飲用水及其膜凈化

王天昱

摘要：水是所有生命生存的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，水在生命起源，演化及生存中的作用至關(guān)重要?？茖W(xué)飲用采用適合的凈化方法，以截留微污染的潔凈飲用水，是我們的健康之本。膜法是一種有效，重要且簡(jiǎn)便的飲用水凈化方法。

1.引言

水是生命之源，地球上的生命從海洋中誕生，在淡水中進(jìn)化，在陸地上成長(zhǎng)。水無(wú)論以何種狀態(tài)呈現(xiàn)，它在任何生命體中所起的作用都是至關(guān)重要的，而且從未改變過(guò)。飲用水對(duì)于我們是僅次于氧氣的重要物質(zhì)，它約占我們體重的65%。人體一旦體內(nèi)水分失去10%，生理功能即發(fā)生嚴(yán)重紊亂，水分失去20%，人很快就會(huì)死亡。健康人即使不吃食物，只要有水供給，能維持生命30天，如果不供水，只提供（干物質(zhì)）食物，一般5天即死亡，最長(zhǎng)記錄僅活17天，因此有水才有生命。

飲用水是健康之本，飲用水不僅有營(yíng)養(yǎng)，還具許多神奇的功效，諸如溶解消化功能，參與代謝功能，調(diào)節(jié)控制功能等。水比任何營(yíng)養(yǎng)素都重要。然而隨著工業(yè)化的快速發(fā)展，自然資源的過(guò)渡使用和污染物排放量的增長(zhǎng)，水源的污染在所難免。我們飲用的來(lái)自公共系統(tǒng)的自來(lái)水也含有微量污染物亦是不爭(zhēng)的事實(shí)。因此來(lái)自公共系統(tǒng)的飲用自來(lái)水再經(jīng)深度凈化以降低或去除微量污染物的終端安全凈化水應(yīng)是我們目前飲水的首選。

飲用水的安全挑戰(zhàn)催生了凈水技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。飲用水的深度凈化技術(shù)方法多樣，有蒸餾法、離子變換法、超濾法、納濾法、反滲透法等，而超法、納濾法和反滲透法屬于合成膜技術(shù)凈化法。這些選擇透過(guò)性薄膜，它具有使一些物質(zhì)透過(guò)或截留的特性。膜凈化技術(shù)起源于200年前，發(fā)展于近40年間，應(yīng)用于近10年中。

2.飲用水及其膜凈化

2.1飲用水

飲用水依據(jù)水源為地表水和地下水，依據(jù)硬度分為軟水和硬水，依據(jù)包裝形式分為包裝飲用水和非包裝飲用水。包裝飲用水又分為純凈水和其它飲用水，如飲用純凈水和礦泉水。非包裝應(yīng)用水如來(lái)自公共供水系統(tǒng)的，經(jīng)加工處理后符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB-5749-2006的飲用自來(lái)水，被稱之為“生命之水”的冰川水（氟含量大大低于普通水）以及融水（冰川溶化后不超過(guò)35℃的水或帶冰粒的融水；蛋白質(zhì)、脂肪碳水化合物易進(jìn)入它的晶格空間，具有修復(fù)損傷和抗衰老功效）等。包裝飲用水以純凈水和含有礦物質(zhì)的礦泉水為代表，如為獲證企業(yè)在保質(zhì)期內(nèi)的合格產(chǎn)品，可直接飲用；非包裝飲用水建議飲用前經(jīng)凈化處理。

2.2膜凈化方法

飲用水的膜凈化方法技術(shù)是以膜技術(shù)為核心的組合工藝，是從粗濾到精濾的物理或物理化學(xué)方法。概述如下：

微濾膜法（MF）：是利用微濾膜的篩分機(jī)理，在壓力驅(qū)動(dòng)下，截留直徑在0.1～1μm之間的顆粒，如懸浮物、細(xì)菌、部分病毒及大分子膠體，多用于給水預(yù)處理系統(tǒng)。

超濾膜法（UF）：是利用超濾膜的微孔篩分機(jī)理，在壓力驅(qū)動(dòng)下，將直徑為0.002-0.1μm之間的顆粒和雜質(zhì)截留，去除膠體、蛋白質(zhì)、微生物和大分子有機(jī)物。應(yīng)用于鍋爐給水處理、工業(yè)廢污水處理、飲用水的生產(chǎn)及高純水制備等。在給水處理中常作為反滲透、離子交換的預(yù)處理。

