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基礎，水在生命起源，演化及生存中的作用至關重要。科學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，在淡水中進化，在陸地上成長。水無論以何種狀態呈現，它在任何生命體中所起的作用都是至關重要的，而且從未改變過。飲用水對于我們是僅次于氧氣的重要物質，它約占我們體重的65%。人體一旦體內水分失去10%，生理功能即發生嚴重紊亂，水分失去20%，人很快就會死亡。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）食物，一般5天即死亡，最長記錄僅活17天，因此有水才有生命。

飲用水是健康之本，飲用水不僅有營養，還具許多神奇的功效，諸如溶解消化功能，參與代謝功能，調節控制功能等。水比任何營養素都重要。然而隨著工業化的快速發展，自然資源的過渡使用和污染物排放量的增長，水源的污染在所難免。我們飲用的來自公共系統的自來水也含有微量污染物亦是不爭的事實。因此來自公共系統的飲用自來水再經深度凈化以降低或去除微量污染物的終端安全凈化水應是我們目前飲水的首選。

飲用水的安全挑戰催生了凈水技術的發展與應用。飲用水的深度凈化技術方法多樣，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凈化法。這些選擇透過性薄膜，它具有使一些物質透過或截留的特性。膜凈化技術起源于200年前，發展于近40年間，應用于近10年中。

2.飲用水及其膜凈化

2.1飲用水

飲用水依據水源為地表水和地下水，依據硬度分為軟水和硬水，依據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。非包裝應用水如來自公共供水系統的，經加工處理后符合《生活飲用水衛生標準》GB-5749-2006的飲用自來水，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35℃的水或帶冰粒的融水；蛋白質、脂肪碳水化合物易進入它的晶格空間，具有修復損傷和抗衰老功效）等。包裝飲用水以純凈水和含有礦物質的礦泉水為代表，如為獲證企業在保質期內的合格產品，可直接飲用；非包裝飲用水建議飲用前經凈化處理。

2.2膜凈化方法

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

微濾膜法（MF）：是利用微濾膜的篩分機理，在壓力驅動下，截留直徑在0.1～1μm之間的顆粒，如懸浮物、細菌、部分病毒及大分子膠體，多用于給水預處理系統。

超濾膜法（UF）：是利用超濾膜的微孔篩分機理，在壓力驅動下，將直徑為0.002-0.1μm之間的顆粒和雜質截留，去除膠體、蛋白質、微生物和大分子有機物。應用于鍋爐給水處理、工業廢污水處理、飲用水的生產及高純水制備等。在給水處理中常作為反滲透、離子交換的預處理。

納濾膜法（NF）：能截留納米級（0.001微米）的物質。是納米技術與過濾技術結合而創造的納米級帶電微孔結構的分離膜。納濾一般用于截留地表水中的有機物和色素、地下水中的硬度及鐳，且部分去除溶解鹽。它在直飲水行業有廣泛應用。

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

圖1幾種膜的截留區段

圖2四種膜過程的截留比較示意圖

3.結論與探討

3.1結論

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

3.2探討

來自公共系統的生活飲用水，其水質應符合GB5749-2006《生活飲用水衛生標準》，水質指標控制在對人體無害的該標準范圍內。目前全世界范圍內沒有科學證據支持長期飲用含微量污染物的飲用水是否對人體有害。人們希望污染物降至最低，同時富含營養，這受目前技術所限，似乎是魚和熊掌不可兼得。飲用水及其對應的有效健康的膜凈化方法的選擇，我認為應根據人們所處生活水質環境和自身健康狀況決定。

如果選擇飲用礦泉水類，允許通過曝氣、傾折、過濾等方法除去不穩定組分，建議每人每天攝入量500ml，因含過多礦物質的水會給人體造成負擔，有的礦物質人體不一定能吸收，過量的氟化物對人體相當不利，甚至會產生嚴重的后果。

如果選擇飲用純凈水類，那么對非包裝飲用自來水，則可選擇以反滲透膜為主的多級凈化。同時建議平衡膳食，均衡營養。因為純凈水在去除有害污染物的同時，也去除了水中的營養素。水中的營養素主要是礦物質和微量元素，如果人體健康狀態良好，它們全部可以從均衡的膳食中獲取，目前亦沒有影響健康的依據和報道。

如果選擇飲用納濾水，那也是很好的選擇。其水質既含有營養素，污染物也很低。方法是選擇以納濾為主的多級凈化。

民以食為安，食以水為先。飲用水安全是人類健康和生命安全為主的基本保障。從科學角度思考，任何事物都具有雙重性。科學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：

[1]劉玉榮、陳一鳴 ， 淺談幾種膜技術及其應用，第五屆全國化工實用高新技術交流會暨協作網年會論文集37.

[2]王曉林，納濾膜分離技術最新進展，天津城市建設學院學報第9卷第2期，2003年6月.