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文｜藍偉光 廈門大學水科技與政策研究中心首席科學家、新加坡國立大學兼職教授
現代的人類社會，自來水可謂家喻戶曉、無人不知；然而，鮮有民眾知道自來水是怎麽生產出來的。如果不是清華大學研究人員於2016年4月在世界頂尖的“水研究”雜誌發表了一篇題為“中國大陸飲用水系統中存在亞硝胺及其前體物”的學術文章最近被炒的拂拂揚揚，相信很少有人關註自來水中的消毒副產物及其對人類健康的負面影響。
一篇學術論文，之所以引起廣泛關註，原因是南方周末等媒體對此的報道，稱“一項歷時3年多，覆蓋全國23個省、44個大中小城市和城鎮，從出廠水、用戶龍頭水到水源水，針對飲用水中亞硝胺濃度和種類的科研調查已確認，在自來水中檢測出9種亞硝胺類物質，其中亞硝基二甲胺（NDMA）的濃度最高”，並說這些汙染物像極了當年空氣汙染中被忽視的PM2.5。
媒體用科普的方法報道這一文章後，引起公眾一片嘩然。但隨後不久，輿論開始倒向另一個極端，有多位專家出來辟謠說，亞硝胺僅僅是2A類致癌物質，自來水中雖已檢出，但濃度極低，不必驚慌，對人類健康的影響可以忽略不計，自來水可以安全無憂地飲用。就此，筆者不敢苛同，原因有三，一是那些專家忽略了水中低濃度的致癌物在生物體中的濃縮富集作用及其放大效應；二是自來水消毒產生的副產物遠遠不止清華大學研究人員在那篇文章中所列的9種亞硝胺類物質。事實上，能被檢出的消毒副產物達數百種，範圍極廣，許多氯代消毒副產物的致癌風險更是不容忽視；三是自來水中，雖然每種致癌的消毒副產物其檢出的濃度可能都在安全閥值以下，但不同的汙染物在水中共同存在時會發生協同效應，其毒性會成百上千倍地增強，對人類健康危害極大。
鑒此，筆者撰寫這一科普文章，旨在說明自來水中消毒副產物產生的原因及其對人類健康的危害。
自來水可被定義為“通過水處理廠凈化、消毒後生產出來的符合相應標準的飲用水。” 註意這一定義包含二個關鍵詞：一是凈化、二是消毒。
先說凈化。自來水的水源既有來自江河湖庫的地表水，也有從深井抽出的地下水。自來水廠的標準凈化工藝是絮凝、沈澱與過濾三個步驟。應該說，早年的地下水抽出地面之後，肉眼所見，多數澄清透明，凈化處理的工藝相對簡單，甚至絮凝、沈澱的步驟都可以省略，只要經過簡單的過濾，即可達成凈化的目的。地表水的情況比較復雜，來源不同，水質會有差異，水體的濁度也可能隨季節與地域發生變化；但經過自來水廠的三步凈化工藝之後，得到的水，清轍透明，水中的泥沙、粘土、膠體等物理性汙染均被去除。
然而，由於人類的活動，特別是現代工農業生產與城鄉建設的迅猛發展，無論是地表水、還是地下水都遭到了一定程度的汙染。在進入水體的汙染物中，有機物的增加最為明顯，但自來水廠常規的三步凈化工藝卻難以去除水中溶解的有機物，這是目前自來水廠凈化工藝的最大缺陷。
再說消毒。經過凈化處理的水，尚不能直接飲用，因為肉眼看不見的微生物汙染與化學微汙染仍在水中，前者是水源性疾病傳播的罪魁禍首。歷史上發生的多起造成嚴重社會問題的傷寒、霍亂、肝炎等傳染病事件，歸根結底，均與飲用水中的微生物汙染密切相關。因此，防止因致病微生物引發的介水性傳染病成為自來水廠的當務之急。消毒工藝由此而生，成為自來水生產過程中的一個重要環節，用以殺滅自來水水源中經三步凈化工藝後仍留在水中的細菌、病毒及其它致病微生物，從而確保飲用水的微生物安全學指標。