納濾膜法（NF）：能截留納米級(jí)（0.001微米）的物質(zhì)。是納米技術(shù)與過(guò)濾技術(shù)結(jié)合而創(chuàng)造的納米級(jí)帶電微孔結(jié)構(gòu)的分離膜。納濾一般用于截留地表水中的有機(jī)物和色素、地下水中的硬度及鐳，且部分去除溶解鹽。它在直飲水行業(yè)有廣泛應(yīng)用。

反滲透膜法（RO）：能截留大于0.0001微米的物質(zhì)，是最精細(xì)的一種膜分離產(chǎn)品，幾乎能有效截留所有溶解鹽及分子量大于100的有機(jī)物，同時(shí)允許水分子通過(guò)。反滲透膜廣泛應(yīng)用于工業(yè)純水及電子級(jí)高純水制備、飲用純凈水生產(chǎn)、廢水處理和特種分離等過(guò)程。詳見(jiàn)圖1[1]、圖2[1]。

圖1幾種膜的截留區(qū)段

圖2四種膜過(guò)程的截留比較示意圖

3.結(jié)論與探討

3.1結(jié)論

從圖1、圖2數(shù)據(jù)可以看出，從微濾膜法到反滲透膜法，飲用水中的有害污染物和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，均逐漸降低，反滲透膜法降至最低（其生產(chǎn)的水稱之為純凈水），即從微濾膜法到反滲透膜法，凈化能力逐漸升高。

3.2探討

來(lái)自公共系統(tǒng)的生活飲用水，其水質(zhì)應(yīng)符合GB5749-2006《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，水質(zhì)指標(biāo)控制在對(duì)人體無(wú)害的該標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。目前全世界范圍內(nèi)沒(méi)有科學(xué)證據(jù)支持長(zhǎng)期飲用含微量污染物的飲用水是否對(duì)人體有害。人們希望污染物降至最低，同時(shí)富含營(yíng)養(yǎng)，這受目前技術(shù)所限，似乎是魚(yú)和熊掌不可兼得。飲用水及其對(duì)應(yīng)的有效健康的膜凈化方法的選擇，我認(rèn)為應(yīng)根據(jù)人們所處生活水質(zhì)環(huán)境和自身健康狀況決定。

如果選擇飲用礦泉水類(lèi)，允許通過(guò)曝氣、傾折、過(guò)濾等方法除去不穩(wěn)定組分，建議每人每天攝入量500ml，因含過(guò)多礦物質(zhì)的水會(huì)給人體造成負(fù)擔(dān)，有的礦物質(zhì)人體不一定能吸收，過(guò)量的氟化物對(duì)人體相當(dāng)不利，甚至?xí)a(chǎn)生嚴(yán)重的后果。

如果選擇飲用純凈水類(lèi)，那么對(duì)非包裝飲用自來(lái)水，則可選擇以反滲透膜為主的多級(jí)凈化。同時(shí)建議平衡膳食，均衡營(yíng)養(yǎng)。因?yàn)榧儍羲谌コ泻ξ廴疚锏耐瑫r(shí)，也去除了水中的營(yíng)養(yǎng)素。水中的營(yíng)養(yǎng)素主要是礦物質(zhì)和微量元素，如果人體健康狀態(tài)良好，它們?nèi)靠梢詮木獾纳攀持蝎@取，目前亦沒(méi)有影響健康的依據(jù)和報(bào)道。

如果選擇飲用納濾水，那也是很好的選擇。其水質(zhì)既含有營(yíng)養(yǎng)素，污染物也很低。方法是選擇以納濾為主的多級(jí)凈化。

民以食為安，食以水為先。飲用水安全是人類(lèi)健康和生命安全為主的基本保障。從科學(xué)角度思考，任何事物都具有雙重性?？茖W(xué)選擇以適合自己的飲用水為主，并且多種飲用水交替飲用，或許是目前比較理想的選擇。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉玉榮、陳一鳴 ， 淺談幾種膜技術(shù)及其應(yīng)用，第五屆全國(guó)化工實(shí)用高新技術(shù)交流會(huì)暨協(xié)作網(wǎng)年會(huì)論文集37.

[2]王曉林，納濾膜分離技術(shù)最新進(jìn)展，天津城市建設(shè)學(xué)院學(xué)報(bào)第9卷第2期，2003年6月.