北京公众健康饮用水研究所

 

 

水对于维持生命是不可或缺的，随着工业化和城市化的发展，瓶装水或各种包装饮水已经唾手可得，广大的消费者因为各种的原因而购买包装水（例如味道、便利或时尚）。对于大多数的消费者来讲，更多地考虑到水的安全性和潜在的健康效应。广大的消费者普遍认为饮用优质的水可以给健康带来切实的好处，特别是对一些非传染性营养代谢病有着良好的辅助疗效。优质饮用水的基础是保持和保护水源水所在位置良好的生态环境，远离污染，要求水质不仅安全，且有利于人体健康。因此对水源水所在环境和水质尽可能地进行风险评估，才能有的放矢的对水源水所在的环境和水质有效地管理；同时对现有的产品的生产过程进行系统地评价，才能确认风险管理的方式，包括确保控制措施有效发挥作用的方法。

占有好的水资源，就拥有了财富。作者根据当今一些生产瓶装水的企业对水源选择重视不够和认识的局限性等问题。本文阐述水源的选择的重要性，水源水质的综合评定的内容和方法，以及水源水质的认识误区的方面进行了全方面的论述。

本文对饮用水生产企业在源水的选择方面提供一定参考和指导。

作为饮用水的直接水源有两大类：一是天然水，二是市政供水（自来水）。天然水补水来源有三种，一是冰川水——地球上98%淡水资源以冰川的形式存在；二是海水——地球上97%的水资源以海水的形式存在；三是地下水——自然涌出和人工马达抽取。

美国FDA根据水源对一些瓶装水进行分类，见下图。

l           自流井水（Artesian well water）水源来自较深的含水层。该含水层由多孔渗水性的岩石、沙子和土壤组成，依靠水管周围的压力，使水流出来。打井时，含水层的压力通常称为自流井压，促使水从含水层升高，有时可以升高到地表。根据EPA的观点，深层地下水不容易被污染。

l           矿泉水（Mineral water）水源来自地下，溶解性总固体大于250mg/L。矿物质和微量元素必须来自地下水，不得额外添加。

l           泉水（Spring water）水源来自地下，自然涌出。泉水必须是泉眼或通过钻孔将地下形成的水引出泉眼。如果通过使用外力钻孔采集的水，其组成和质量必须与自然涌出的水相同。

l           井水（Well water）水源来自地下较浅含水层，可以通过人工或机械打井获得。

由于人类的活动及社会发展带来的环境污染、生态破坏，使得没有污染、没有退化的天然优质水资源越来越少。为了有利于从事饮用水的企业本身长久、健康发展及以后饮用水产品的深层开发，企业投产前对于水资源选择与评定是极为重要的，而必需做的一件重要的首要科研工作。占有好的水资源，就拥有了财富。

寻找优质水源必须有长远、广阔的眼光，要有耐心和科学的良好心态，克服狭隘的地域眼光，去掉浮躁的急功近利的心态。工厂可以随意搬迁，但水源不能随意的迁徙。所以水源的选择是企业发展百年大计，要慎之又慎，好中找好。

 

占有好的水资源就拥有了财富。由于人类的活动及社会发展带来的环境污染、生态破坏，使得没有污染、没有退化的天然优质水资源越来越少。

优质饮用水的综合评估对于从事饮用水的企业本身长久、健康发展及以后饮用水产品的深层开发，企业投产前对水源选择与评定是极为重要的，只有在评估的基础上对水源和生产全过程进行有效的风险管理，实现长期目标和目前优先进行的改进措施，进一步地改善优质饮用水的质量，必须坚持不懈开展科研工作。保护优质水源应有长远、广阔的眼光，要有耐心和科学的良好心态，克服狭隘的地域眼光，去掉浮躁的急功近利的心态。工厂可以随意搬迁，但水源不能随意的迁徙。所以水源的选择和保护是企业发展百年大计，要慎之又慎。

