我們家裡的自來水安全麼?淨水器是如何淨化的?

中國的自來水出廠標準達到了怎麼樣的水平?

普通人家裡的自來水到底安全嗎?

淨水器如何能將水變得乾淨?

在保證自己飲水安全的道路上,我們要做的第一件事就是確定:

我們需不需要淨水器?

身邊日益惡化的環境和層出不窮的水汙染事件,讓我們每個人都非常緊張。

大家天天用「自來水」,不一定知道「水」是「自」哪裡「來」的。取水地稱為水源,全國各不相同,原則上都是就近的江、河、湖(水庫),以及地下水。這些水引到水廠後就開始淨化處理:

加入混凝劑(淨水劑),與水中的雜質進行反應和吸附;

將反應和吸附後的大分子雜物進行沉澱;

經過裝有石英砂的濾池過濾;

出廠前加氯消毒。

我國對水廠出廠的水質有著嚴格的要求,2012 年實施的《生活引用水衛生標準》(GB5749-2006),由原來的 35 項提升到了 106 項,並且一些關鍵項的指標與世界衛生組織(WHO)、歐盟和美國標準不相上下。衛計委要求:2015 年起,全國直轄市、省會城市對全部 106 項,地、縣級對其中 42 項常規項要實現每月檢測監控,對其中最重要的 9 項,渾濁度、細菌、氯含量等,要做到每天、甚至實時監測。

按這樣的標準,我國的自來水應該跟發達國家一樣是可以直接飲用的。

我們家裡的自來水安全麼?淨水器是如何淨化的?

但是,真的可以放心喝了麼?我只能說全國地區差異性很大,甚至同一城市的不同小區之間,水質也有好有壞。造成這樣的原因不是大家都不按標準執行,而是:

即便一切都合乎標準,也可能發生很多「意外」。

第一類意外是水源地的突發性汙染。

國家把地表水分為五類,I類是清澈的自然保護區、II類輕度汙染,III類水域就開始有水產養殖和游泳的了,IV類和V類基本就是汙水,嚴禁作為水源。如果你在網上查的時候發現你家附近水源僅僅屬於III類,也不用緊張,剛才說了,只要它成份穩定,水廠就會針對水中雜質配製合適的混凝劑進行淨化,而要提防的,是那些突發性事件。

2005年11月13日,吉林石化苯胺車間發生爆炸,約100噸有機汙染物流入松花江。下游的哈爾濱市於11月23日起關閉松花江飲用水取水口。

2007年5月29日,無錫市民發現家中自來水有難聞的氣味,調查發現是由於入夏以來乾旱少雨,太湖湖水被提前暴發的藍藻所汙染。

2010年7月3日福建紫金礦業發生酮酸水洩漏事故,造成汀江部分水域嚴重的重金屬汙染,企業瞞報9天才發佈公告。

2014年4月10日,蘭州水務集團檢測出水中苯含量嚴重超標,市政府4月11日召開發佈會,引發了市民搶購飲用水,後查明是蘭州石化管道原油洩漏所致。

這些案例都是等我們喝了好幾天髒水以後才由公開渠道得知,這樣的水怎麼能達標呢?原因就是按標準水廠水質是每月檢測一次,如果中間突發狀況,無法及時監控。同樣的道理,地、縣級城市只檢42項常規項,如果發生常規之外的汙染,恐怕很長時間都不會發覺。

第二點要注意的是水中的氯。

為了防止水在出廠到入戶這段管網中滋生細菌,水廠都要往水裡加液態氯,氯和水反應生成的次氯酸,具有強氧化性,是便宜又好用的殺毒滅菌方案,加氯法自 1902 年發明以來,已經保護我們一百多年了。1991 年,絕跡多年的霍亂重新在秘魯肆虐,就是當地沒有對水進行氯氣消毒。

