫生组织（WHO）把上周（2016年10月23-29日）定为了“预防铅中毒国际行动周”，行动周的目标之一是提高人们对铅中毒的意识。（不要恐慌，水中铅超标只是铅接触的途径之一；对儿童来说更可怕的还有含铅涂料）。
其实，你可能不会想到，自来水的产生，可远不是你看到的那样简单。
自来水，并非”自来”，那可是个技术活儿，而且是20世纪最伟大的技术成就之一！
说到技术成就，自来水在2000年美国工程院评选出的“20世纪最伟大20项工程技术成就”中位居第4，排名仅次于电力系统、汽车、飞机；入选理由是：“为人民提供干净和充足的饮用水，大大减少了疾病的传染，显著提高了人民的生活质量和平均寿命”。听起来，瞬间仰视，高大上了有木有？
在技术的万丈光芒下，理想的自来水应该是这样子的： 清澈，甘甜，没有异味，没有有机污染物、重金属、微生物污染；
曾经在文艺小清新的心目中，理想的自来水是这样子的：“无论你在城市的哪个角落，在酣睡还是在狂欢、或者绞尽脑汁工作学习打电玩，自来水都在水管里静静地流淌，不舍昼夜，随时满足你的需要，默默奉献着忠诚？”
作为城市居民最重要的生活必需品（这里没有之一，请自行脑补停水以后的无助与慌乱！水是生命之源，失去了才知道珍惜），自来水和电力系统、公共交通系统一起，为城市的更加美丽、宜居，为“Better City， Better Life”提供了坚强的支撑。
每一个城市，都有着自来水供应系统在默默运转，为市民们源源不断地提供清洁水，让更多的人来到城市，获得更方便的生活，更多的工作和发展机会，交往到更多的朋友，让越来越大的城市有能力接纳更多怀有梦想的人。（热泪盈眶，此处应有雷鸣般地掌声。。。）
那么问题来了，20世纪最伟大的技术成就之一，又支撑着城市发展梦想的自来水为什么会在公众心目中变得如此不堪？理想和现实的距离真的就这么大？
一般情况下，传说中的自来水“从源头到龙头”全过程是这样子的：从水源地取水-水厂处理-加压进入输配管网-高层二次供水-家庭输水管道和水龙头。从水厂出来的水，需要经过输配管网、二次供水、家庭输水管道这样漫长的旅程，才能最后流出水龙头。
先来说说最最重要的水源，清洁水源是生产高质量饮用水的前提，自来水的品质当然需要有好的水源来保证（澄清一下：这里绝对没有为XXX泉打广告的意思）。传统的水源主要有地表水（江河、湖泊，水库）和地下水，按照水质的不同，分为了五类水（数字越小，代表水质越好）。来看看中国水源的底牌: 按照”2015中国环境状况公告”的数据，在全国972个国控（就是环保部直接监控的意思）地表水断面中，I类水占2.8%；II类水占31.4%；III类水占30.4%；其余是IV类和V类水；5118个地下水监测井中，水质呈优良的比例为9.1%；良好的比例为25%；较好的比例为4.6%；较差和极差的比例分别为42.5%和18.8%（地下水采用的是综合评分法，可以简单理解为水质为较好的地下水经过处理也可以作为饮用水水源）。在全国338个地级以上城市的集中式饮用水水源地中，有557个地表水水源地，达标水源地占92.6%；358个地下水水源地，达标水源地占86.6%。
数字有点枯燥，不好意思，下面说点更枯燥的：目前中国地表水成为达标水源的标准是达到III类水质标准就可以啦；对这样的说法，业内存在争议，有些专家认为达到II类水质标准的地表水才能作为饮用水水源；举两个重要的水质参数为例：高锰酸盐指数（表示水中有机污染物的情况）II类水质标准的限制值为4mg/L，III类水质标准是6mg/L；而饮用水标准中这个值是3mg/L。专家们表示: 现有传统的饮用水处理工艺很难将6mg/L降至3mg/L以下（解释一下：在水中，1mg/L相当于百万分之一，就是0.000001）。
还有前面提到过的铅，II类水质标准的限制值为0.01mg/L、III类水质标准是0.05mg/L；而饮用水标准这个值是0.01mg/L，相差还是有好几倍的。
那么，问题又来了，既然III类水做饮用水水源有风险，为什么不规定只能用II类和I类水呢？这下枯燥的数字的力量就体现出来了：国控的地表水断面中，II类和I类水加起来只有34.2%；这点水量要满足越来越多的城市人口，只能是“臣妾做不到啊”。
补充说明：水质的分类标准，都是依据水中污染物浓度范围来制定的。
地球上的化学物质千万种，有天然形成的；也有大量人工合成的，包括最近很多人都在关心的抗生素和内分泌干扰物（题外话：当然感冒了要多喝水，原因可不是水里抗生素多呀）；不管怎样，在谈到水污染时，千万不要忘记：浓度!浓度!浓度!