目前大多数企业对水质认识只停留在没有污染就是好水。污染指标具有一定的时效性，在当时实验和分析的条件上，这些指标在界限指标内。但是随着生物学、实验检测技术等的提高，有些污染物对人体的危害逐渐被发现，这些指标会进一步降低。

中国自古以来就有“死水”与“活水”概念，这种概念对水质划分是非常科学、通俗，而且揭示了水的本质。没有污染只是好水的前提，但不是全部。没有污染的水可能是缺乏活力的“死水”，只能称为安全水，对人体只能起到维持生命的作用，对生命体不会产生危害。但因为缺乏生命活力不能有效地提高生命质量，水的生理功能低。所以作为饮用水不能局限于安全的基础上，需进一步对水的生理活性进行评定。

谈到矿泉水对人体生理功能，不能把“矿”和“泉”分开。现在评定“矿泉水”的好坏及作用，只强调“矿”而忽视“泉”。“矿”是西方科学概念，而“泉”是东方科学概念。“泉”往往给予人一个洁净、清凉、爽口感受。所以对矿泉水的评定一定要考虑“矿”和“泉”的统一，不但对水中“矿”进行综合评定，其中包括水中矿物质的含量及比例、水中有害、有毒元素的分析、水中矿物元素化合组成及吸收利用状况等，而且对泉水要进行综合测定和评定，包括水的动态，水的物理指标、水的活性指标等。

目前，众多企业甚至包括水的科技界对水质评定及测定认识局限，测定单一，缺乏系统和全面，具体表现在以下几点：

⑴ 只注重水的安全评定，而忽略了水的健康评定。

⑵ 只注重水的化学指标评定，而忽略水的物理指标、生物指标评定。

⑶ 只注重水的自然科学范畴评定，而忽略水源地的人文、地理和环境科学范畴评定。

⑷ 只注重水质评定，而忽略对水质影响的外部环境。例如水源所在地的地质、地貌、周边植被种类及覆盖，周边污染源、未来城镇规划、人员居住环境等的调查和评定。

中国标准法规定，标准包括国家标准、行业标准、企业标准，从标准严格性讲，往往企业标准优于行业标准，行业标准优于国家标准。国家标准要考虑大多数企业接受及应用程度，所以国标是最低限度标准。而且我国的标准比国外标准滞后，往往滞后5—6年甚至十几年，滞后主要表现项目少、数值范围宽，更新慢。世界卫生组织以及一些发达国家的水质标准通常采用滚动修订，随时根据科研报告，对某些指标进行修订。以砷为例，WHO自1958年世界卫生组织的《国际饮用水标准》推荐砷的最大容许浓度为0.2mg/L，这是基于健康的考虑。1963年，此值降低为0.05mg/L，到1971年的国际标准中仍保留此值作为暂行的上限浓度。1984年出版的《饮用水水质准则》第一版中保留0.05mg/L作为准则值。1993年，将砷的暂行准则值订为实际可定量的限值0.01mg/L，这是基于考虑到砷对人有致癌作用。

中国矿泉水产品要进入国际市场，对水质的要求须与国际接轨。而且很多有害、有毒、有异味指标在我国《天然矿泉水标准》中没有反映，例如放射元素—氡、镭及一些具体的致病菌等。所以目前对矿泉水质评定仅仅依据目前国标为依据是不够的。很多企业认为达到国标一项要求就是矿泉水，达到二项要求就是优质矿泉水，达到三项以上指标就是稀有珍贵矿泉水。这种认识和评定有一定的片面性，与消费者对健康的需求存在一定的差距。

根据上述对水质存在的认识不足和局限，这次对康硒矿泉水的评定，从自然科学、人文科学、水的安全与健康、水化学、物理、生物指标等诸多方面，进行系统、全面、综合评定。由于受资金和时间、目前科学知识和测试手段等因素制约，这种综合评定只能说是相对的。评定工作也只是初步。今后随着科学认识水平和测验技术的发展对水源的评定工作是一个长期、永久的工作。最后要强调的是作为饮用水源的安全与健康评定，最终要进行动物实验和人体临床的毒理实验和生理功效实验。这方面工作有待企业对科研认识的提高和提供一定的资金保障。