國標要求氯在出廠時含量須在 0.3mg/L 到 5mg/L 之間,經過中間輸送過程的揮發,入戶時的末端餘氯也是106檢測項中唯一一個不能低於標準(0.05mg/L)的項目。一般超過 0.3mg/L 人會感覺就有淡淡的氯味,超過 1mg/L 就比較嗆造成不適。理論上氯是對人體有害的,但是任何拋開劑量談危害都是耍流氓。

國際癌症研究中心在「致癌分類」中,把氯分為「第三類」,跟咖啡因同級,意思為「目前尚無足夠資料來確定該物質是否為人類致癌物」。世衛組織(WHO)通過動物實驗測算出人體每日攝入1克左右的氯是「無可測不良反應的劑量」,也就是說如果一個成年人每天喝 2 升水,那每升含氯別超過 500 毫克,所以無論是 0.3 還是 5 毫克,都是遠低於 500 的安全劑量。

但近年來又有研究人員發現:氯與自來水反應的衍生物氯仿(三氯甲烷)可能致癌。唉,科學界也很多爭論不清、「莫須有」的懸案,所以我也不敢妄下含氯無害的結論。只能說入口的氯當然越少越好。

但即便有些氯味,也請也大家放寬心,起碼證明了這水喝了不會拉肚子。

我們家裡的自來水安全麼?淨水器是如何淨化的?

第三類意外是水出廠後到入戶這段的管網隱患。

建國後,大部分鋪設的輸水管道用的是銅和鑄鐵管,十年以上就會出現嚴重的腐蝕生鏽現象,後來改用鍍鋅鋼管,也僅是不易氧化,防鏽效果略好一點而已。從 2000 年起我國已經禁止了鍍鋅管的使用。目前 80% 的用的是 PPR(聚丙烯),PPR 是一種無毒無害的塑料,接口處用熱溶的方式連接,不用有毒的膠,PPR 耐腐蝕性強、壽命長,你看日豐管到處打廣告保用 50 年。有些醫院、或者家裡裝修用的是更貴的不鏽鋼管,也沒問題。

所以一些建成時間比較久的老小區可要注意,敲敲你家的入戶水管,發出鐺鐺金屬聲,可就不妙了。

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第四類意外是二次供水。

出廠的水需要加上一定水壓,才能奔向千家萬戶。國家規定在管網未端的水壓要能將水送到大約 14 米的高度,實際上我國大多數地方都能達到 28 到 35 米的水壓,也就是說一般平房或六層以下的樓房,直接擰開水龍頭,水就噴薄而出啦。而住在十幾層的高層住戶,就需要小區自行「二次供水」。

二次供水有兩種方式,新一些樓盤是在地下室用變頻高壓的水泵,時時刻刻加壓向樓頂供水,這種方式比較潔淨。而老一些的住宅則是把水抽到樓頂,在樓頂建蓄水池,靠自然水壓向下供水。很多樓頂水箱的清潔保護是由當地物業負責,管理水平非常令人擔憂,有的常年不清洗,積累了大量的泥垢和汙物,有的水箱封閉措施不好,進入一些蚊蠅、紅蟲和死老鼠,本來已經出廠時被消滅的細菌,這裡再次滋生。

二次供水的水箱可以說是目前導致入戶水質下降最危險的環節。

如果你住在高層,如何判斷自己家哪種二次供水方式?要麼問物業,要麼回憶一下曾經停電時是不是連水也一起停了?因為地下室的恆壓水泵沒電就不能往上供水,而樓頂水箱沒電時照樣可以供水。

我們家裡的自來水安全麼?淨水器是如何淨化的?

第五類意外是人為破壞。有些小區會收集區內的生活廢水,簡單處理後,走單獨管線供馬桶沖水使用,這種水叫「中水」,是一種節水也省錢的好辦法。2016 年 5 月 24 日,北京回龍觀部分居民發現自來水中有異味,經自來水集團經查明:由於小區施工中工人誤將中水和自來水管道接錯,導致大家喝上了中水。出這種事多嚴格的國家標準也沒用。

