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饮用水中亚硝胺不容忽视水厂膜处理工艺并非可有可无
《南方周末》记者 袁端端 李蕊 万晓华 / 时间:2016-10-18 08:39:38

  据南方周末网2016年10月14日讯 “它像极了当年空气污染中被忽视的PM2.5。”多数学者认为其不会影响安全,但亦有人担心,饮水长时间富集,可能产生一些病变。“尽管亚硝胺在水里含量极低,但饮用水太重要了,涉及所有的人群,特别是要考虑敏感人群,比如儿童、孕妇和免疫缺陷的群体。”
  历时3年多,覆盖全国23个省、44个大中小城市和城镇,从出厂水、用户龙头水到水源水,针对饮用水中亚硝胺浓度和种类的科研调查,是迄今为止国内最大最全面的一次。
  “调查结果出乎我意料:一是种类那么多,二是浓度比想象的高。”负责上述饮用水调查的清华大学环境学院副教授陈超告诉南方周末记者,他从事亚硝胺类消毒副产物研究已近十年,但人们最近才开始关注和重视饮用水中的亚硝胺。
  由清华大学环境学院国家环境模拟与污染控制重点实验室主持的这项全国调研报告,一系列颇有价值的数据正陆续被公之于众:
  “中国是世界上亚硝胺检出情况最为多样的国家,在水中检测出9种亚硝胺类物质,其中亚硝基二甲胺(NDMA)的浓度最高。”
  “中国的出厂水和龙头水中的亚硝胺检出情况要比美国严重,出厂水和龙头水中NDMA的平均浓度分别为11和13ng/L(纳克每升),水源水中的亚硝胺前体物(母体物质)平均为66ng/L,除了NDMA之外的亚硝胺在中国的检出率是美国的数十倍。”
  “在全国范围内,长三角地区有最高的亚硝胺风险,出厂水和龙头水中的平均浓度分别为27和28.5ng/L,其中水源水中的亚硝胺前体物为204ng/L。”
  国际癌症研究署(IARC)把亚硝胺列为2A类致癌物,即人类很可能致癌,该类致癌物对人类致癌性证据有限,但实验动物致癌性证据充足。
  目前,美国的两个州和加拿大的安大略省在饮用水卫生标准中规定了亚硝胺类(NDMA)的最高浓度,但中国并未将其纳入饮水标准。
  不过形势看来并不太过悲观。美国加州的指导值是10ng/L,加拿大卫生部的指导值40ng/L。而世界卫生组织(WHO)的限制则要宽得多,达100ng/L。
  “按WHO的标准,我国只有少量水样超标。但如果用美国加州标准则有26%的出厂水和29%的龙头水超标。”陈超说。
  相比中国饮用水中的亚硝胺类物质含量,在证据不足的情况下,大多数学者认为,“不会影响饮用水安全”。
  不过,亦有不同意见。“癌症高发的致病原因很多,亚硝胺物质只是一个,但水每天都在不断地饮用,长时间富集的话可能产生一些病变。”中国科学院生态环境研究中心博士王万峰说。这或许正是美国环境保护署力争将亚硝胺纳入标准的一个主要原因。
  “它像极了当年空气污染中被忽视的PM2.5。”一位课题组成员说,“建议开展更加系统的水质调查来更好地评估中国供水系统中的亚硝胺风险。”
  亚硝胺何来?