 

饮用水中能对人体健康造成不良影响的微生物和化学成分数量众多。在原水和送达消费者的水中要检出这些成分往往是速度缓慢、程序复杂、价格昂贵，这就影响了早期预警能力和经济承受力。单纯依靠水质的测定不足以保护公众健康。无论从人力还是从经济角度来看，要想测定饮用水水质的全部参数有一定的难度。因此在水质监测的工作安排和资源使用上，要仔细地做出计划，着重解决和测定比较敏感和对企业的战略发展具有帮助的指标。

水的某些性状虽然对健康没有什么影响，例如那些对水的可接受性有明显影响的性状，但它们也不可忽视。在水的感官性状（如外观、味道和气味）不可接受时，应进一步调查研究，以便了解是否有可能危及健康的问题存在。

通过系统和详细的评价，将有害因素按危害大小排序，对设置的防线及控制措施进行运行监测。此外，可将其由于管理失误或因意外事故而造成失败的机会减到最小。

饮用水成分经过一次暴露（如病原微生物）或长期暴露（如多种化学物）于人体，可产生对健康不利的作用。考虑到水中这些成分的多少、作用方式和浓度波动的特性，基于健康的目标有四种主要类别，可用作确认安全性要求的基础：

l         健康结果目标：在某些情况下，特别是当水源性疾病成为重要问题时，减少通过饮用水接触致病因素的机会，可以大大减少总的疾病危险。在这种情况下，建立这样一个基于健康的目标，以实现总的疾病负担量的下降。它特别适用于下列情况：短期暴露后就会发生不良作用；这种不良作用能容易而可靠地进行监测；暴露的变化也能容易而可靠地被监测。此类健康结果目标主要适用于某些通过影响水质而对健康产生明确危害的化学物（如氟化物）。在另一些情况下，健康结果目标可以通过对危险性的定量评价而用于对结果的评价。这里健康结果是用暴露和剂量反应关系的资料来估测的。其结果可以直接用作规定水质目标的基础或者用作制定其他类型以健康为基础的目标的根据。健康结果目标建立在规定的可耐受危险水平（或者用绝对值或者用占总疾病负担的百分数）的基础上，最好是根据流行病学的证据，也可根据危险性评价研究的结果。

l         水质量目标：饮用水中的某些成分经长期暴露后对健康会构成危害，而且这些成分的浓度变化很小或者经过很长一段时间后才会发生变化。通常是以该物质或化学物的浓度来表示。

l         绩效目标：饮用水中某些成分经短期暴露就会对健康带来危险，或者其数量或浓度可在短时间内发生较大变化，并对健康造成显著影响。绩效目标是针对这些成分制定的。通常以该物质所需减少的量或预防污染的效果来表示。

l         特定的技术目标：瓶装饮用水供应制定相应的目标，对于特定场合，或一般的饮用水系统类型，利用这些目标可确定可供使用的设备或操作程序。

对水源风险管理要优先考虑那些对人体健康造成危害或者会对水的可接受性有明显影响的化学物。只有少数化学物，当它们在饮用水中的含量过高时，通过饮用水暴露可对人体的健康造成广泛影响。这些化学物包括氟化物、砷、铅和硝酸盐等。现在已经把铅作为环境内分泌干扰素的一种，不仅会影响人体健康，而且对于人的智力，特别是儿童的智力带来终生的危害。在某些地区，潜在的硒和铀的暴露量已达到可能对人体健康产生影响的浓度水平，因而成为令人关注的问题。铁和锰也有普遍的重要性，因为它们会影响水的可接受性。

对某一种特定的化学物，从饮用水中摄入的量可能只占总摄入量的很小一部分，在某些情况下，控制饮用水中该化学物的水平可能要花费很大代价，而对减少总暴露量几乎没有什么作用。因此，确定饮用水风险管理策略时应该结合其他潜在的人体暴露来源一并加以考虑。