可以說,目前我國自來水標準的確已達國際前列,很多家庭的水跟發達國家沒什麼差別。有人羨慕國外自來水可以接了直接喝,其實更多原因是外國人習慣喝涼水、中國人習慣喝熱水而已。不是也出現過華裔女孩藍可兒屍體,被發現在酒店樓頂水箱這樣的惡性事件麼?而且近期歐美也有直接喝自來水導致脫髮禿頂和傳染病的論調,市場上瓶裝水、家用淨水器越來越走俏。當然也不得不說:我國整體水質與發達國家還是有較大差距,關鍵就在於管理制度和人的意識,表現在屢禁不止的突發性水源地染汙和老舊小區水出廠後的管理不善,讓人無法放心。

所以大家對水質問題既不要恐慌,也不要粗心,結合自已家情況想想會不會遇到剛才說的這五類「意外」,再判斷需不需要買一臺淨水器。

和空氣一樣,目前我們面對水中的雜質,沒別的好辦法,就是一個字——濾。通過分析,大家已經大概知道了入戶自來水中可能含有哪些東西。

體積由大到小分別是可見的泥沙、毛髮、紅蟲,然後是細胞、蟲卵;再小一點的細菌、病毒;可揮發的有機物、不能揮發的有機物,比如殺蟲劑什麼的,再小的是無機分子化合物也就是水融性鹽,最小的是水分子和一些遊離態的重金屬離子。

我們家裡的自來水安全麼?淨水器是如何淨化的?

如果水中沒有可見物,我們如何得知一杯看似清澈透明的水到底純不純淨呢?非常幸運,有個不用送實驗室,家裡也能用的小技巧—— TDS 筆。

小學自然課常識告訴我們,純水是幾乎不導電的,之所以水會導電,是因為裡面含有導電的雜質,那事情就簡單了:我們用這個筆測一下水的導電率,就可以反推得出水中所有帶電離子的總含量。這就是 TDS(Total dissolved solids) 溶解性總固體。一支 TDS 筆也就二十幾塊錢包郵。但大家測家裡水的時候要注意兩點,一、TDS 是反映不出那些不導電的細菌和有機物的含量。第二、如果測出 TDS 值高,水質就一定差麼?

可見懸浮物、病菌、有機汙染、重金屬這些絕對不能有,但是每日攝入一些無機元素是構成人體組織、維持生理機能所必需的。《中國居民膳食營養手冊》建議我們每天要攝入一些常量和微量元素。

我們家裡的自來水安全麼?淨水器是如何淨化的?

非常遺憾的是,這些有益元素和一些毒理性的重金屬如汞、鉛、鎘……以目前技術很難徹底分開,要留全留,要濾全濾。

有些精度不夠的淨水器說自己濾出的是對人體有益的礦泉水,但它不會告訴你,可能有害的重金屬也一併留下了。這種混淆概念的品宣方式仍很流行,如果我們認可了礦泉水,就容易給商家可趁之機,所以我建議大家做個純水主義者。

有人擔心把這些微量元素一併抹殺,長期喝純水會不會營養不良?其實多慮了,比如《手冊》中推薦我們日攝鈣 800mg,一般市面礦泉水每升含鈣 4mg,以每天喝兩升水計,最多能補 8mg,而一升牛奶含鈣 1000 多毫克,一盤木耳炒雞蛋裡就含鈣 500 多毫克。吃一塊肉的補鐵量相當於喝 8200 杯礦泉水。所以對於一個還食人間煙火的人來說,喝水只是用來代謝,要補充微量元素還不如吸幾口霧霾來的多。

權衡利弊,我們這裡所說的好水就是純 H2O,其它一概不要。所以 TDS 值低的一定是好水,TDS 值高的,得進一步看,記住這個表裡的元素,可以有,要是摻進其它的,就很危險。

標準討論清楚了,好淨水器就是要把所有其它物質濾乾淨。

濾的方式有這麼幾種:

第一是不鏽鋼濾網,最小孔徑能做到90微米左右。

我們家裡的自來水安全麼?淨水器是如何淨化的?