  饮用水中的亚硝胺,过去一直被认为是可接受的“消毒副产物”。消毒是保证饮用水安全最重要的一步。一直以来,环境学家都认为,与消毒不充分可能引起的风险相比,消毒副产物带来的健康风险小,不能为控制消毒副产物而牺牲消毒效果。
  饮用水处理,需要使用氯胺二次消毒,因而会产生亚硝胺的前体物,之后再与二氯胺反应便会形成亚硝胺。“由于亚硝胺前体物难以彻底去除,加上当前消毒手段有限,很难在实际生产过程中避免亚硝胺的生成。”陈超解释。
  1989年,加拿大安大略省的自来水中被首次检出亚硝基二甲胺。随后,美国在整个供水系统中都开始发现亚硝胺的踪迹。这引起了其他一些发达国家,如澳大利亚、英国、德国和日本等国的重视,开始了全面的跟踪调查。
  一些地区开始对亚硝胺的浓度设定限额。美国环保局确定NDMA为B2类致癌物质。其单位致癌风险对应浓度为0.7ng/L,远远低于受控消毒副产物三氯甲烷6μg/L的致癌风险浓度。同时,美国环保局已经将包含NDMA在内的6种亚硝胺消毒副产物列入国家非受控污染物监测法令。
  科学界一直在企图寻找一种可代替氯的消毒剂,但至今没有发现。“你很难再找到一种消毒剂像氯一样廉价又相对安全。”同济大学环境科学与工程学院教授高乃云说。
  和西方主要由消毒剂产生不同,中国还存在另一个重要原因:饮用水水源污染加重。陈超团队的检测显示,原水中就已出现较高浓度的有机氮——作为亚硝胺生成前体物,这将导致出厂水亚硝胺浓度的升高。
  “这主要和大量的工业废水和生活污水有关,我国的污水处理率比欧美低得多。”陈超说,他们分析了水源中亚硝胺的来源,发现来源中有多种药物,包括常见的胃药雷尼替丁。
  报告写道:中国的地下水污染已经成为一个紧迫问题。氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐等污染物在地下水源中十分普遍,特别是那些被农田和工业环绕的地下水源地。管网水中,亚硝酸盐的存在会发生亚硝胺化反应从而导致NDMA的生成。
  “水源保护是我们的瓶颈。”陈超说。
  公益机构中国水危机的报告显示,中国每年产生近700亿吨废水(不含农业源)。近年监测调查显示,中国主要河流、湖泊,均存在一定程度的有毒有害有机污染物污染,仅长江和松花江流域就检测出107种有毒有害有机污染物。——而保障中国饮用水安全,就必须克服这一障碍:将世界上最复杂的水源水,变为符合世界上最先进水质标准的安全饮用水。

不过,研究了几十年饮用水处理的高乃云强调,现在的饮用水水质相比过去已有了质的飞跃,“现在水里能生成消毒副产物的前体物,已经大大减少。”
  研究少,评估难
  “清华做了啊!”在听到清华教授做了相关的研究后,南开大学环境科学与工程学院副教授郭晓燕感慨说——她几年前未完成的课题终于有人接续。
  和欧美相比,中国对饮用水中的亚硝胺关注很晚,大规模调查极少,通过饮水暴露导致的健康影响研究也很不充分。
  郭晓燕从2008年开始关注中国饮用水中亚硝胺类物质的问题。2009年,她负责国家自然科学青年基金项目《地表水和饮用水中NDMA及其它亚硝胺类污染物的降解方法和机理研究》,但这个项目仅在实验室研究其降解方法和机理。
  要真正深入,必须去实地调研,2010年,郭晓燕向有关部门申请实际水体中亚硝胺检出物的相关课题,但过程并不顺利。“一开始他们非常看好这个课题,后来担心公众恐慌,这个项目基本就解体了。”
  相比环境领域,医学研究开始得更早些。多位学者都有论述:长期摄入不洁,特别是亚硝胺被检出的饮用水,很可能是促成居民消化道肿瘤高发的重要致病因素。中国医学科学院基础医学研究所教授、中国疾控中心原副主任杨功焕和她的团队曾用八年时间完成了《淮河流域水环境与消化道肿瘤死亡图集》,首次证实了癌症高发与水污染的直接关系。
  1996年,长春地质学院汤洁等人在广西调研发现,在肝癌高发县扶绥,居民饮用的塘水中含有严重污染的亚硝胺。他们采样的8份塘水都含有亚硝胺,且属于肝癌高发点,另16份河溪水及深井水则没有检出。“可以看出亚硝胺含量与肝癌死亡率呈平行关系,也首次证实了重病村中塘水存在致癌物”。
  而在1995年,广西肿瘤研究所涂文升等人对广西某肝癌高发区食物及饮用水中二甲基亚硝胺调查也发现,该区域内14个饮用水样中检测出5个含二甲基亚硝胺,而且这5个饮用水样都是塘水,与文献报道饮用塘水(或宅沟、泯沟水)的肝癌发病率和死亡率均明显高于饮用其它水源水的结果相吻合。
  “这可能只是一种相关性,需要更多的研究证明。”清华大学饮用水安全研究所刘文君教授说,风险评估也是动态变化的。但他承认,低浓度的消毒副产物风险评估很难进行。“目前没有这类物质的标准评估程序。”
  尽管没有直接证据表明亚硝胺化合物对人类致癌,但多个流行病学调查资料表明,人类某些癌症,如胃癌、食道癌、肝癌、结肠癌和膀胱癌等可能与亚硝胺有密切关系。其致癌机制研究显示,亚硝胺可引起食管上皮细胞相关癌基因抑癌基因发生改变,大大促进癌变。
  “动物实验结果很明确,但人群中数据不足,我们正在做相关实验。”长期研究消毒副产物健康影响的华中科技大学同济医学院教授鲁文清告诉南方周末记者,他们正在和清华合作,利用之前的调查结果分析饮用水中亚硝胺对人生殖能力的影响,初步调查将会在一年后结束。但这将会是一个长期的过程,因为“需要相当大的数据和规模才有意义”。
  过于超前的目标?