如果我们事先对水源综合评定越细，考虑越周全，将来给企业带来的风险越小。若水质某项有毒、有害物质测定考虑不全，给予忽略，没有进行测定和评定，将来会给企业带来潜在风险，甚至是灭顶之灾。企业发展越大，这种风险越大。若水源的水质存在不可克服的缺陷，而且有毒、有害物质在当今水处理工艺和设备不能解决，即使某些指标再好，也应该放弃。

科学研究和评定往往考虑复杂和全面，而企业营销往往要考虑简单化并有突出的个性。简单是孕育在复杂基础上，复杂是手段，简单是目的。在几十项测定中若发现一、二项有独特之处，就会给企业带来商机。

优质水源是企业可持续发展的基础。有人群的地方就有污染，因此面对污染的严重局面，水源管理是优质饮用水水质预防性管理中的重中之重。水源性的微生物和化学污染的预防是保障优质水源的第一道防线。预防措施相对于污染后强化水处理措施相比是更行之有效的方法。企业对于水源的保护要立足于水质的全方面的评估和检测，并以此为基础与当地管理部门和当地的居民联合制定综合行水源管理政策。才能保证最优质的饮用水的水源。从国外的成功经验来看，将优质饮用水项目的利益相关方联合在一起，建立一个良好的平台。其中利益相关方包括优质饮用水的供应商、政府管理人员、科学家、社会学家以及当地的居民等。这样才能有效地保证水质的优良，避免污染，提高企业的基础竞争力。

工艺是水处理核心技术，属于软技术。水处理工艺的设计依据水质的具体情况。目前国内很多企业只注重硬件设备购置，而忽略工艺软件的研究，而且国内很多企业水处理工艺大多一个模式。一个工艺模式走遍天下。这是很大的误区。水源不同，水质不同，产品用途不同，其水处理工艺不一样。水的工艺一定是根据水质分析评定基础上而确定。安全理想的水源，十全十美的水质，地球上是不存在的。科学的水处理工艺就是要保持水中有益成份，去除水中有害成份。例如溴元素本身对人体没危害，经过臭氧强氧化作用，水中溴化物被氧化为溴酸盐，该物质具有强致癌性，在美国标准中规定含量不得超过0.01mg/L。因此含有溴化物较高的水，消毒设备或工艺的选择上要特别的加以注意。一般优质的水的活性较强，就要采用保护源水活性工艺和设备；反之水源活性低，就要采用能增强水的活性的激活工艺和设备。

企业健康地可持续发展建立在科学研究的基础上。水源的科学评定就是充分揭示出水源水的个性和特点为企业的营销和策划提供有力的科学依据。

 

水质的综合评定包括水质、水量及常年稳定性。水质包括安全性指标及健康性指标。水的安全性指标是基础，包括无机、有机、放射性、生物等方面安全指标。作为健康水更重要注意健康水的指标，这些指针科学资料是为今后企业开发个性化产品、高科技产品的依据。国际上普遍认为天然优质水源应具有低温、低钠、低矿化度，自然涌出的特性。源水的天然水质达到或接近健康水七条标准（标准附后）更为理想，可省去很多繁杂水处理工艺和设备。

水的特性与水中矿物质含量与当地地质构成有直接的关系。一般当地地质部门都拥有详细的勘测资料。

优质水源首先要作到无污染，特别是有机物污染，以COD为例，应该控制在1mg/L以下，根据我们多年的水源考察，有很多优质水源COD一般为0.4—0.5mg/L。根据笔者多年的研究，COD直接影响了水的活性。所以应远离密集居住区、农作物种植区、畜牧区、工业区等。水源地及周边的保护必须要有长远的眼光和严格措施。

水质好坏不仅受到地貌、地质、周边社会环境的影响，还与植被，特别是具有一定药用植物和天然抗虫、抗病植物（倒竹林），通过植物根系分泌，利用水的波动、信息作用把药性抗虫、抗病等自然功效的信息带入水中。反过来，同一种植物在不同地区的药用植物其药效具有一定的差异，可能与当地的水质、土壤有一定的关系。