这里借用医生的名言：“抛开剂量谈毒性都是耍流氓”，我要说：
“离开浓度讨论污染就是耍流氓”。
还有，人体每天都会通过各种途径，空气、食物、化妆品等等，接触到大量化学物质，绝对不止有饮用水一个途径，在谈到所谓致癌、致病的时候，一定要清楚，请不要让饮用水成了背锅侠。
以这两天火热的“NDMA-亚硝基二甲胺”来说，中国“食品安全国家标准-食品污染物限量”中规定的肉制品中NDMA的限值是3µg/kg，鱼制品是4µg/kg；WHO饮用水水质准则”规定饮用水中NDMA的限值是0.1µg/L；有文献报道，啤酒和烟草中也都含有NDMA，不过，和中国的饮用水卫生标准一样，目前食品安全标准还没有规定啤酒和烟草中NDMA的限值。（友情提醒以啤酒当水喝的和成天吞云吐雾的诸君留意） 。
近日，一个词儿火了：“水中PM2.5”？！
关于浓度，WHO（世界卫生组织）在其官方《饮用水水质准则》中确定饮用水有关化学物质浓度准则值时，综合考虑了通过直接饮用、淋浴时皮肤接触或易挥发性物质通过呼吸摄入多个因素，以及食物等其他途径的摄入量，要求是“终生按此剂量摄入，不会产生明显的健康危害且在一定的安全范围内”。（听起来是不是考虑得很周全的样子？）
其实，现在的饮用水水质标准非常严格，中国饮用水卫生标准设定的检测参数就有106多项。达标的水源，经过水厂严格的处理，以及处理过程中和出厂前的水质实时监测，完全可以保证制造出合格安全的饮用水。
“絮凝-混凝-沉淀-过滤-消毒”是自来水常规处理工艺；这个工艺能有效降低处理水的浑浊度，同时能去除微生物99%以上，还能保存水中有益的矿物质和微量元素。 为了杀灭水中的病原微生物，必须消毒。氯作为目前成本最低而且具有杀菌效果好、持续时间长、相对安全等优点，一直占据着饮用水主流消毒剂的铁王座。虽然功劳很大，但是树大招风，常常遭到吐槽：
一是让人谈虎色变、据说有致癌性的各种消毒副产物的生成，
二是水龙头出水的氯气嗅味，让人感官不太能够接受。
说到消毒副产物，以三卤甲烷为代表的消毒副产物的生成量主要受水源中有机物（还记得高锰酸盐指数吗？）的含量影响。美国《水和废水监测方法》规定有一个参数叫做“消毒副产物生成势”，是专门评估水源消毒副产物生成潜能的。简单来说，如果是达标水源，都能保证氯消毒副产物的浓度在饮用水标准限值以内，大可不必担心。
至于出水的氯气嗅味，主要是要保证自来水在管网中长距离输送时还能保持杀菌能力，饮用水标准规定，管网末梢水的余氯含量不等低于0.05mg/L，这个浓度下，有些嗅觉比较灵敏的人确实会有反应。不过，个人意见，为了保证饮用水的安全，还是忍受一下为好。
重金属离子浓度高的水源，不会被选来作为自来水的水源，这几年无论是发生在四川广元嘉陵江的锑污染、还是广西龙江的镉污染，都是突发性的重金属污染事件，发现后都得到了快速的处置。
如果监测到水溶性有机化合物浓度较高的水源；或者，为了尽量降低饮用水中抗生素、内分泌干扰物这类新兴化学品的浓度，又或者为了改善饮用水的嗅味等，就会采用饮用水深度处理技术，以保证出水的有机物浓度达到饮用水标准的要求。