自來水消毒的核心是消毒劑的選擇。時至今日，綜合考慮殺滅病原微生物的效果、經濟與技術的可行性、控制和檢測的難易程度、消毒劑在水中的停留時間及其對水質感觀性狀的影響等多方面因素之後，全世界絕大多數的自來水廠仍然采用氯作為消毒劑。而且，為了避免自來水在離開水廠到達用戶的終端水龍頭之前的管網免遭微生物汙染，世界各國均頒布標準規定，自來水廠必須確保輸送到用戶末端仍應保證自來水含有一定量的余氯，這就是民眾經常在自來水終端打開水龍頭會聞到氯味的原因。而為了保證輸水管網涵蓋的所有末端自來水仍然含有余氯，考慮到管網輸水過程中氯的損失，自來水廠的出廠水的氯含量通常更高。結果，越靠近自來水廠的居民，他們家中的自來水含氯量會越高。
自來水用氯殺菌消毒，是因為氯能穿透細胞壁，氧化酶系統，使其失去活性，進而使其生命活動發生障礙而死亡。不過，科學家同時指出，氯對其他生物體細胞、人體細胞也有嚴重的危害。因此，自來水中殘留的氯對人類健康的影響不容忽視。
更為嚴重的是，氯消毒在殺滅水中病原微生物的同時，還會與水中的有機物反應，產生一系列的消毒副產物。水中的有機物含量越高，氯投加量越大，接觸時間越長，產生的消毒副產物會越多。如前所述，自來水的源水經過常規的三步凈化處理，水中的有機物難以去除，結果，加氯消毒處理時，有機物會與氯反應形成三氯甲烷、二氯乙酸、亞硝胺等各式各樣的消毒副產物，它們的致癌性早在上世紀七十年代即已被證實。隨後，流行病學家通過統計分析也發現多種癌癥的發病率和自來水氯消毒的量之間有潛在的相關性。這進一步佐證了自來水氯消毒的危害暨對人類健康的負面影響。美國健康營養學專家馬丁博士指出，人類如果能夠免遭自來水的消毒副產物危害，其壽命可能延長20-30年。美國生物化學家施瓦茨博士則認為，氯加入自來水中就象啟動一個定時炸彈，癌癥、心臟病、動脈硬化、早衰等疾病都是飲用氯消毒處理的自來水造成的；他相信，如果是現在首次提出用氯作為自來水的消毒劑，美國的FDA絕對不會予以批準。
然而，當今世界、迄今為止，尚未找到比氯更好的自來水消毒方式。因此，目前國際上絕大多數的水處理廠仍然選擇氯作為自來水的消毒劑。現在國際上主流的觀點仍然認為，為了降低消毒副產物而取消或降低氯消毒是不可取的，因為目前還沒有獲得比氯消毒更好的控制介水性病原微生物引起的傳染病流行的方法。兩害相權、緩急有別，傳染病快速傳播，而致癌卻是一個漸變的過程。
盡管如此，許多專家堅持認為，要確保自來水飲用的安全性，關註消毒副產物的致癌性必須擺在控制介水性傳染病同等重要的位置。特別是針對源水普遍受到有機物汙染的發展中國家，采用氯消毒會產生更多的消毒副產物，危害人類健康，因而如何確保飲用水化學安全性與微生物安全性相統一是關系國計民生的一件大事。
綜上所述，筆者建議：在目前絕大多數自來水廠仍然采用氯作為消毒劑的情況下，選擇末梢把關、終端凈水，是降低致癌風險、保護生命健康的最佳途徑。當然，終端凈水應該選擇節能環保、沒有二次汙染、不會產生廢水的凈水裝置；而且，這類裝置所選用的凈水技術必須能夠在保留水中天然存在的有益礦物質的前提下，有效去除消毒副產物與水中的其它化學微汙染，從而確保自來水的飲用安全與健康。
（本文作者為廈門大學水科技與政策研究中心首席科學家、新加坡國立大學兼職教授藍偉光）