水创造生命，也给人类带来文明。具有深厚、悠久地文化渊源及人文历史。便于水的市场运作及广告的宣传。科学实验的基础，浓厚的文化积淀和独创的营销策划，做到科学、文化和市场三者良好的结合，健康水产业才能做大、做强、做长，也是企业健康发展必不可少的基础。

水与长寿和疾病有直接的关系。长寿地区水源一般都比较好。地区性疾病与当地的一些水质缺陷都有直接的关系。

有很多企业由于前期对水源拥有权不清晰，或法律手续不健全，造成企业在生产过程陷入一些法律或其它的麻烦之中。还有一些当地政府没有宏观、长远的目标，一旦发现优质水源后，大大小小的企业如雨后春笋般的建立起来，结果造成一哄而上，鱼目混珠的局面。例如山东青岛崂山、黑龙江五大莲池的经验教训应该引以为鉴。优质矿泉水属于稀有资源，过量的开采不利于矿泉水的可持续发展。

一般讲没有污染的、天然优质水源地交通均不便利，都是远离大城市人口稀少、经济落后地区。

 

这是首先必测定项目。水中矿物质含量及其比例关系，直接影响到水对人体的安全和健康及其口感。

对人体而言水中矿物质包括：有毒元素、有害元素、有益元素，其中有常量元素、微量元素。同一种元素含量适中就是有益元素，但含量过少或过多就会成为有害、甚至有毒元素。

目前国内矿物质测定仪器只能分析80多种元素，能测定皆全部测定，其中国内能做到精确定量只有二十种，其余只能测定到定性水平。

矿物质同时全部测定需专门昂贵仪器测定需委托外单位测定。

2003年6月卫生部公布的《生活饮用水卫生规范》水质标准，是目前各种饮用水水质标准相对最严、最全面的标准，很多项目接近国际水平。《生活饮用水卫生规范》中有些项目是必测项目，需要委托卫生部中国疾控中心等有关研究所进行全分析。

水的活性指标是重要的物理指标。目前国际通用水分子簇（团）大小判断水的活性强弱。水分子团小说明水的活性强。国际上通常用核磁共振仪（氧谱）测定水的半幅宽（Hz），用该指标间接表示水分子团大小。源水Hz数小于100则表示源水活性强。此项目委托专业化单位测定。

水的安全多用化学指针，水的好坏用物理指标来衡量。目前绝大多数单位只测定化学指针，忽视水的物理指标重要性。这里要强调一点，水的性质包括水的化学、物理、生物性质。水的性质和水的功能有直接关系。例如古书中阐述好水具有“厚”特性，用现代科学理解水的表面张力。水的表面张力是重点必测项目，另外包括水的粘度、密度、介电常数等物理指标测定。物理指标委托北京大学物理系测定。

氡是放射元素具有药性作用，长期以来国内把医疗用水和饮用水混为一谈。现在国际上饮用水质标准中将氡列为强致癌性一组之中，严加控制。氡超标对人体具有一定致癌风险，WHO规定经口摄入的氡不得超过0.002mSv/年，而美国EPA规定水中氡的含量应小于300pSi/L。此项指针委托专业单位测定。

自然界水中氘含量极低，但是对水的活性及人体营养功能影响很大。加拿大近年在市场上出现一种低氘矿泉水，是一种优质饮水概念。水中氘进入人体细胞中很容易与具有生物功能的基因结合，氘转换氢原子可以在细胞内DNA的螺旋结构中产生附加应力造成螺旋的相移、断裂替换使核糖核酸排列混乱，甚至造成重新合成，出现突变，生命体对氘没有任何抵御能力，一旦进入生命体后很难代谢出去并在体内累加，所以高含量的氘对人体的遗传、代谢和酶活力等有不良影响。氘的含量（用原子百分数表示）国际标准值为155.76。此项指针委托外单位测定。