饮用水深度处理技术，在中国前些年应用较多的有臭氧活性炭工艺、膜过滤工艺；最近已经开始在采用紫外线消毒（近年北京市以“南水北调”来水为水源建设的郭公庄水厂就采用了紫外线消毒工艺）以及其他的饮用水高级氧化工艺，目的就是降低自来水厂出水中有机物浓度、减少消毒副产物的产生（当然前提还是要保证消毒效果）。在追求安全饮用水的道路上，自来水行业一直在尝试各种先进的深度处理技术，这个话题以后有机会再聊。
经过检测，水厂处理好的水，还需要通过输配系统送往城市的各个角落。
在输配系统中，自来水水质的主要风险是输水管材和管材接合部件的腐蚀，发生过由于腐蚀引起的铅等重金属的溶出，导致在管道中停留时间过长的水中的铅浓度超过饮用水标准规定的限值（前面提到过是0.01mg/L）。
当然，最让人讨厌的是“爆管”和“停水”，相信每个城里人都碰到过这两位的骚扰，不管什么原因引起的停水，在恢复供水的初期，供水管道的管壁会受到冲刷，导致生物膜等附着物脱落，造成黄水现象，严重时，还会引起细菌超标。
自来水厂可谓步步”精心”，自来水则是步步”惊心”，终于来到了小区门口。这时，如果你是别墅主人，或者接地气的房主（6层以下），这水就能直接进到你家里了。如果不是上面两种，或者你是不幸住在了像重庆这样的山城，那么，你可能还要等等，等二次供水系统的帮忙，才能顺利收货。
蓄水池或水箱是采用最多的二次供水设施，密封不好的水池，容易受到污染，有时候，会有一种叫做摇蚊的昆虫飞进去产卵，孵化以后就是我们偶尔见到的“红虫”。不过，只要做好水池密封，定期清洗（法规要求的是每年至少清洗两次），这些问题是可以避免的。
影响二次供水水质还有一个因素，是自来水的停留时间，如果水池或者管道中长时间停滞不动，容易引起微生物的生长，带来风险。
在自己家中也存在着影响水龙头出水水质安全的因素。装修时购买的管材和水龙头质量以及接管时用的焊剂，前面提到过的香港公屋铅超标的原因就是管道中的焊接剂没有用无铅材料。介绍一个简单的做法，可以降低风险：每天早晨打开水龙头先让水放1-2分钟，再接水来用。还有就是：千万！千万！不要直接用管道中放出的热水煮饭，烧开水来喝！因为铅更容易溶解在热水中。
这里做个总结：水龙头出来的自来水水质安全受到三大因素的影响，分别是：水源的水质状况（最好的水源是达到I、II类水质标准的水）；水处理工艺，必要时采用深度处理技术；最后是合格的管道和管件材料以及输配系统的运行状况。
相应地，WHO（世界卫生组织）提出的饮用水安全主要目标是：防止或减少水源污染、通过水处理减少或去除污染物并防止饮用水在贮存、输配以及使用过程中可能造成的污染。
作为一个复杂的系统，城市供水系统在实际运行中难免会有突发性问题发生，只要选择了达标的水源，对系统运行状态和关键性水质参数及时做好监测，并制定好可实施的应对措施，现有的城市供水系统是可以保证持续地供应安全饮用水的。
现在，中国许多城市都在开始建立从水源到水龙头出水整个供水系统的运行监测计划（上海市今年就已经开始通过几个官方渠道，定时向公众公布水源地水质达标情况和管网末梢水质检测数据，赞一个），随时关注从水头到龙头的水质变化，以采取针对性的措施来保证安全的饮水。您在家中收到洁净安全的自来水时，虽然不能”晒图返现”，但也会真心给出五星好评啦！
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