  但在众多学者看来,对饮用水中的亚硝胺制定标准是一个“过于超前”的目标。将一项指标纳入水质标准,需要有足够的毒理学数据和充分的科研成果。
  “我们的水质标准是需要不断修改,如果这一类消毒副产物,已升级到比较重要的地位,那就要立标准。如果没有纳入,说明现在可能威胁还不大,或证据不充分。”年过八旬的清华大学环境学院教授王占生是水质标准领域的权威,他曾为提高水标准奔走多年。
  “我们的毒理学数据很少,基本上是参考国外的。有人会觉得,美国都没有全面设限,我们为什么要着急(纳入标准)?”陈超说,他们曾建议过有关部门可以纳入考虑。
  清华大学环境学院教授余刚则建议,“从科学角度来说,所有的消毒副产物都应该有标准,但并不是全国都要采用,而应该重点设立在水污染严重的地区。”
  设标准难,执行更难。中国现行的水质标准堪称世界最严,但检测手段却捉襟见肘。2012年7月,中国实施新饮用水标准,需要检测的水质指标从35项增至106项,被称为水质标准的历史性突破。
  但并非所有水厂都有检测106项指标的能力。“现在很多水厂连42项都测定不了,它怎么去测106项?”王占生抱怨,国内现在连106项检测指标都没有做好,还去提标准之外的指标,有点“脱离实际”。
  检测成本也是拦路虎。参与清华这项调查的硕士生贝尔说,亚硝胺类物质通常不能直接进行仪器检测,需要进行样品预处理。他们调查处理的水样,每一个样品的检测花费就高达500元到1000元。
  而想要真正去除或控制这类复杂污染物,水厂需要采用深度处理包括膜处理技术。“如果都上深度处理技术,一吨水的投资会上涨200元,比常规处理投资高出三分之一,运行成本每吨要增加0.2元,即水费可能要涨2毛钱。”陈超计算过,这将会是一笔不菲的费用。
  成本倒挂的水价,已让水厂亏损严重,想要水厂主动改善处理技术、加大投资,并不乐观。
  争论同样出现在美国。美国水工业协会就一直持续反对将亚硝胺加入标准,理由是,“亚硝胺的来源那么多,为什么单单要限制水中的?”
  但美国环保署的回答是,“尽管亚硝胺在水里含量极低,但饮用水太重要了,涉及所有的人群,特别是要考虑敏感人群,比如儿童、孕妇和免疫缺陷的群体。”
  和空气污染指数一样,国家环保部正在计划发布城市的水质排名。届时,环保部将按月度、季度、年度公布全国338个地级以上城市中排名前十及后十的名单。根据6月出台的《城市水环境质量排名技术规定》(征求意见稿),今后,和空气质量指数(AQI指数)对应,城市水质指数(CWQI指数)也将走进公众视野。
  但这并没有亚硝胺类指标的身影,课题组成员担心PM2.5的问题会重现,“万一国外机构再到中国检测怎么办?”