饮用水及其膜净化

王天昱

摘要：水是所有生命生存的重要物质基础，水在生命起源，演化及生存中的作用至关重要。科学饮用采用适合的净化方法，以截留微污染的洁净饮用水，是我们的健康之本。膜法是一种有效，重要且简便的饮用水净化方法。

1.引言

水是生命之源，地球上的生命从海洋中诞生，在淡水中进化，在陆地上成长。水无论以何种状态呈现，它在任何生命体中所起的作用都是至关重要的，而且从未改变过。饮用水对于我们是仅次于氧气的重要物质，它约占我们体重的65%。人体一旦体内水分失去10%，生理功能即发生严重紊乱，水分失去20%，人很快就会死亡。健康人即使不吃食物，只要有水供给，能维持生命30天，如果不供水，只提供（干物质）食物，一般5天即死亡，最长记录仅活17天，因此有水才有生命。

饮用水是健康之本，饮用水不仅有营养，还具许多神奇的功效，诸如溶解消化功能，参与代谢功能，调节控制功能等。水比任何营养素都重要。然而随着工业化的快速发展，自然资源的过渡使用和污染物排放量的增长，水源的污染在所难免。我们饮用的来自公共系统的自来水也含有微量污染物亦是不争的事实。因此来自公共系统的饮用自来水再经深度净化以降低或去除微量污染物的终端安全净化水应是我们目前饮水的首选。

饮用水的安全挑战催生了净水技术的发展与应用。饮用水的深度净化技术方法多样，有蒸馏法、离子变换法、超滤法、纳滤法、反渗透法等，而超法、纳滤法和反渗透法属于合成膜技术净化法。这些选择透过性薄膜，它具有使一些物质透过或截留的特性。膜净化技术起源于200年前，发展于近40年间，应用于近10年中。

2.饮用水及其膜净化

2.1饮用水

饮用水依据水源为地表水和地下水，依据硬度分为软水和硬水，依据包装形式分为包装饮用水和非包装饮用水。包装饮用水又分为纯净水和其它饮用水，如饮用纯净水和矿泉水。非包装应用水如来自公共供水系统的，经加工处理后符合《生活饮用水卫生标准》GB-5749-2006的饮用自来水，被称之为“生命之水”的冰川水（氟含量大大低于普通水）以及融水（冰川溶化后不超过35℃的水或带冰粒的融水；蛋白质、脂肪碳水化合物易进入它的晶格空间，具有修复损伤和抗衰老功效）等。包装饮用水以纯净水和含有矿物质的矿泉水为代表，如为获证企业在保质期内的合格产品，可直接饮用；非包装饮用水建议饮用前经净化处理。

2.2膜净化方法

饮用水的膜净化方法技术是以膜技术为核心的组合工艺，是从粗滤到精滤的物理或物理化学方法。概述如下：

微滤膜法（MF）：是利用微滤膜的筛分机理，在压力驱动下，截留直径在0.1～1μm之间的颗粒，如悬浮物、细菌、部分病毒及大分子胶体，多用于给水预处理系统。

超滤膜法（UF）：是利用超滤膜的微孔筛分机理，在压力驱动下，将直径为0.002-0.1μm之间的颗粒和杂质截留，去除胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物。应用于锅炉给水处理、工业废污水处理、饮用水的生产及高纯水制备等。在给水处理中常作为反渗透、离子交换的预处理。

纳滤膜法（NF）：能截留纳米级（0.001微米）的物质。是纳米技术与过滤技术结合而创造的纳米级带电微孔结构的分离膜。纳滤一般用于截留地表水中的有机物和色素、地下水中的硬度及镭，且部分去除溶解盐。它在直饮水行业有广泛应用。

反渗透膜法（RO）：能截留大于0.0001微米的物质，是最精细的一种膜分离产品，几乎能有效截留所有溶解盐及分子量大于100的有机物，同时允许水分子通过。反渗透膜广泛应用于工业纯水及电子级高纯水制备、饮用纯净水生产、废水处理和特种分离等过程。详见图1[1]、图2[1]。

图1几种膜的截留区段

图2四种膜过程的截留比较示意图

3.结论与探讨

3.1结论

从图1、图2数据可以看出，从微滤膜法到反渗透膜法，饮用水中的有害污染物和营养物质，均逐渐降低，反渗透膜法降至最低（其生产的水称之为纯净水），即从微滤膜法到反渗透膜法，净化能力逐渐升高。

3.2探讨

来自公共系统的生活饮用水，其水质应符合GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》，水质指标控制在对人体无害的该标准范围内。目前全世界范围内没有科学证据支持长期饮用含微量污染物的饮用水是否对人体有害。人们希望污染物降至最低，同时富含营养，这受目前技术所限，似乎是鱼和熊掌不可兼得。饮用水及其对应的有效健康的膜净化方法的选择，我认为应根据人们所处生活水质环境和自身健康状况决定。

如果选择饮用矿泉水类，允许通过曝气、倾折、过滤等方法除去不稳定组分，建议每人每天摄入量500ml，因含过多矿物质的水会给人体造成负担，有的矿物质人体不一定能吸收，过量的氟化物对人体相当不利，甚至会产生严重的后果。

如果选择饮用纯净水类，那么对非包装饮用自来水，则可选择以反渗透膜为主的多级净化。同时建议平衡膳食，均衡营养。因为纯净水在去除有害污染物的同时，也去除了水中的营养素。水中的营养素主要是矿物质和微量元素，如果人体健康状态良好，它们全部可以从均衡的膳食中获取，目前亦没有影响健康的依据和报道。

如果选择饮用纳滤水，那也是很好的选择。其水质既含有营养素，污染物也很低。方法是选择以纳滤为主的多级净化。

民以食为安，食以水为先。饮用水安全是人类健康和生命安全为主的基本保障。从科学角度思考，任何事物都具有双重性。科学选择以适合自己的饮用水为主，并且多种饮用水交替饮用，或许是目前比较理想的选择。

参考文献：

[1]刘玉荣、陈一鸣 ， 浅谈几种膜技术及其应用，第五届全国化工实用高新技术交流会暨协作网年会论文集37.

[2]王晓林，纳滤膜分离技术最新进展，天津城市建设学院学报第9卷第2期，2003年6月.