水的溶解、还原、氧化等特性是判断源水优劣重要指标。优质水源的还原性强，氧化性低，溶解力适中。测定上述水的特性是通过测定茶叶中氨基酸、茶多酚、咖啡碱、茶黄素、茶红素、茶褐素、生物碱等多项指标溶出状况（含量及其之间比例关系的）进行判断。

目前国内很多企业只注意硬设备购置，而忽视工艺软件研究。而且国内很多企业水处理工艺大多一个模式，一个工艺模式走遍天下，这是很大误区。一个企业每个源水不同，水处理工艺设置不一样。在保证水质量前提下，水的工艺与设备越简单越好，多一次设备，多一次污染机会。所以水的工艺一定要根据水质综合分析结果加以设置。

水的工艺研究首先在实验室内进行，根据水质化验添置必要设备，筹建小型实验用水处理系统，进行反复、不间断、定时间、定期水质测定。跟踪测定时间至少三个月。

上述所有水质测定项目均为水质工艺设置作科学依据。水的工艺包括：工艺流程设置、设备选型、滤材选择。合理、科学、实用工艺流程可以把水中有益成分最大保留，有毒、有害成份尽量消除。完整水处理工艺包括水的净化、水的调质、水的启动三个工艺系统。

净化工艺——去除有毒、有害、有异味物质

调质工艺——调整水中口感、硬度、 pH等

启动工艺——保持或增强源水的活性

此专案均为有机成份测定，测定专案多。由本所完成。

 

1．水与生命的生理功能的定位

生命具有代谢、遗传、繁殖与适应能力等生命特征，在各个生命特征均与水水有紧密的关系，而非生命体没有这些特征。人体生理生命具有生命维持、生命质量和生命受损三个不同的生理层次。（注：此三个生命生理状态往往不能断然分开）不同水功能作用不同生命生理层次。

安全水—→生命维持

健康水—→生命质量

医疗水—→生命受损

只有优质水源生产出健康水，同时具有生命维持，生命质量提高，生命受损的修复功能，反过来，安全水不具有二者功效作用。

2．上述水质综合评定及工艺研究水处理所需经费相对于企业设备购置费、厂房建设，生产投入及管理费用的投入是小钱，千万不能因小钱节省而失去大钱。国内不少企业在投产前对水源的综合评定和工艺投入忽视或不重视。造成以后几百万甚至上千万的浪费和损失的案例很多，屡见不鲜。

3．判断水的好坏不能只看单项指标，一定要看整体指标。不能看绝对值，更要重视数值间的比例关系。

4．完全理想、十全十美的水源地球不存在。选择好水源要看主流，尤其是源水的水质，后天可改，而先天难求。不同的水源各有优缺点。若水源的水质存在不可克服、缺陷严重、而且有毒、有害物质通过当今水处理工艺也不能解决，即使某些指标较好也应放弃。

5．上述测定及研究只是供先期水源的选择和确定提供前期基础科学凭据。今后在企业运行中，对于科研的研究和产品水的研发，尤其是产品水的安全性及健康评定，产品水的生理功效试验（例如：水的降血脂、免疫、代谢等方面的生物功效试验），高附加值产品研发均要不断、深入进行企业对科研要自始至终的重视。

样品标识不能错。对于需测定水质样品事先描绘一定要全面、清楚。例如；样品抽取时间、工艺段、地点、编号、抽取人员等。不能追记。容器标识和档案记录标识一定要一致。

样品标识发生错误和不清，测定数字就会失效甚至产生误导。重点项目测定为了数值准确性、平行性、防止偶然性需送2-3个平行样。若进行大样本统计，至少需30个样品。

l         不含有对人体有毒、有害及有异味的物质；

l         水硬度（以碳酸钙计）适中（30—200mg/L）；

l         人体所需矿物质含量适中比例科学

l         pH呈中性或微碱性；

l         水中溶解氧及二氧化碳含量适中（水中溶解氧≤6mg/L，二氧化碳在10-30 mg/L）；

l         水分子团小；（水的活性指标之一Hz≤100）

l         水的生理功能强，（如水的渗透力、溶解力、代谢力、还原性）