第二種是PP棉,它的微觀很像我們在空氣淨化器篇講的HEPA濾網,用的是毛細纖維來吸附大顆粒,能留住的1微米以上的雜質。

第三種是活性炭,在空氣淨化器中也講用,活性炭孔徑差別很大,0.1到幾微米的都有,它是利用內部彎延的孔道來留住顆子,對有機物、氣味、色素有奇效。

再有就是各種膜了。孔徑在1到0.1微米也就是100納米左右的是微濾膜,100到10納米的是超濾膜,10到1納米這種極小孔徑的叫納濾膜。關鍵問題來了,水分子和一些重金屬離子都是在0.2到0.5納米,如何分離?這就涉及到一個高科技——反滲透(Reverse Osmosis,簡稱 RO)膜,能有效的濾出純水,留下其它離子。

我們家裡的自來水安全麼?淨水器是如何淨化的?

有興趣朋友的可以聽我聊兩句 RO 膜的原理。大家知道海水是不能喝的,那海鷗喝什麼?呵,小時候我確實問過大人這個問題,答案是海水。1950 年,美國科學家通過解剖發現海鷗體內有一層神奇的薄膜,並仿照它做出了反滲透膜。這種膜孔徑只有 0.1 納米,按理說 0.5 納米的水分子無法通過,但它遇到一定壓力之後水分子是可以“擠”過去的,只要壓力控制得當,讓水分子剛剛擠過去而別的離子擠不過去,就能淨化出純水。一般情況一包鹽水放清水裡,清水就會往鹽水裡滲透,現在是要對濃度高的液體施加壓力,讓裡邊的水分子反滲到清水裡,所以這種方式叫反滲透。再將留下濃度高的廢水排掉,還能把膜的表面沖洗乾淨,不會堵塞,更加耐用。

反滲透膜不光可以讓人類像海鷗一樣淨化海水,美國研究這個項目初衷是為了讓宇航員少帶點水,太空上喝自己過濾過的尿。現在 RO 反滲透膜已經從神秘的高科技領域走向民用化,好的品牌有美國陶式的,日本東麗,韓國世韓,也有國產膜,廠商買回來包裝一下就能做臺淨水器。

所以不管是丁磊還是比爾蓋茨喝什麼糞便水,其實無非就是一張反滲透膜而已 。明白原理大家就會記住:RO 反滲透的淨水器需要加壓,所以一定是要用電的,而且需要排出一定比例的廢水。

市面上所有淨水器,基本都是上述幾種過濾方式的不同組合。

在確定了自己家的自來水需不需要淨化之後,我們需要研究一下如何找到合適的淨水方案了。

淨水器(方式)評測

理論東西講完,不馬上結合一下實際就浪費了。為此,我們特意在微博上招募願意配合我們拍攝的志願者,很巧,最後找到的是科技微博「搞科技」的主人,我們從北京殺向他家的城市——太原。他的擔憂是:

正好我家那邊兒是太鋼。然後我這個小區也是一個特別新的小區。所以我對水質其實是一無所知的,確實有很大的擔憂。包括以至於後來我喝水的時候我都感覺他的味道好像和以前有些不一樣。

這是很多人都會有的典型的心態。

我們逐步分析:太原是省會屬於飲用水國標的一級管控,全市五個水源地,除汾河水庫是地表水外,其餘四個、包括它家附近的三給水源都是地下水,突發汙染的可能性相對小些。鋼鐵廠主要汙染物是廢氣,廢水按國家規定要實現大部分的廠內自處理自循環,即使排放也應該是向 IV、V 類非水源區域排,太鋼這麼大,應該是有監管,當然其它地區發生過小鋼廠偷偷往地下水排水的事情,不能掉以輕心。

到他家發現,這是個剛剛入住的新小區,樓頂沒有水箱,高層是用相對潔淨的高壓水泵二次供水,我們進入室內看了看,管道是 PPR 的。考察到這兒,可以大概判斷他家環境基本面還算不錯。

本文部分內容引用自:愛否科技早年在其他平臺發佈的文章。原文中還有品牌採樣檢測等更加精彩的內容。


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