饮水健康及国内外饮用水标准的比较分析

张恒　张琳　严小妹　韦宇颖　王迪　罗滨文

关键词：饮用水标准，健康风险，健康饮水

DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.01.027

0 引言

饮用水的安全和健康与人类发展密切相关。人类饮水历史经历了从河水、湖水、泉水等地表水到井水等地下水，到近代的自来水，再到近几年备受大家关注的包装水和净化直饮水的发展历程。随着人类社会文明和科技的不断进步，人们对饮水质量的要求也越来越高。

根据取水方式，目前人类饮用水一般分为开放性水源饮水、自来水、包装水和直饮净化水四种。其中，开放性饮水一般是指以湖泊、河流、地下水等为主的饮水方式。然而近几十年以来，受工业污染、农业生产和生活排污等因素影响，开放性水源饮水方式受诸如重金属、微生物、农药、抗生素、生物毒素等污染物污染的风险较高，因此正逐渐被其他饮水方式取代。包装水和直饮净化水在经济发达地区使用率较高，但目前最为广泛的饮水方式是自来水。为了让人们能够放心喝水，相关部门需制定适宜的饮水标准对该标准辖制地区的饮水质量实施监管。

1 饮水健康及风险分析

1.1 饮水对人体健康的促进作用

水是生命体不可或缺的一部分，在生命生存、繁衍和演化的过程中起到了至关重要的作用。水中的常量元素及微量元素是构成人体组成的重要部分，对人体健康有一定的促进作用。

钙是人体含量最丰富的无机元素，主要分布于人体骨骼与牙齿中。钙离子能够激活人体内的酶反应，也可参与神经递质的合成与释放，对维持循环、呼吸、消化、泌尿、神经、内分泌、生殖等系统器官的功能至关重要[1]。磷主要以不溶性磷酸盐的形式沉积于骨骼和牙齿中，其余主要分散在全身各组织及体液内。磷元素在维持机体酸碱平衡及新陈代谢方面意义重大。钠、钾、氯是人体内重要的电解质，钾主要存在于细胞内液中，钠和氯则主要存在于细胞外液中。钠、钾、氯都对人体体液有调节作用，能够维持机体酸碱平衡[2]。氟是人体必不可少的微量元素之一，在人体骨骼和牙齿的生长发育过程中极为重要[3-4]。铬（三价）是人体维持生命的重要微量元素，它能够维持人体血糖平衡、降低胆固醇，对预防糖尿病、高血压有一定作用[5]。铁是血液中交换和输送氧所必需的一种元素，在造血功能中起着无法替代的作用[6]。锌作为人体必不可少的微量元素，它的主要作用在于促进人体的生长发育、维持正常食欲、促进维生素A的吸收、参与免疫功能、对细胞膜起稳定作用。硒是生命必需的微量元素，是人体内含硒酶和硒蛋白的必需组成部分[7]，与人体免疫功能有关[8-9]。铜与多种酶的活性和合成有关，参与铁的代谢和造血功能，有助于形成黑色素及血红素。钼广泛分布于人体的各种组织，其中在肝、肾等器官内含量最高。钼不仅与头发的颜色有关，还与人体的精神状态有关。

此外，矿泉水所含有的微量元素如锌、锰、锶、锂、氡、碘、硅等也对人体有显著的医疗保健作用。比如，水中含有适量的偏硅酸盐能够软化人体主动脉，也可以强壮骨骼、促进生长发育，并且有防癌抗衰老的功能[10]。因而，饮用水含有一定量矿物质对人体健康也有益处[11]。

1.2 饮水污染分析

即使在欧盟饮用水水质指令（98/83/EC）的监管下，来自7个国家的19个供水系统中的487个样本，受供水设施老化、粪便污染等因素影响，自来水中的病原微生物检出率依旧高达23%[12]。为解决微生物污染问题，人们普遍使用含氯消毒剂对自来水进行消毒，但消毒剂可以与水中的一些有机或无机的前体物反应生成具有致癌、致畸和致突变的消毒副产物[13]，长期饮用含氯消毒水危害身体健康[14-16]。有研究表明，亚洲、欧洲、非洲、美洲和大洋洲的自来水中均有不同程度的消毒副产物检出[17]。消毒剂往往会影响自来水口感[18]，而感官指标是人们判断水质安全性的最直观指标，直接影响人们选择意愿[19]。研究表明，自来水除消毒副产物外还含有其他的污染物，如中国天津地区的自来水中具有生殖毒性、可以致畸致癌的邻苯二甲酸丁苄酯（BBP），邻苯二甲酸二丁酯（DBP）和邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）的检出率为100%[20]；日本、美国、法国、芬兰、德国和中国的自来水中均检出可能源于塑料输水管道的微塑料污染[21-22]；中国18个居民区的二次供水系统和自来水中均检出Fe、Cu、As等重金属离子，但这些重金属离子浓度并未超出标准要求[23]。中国大连38个自来水检测的29个金属指标，仅有1个样品中Mn的浓度超出了WHO和国家卫生标准限制要求[24]，而伊朗的自来水中Co和Hg浓度超出WHO或者国家卫生标准限值要求[25]。

March H等[26]认为自来水的饮水质量差、缺乏家用水处理系统和家里有小孩等原因会引起瓶装饮用水的消费上涨，而瓶装水可能含有较高水平的内分泌干扰物[21，27-28]，同时有较大的容器源的微塑料污染[29]和微生物污染风险[30]。

基于饮用开放性水源饮水、自来水和包装水的健康风险，现在越来越多的人选择净化水作为生活饮水的主要方式。现在应用较为广泛的是反渗透净水技术。反渗透净水器因其经济实惠、使用便利，可以明显改善饮水口感，有效去除水中的有害物质而备受市场欢迎。然而，在偏远地区，人们的健康饮水意识不强且经济条件落后，净水器很难被普及。

2 现行国内外主要标准分析

以保护人类健康为导向，基于科学发展，世界卫生组织在2011年发布第四版《饮用水水质准则》，并于2017年进行第一次修订。WHO《饮用水水质准则》虽然是非强制性标准，但它是许多国家制定本国饮水标准的重要依据[31]。基于WHO《饮用水水质准则》许多国家和地区制定了适用于本国或当地水质情况的饮水标准，但在指标数量和限值要求上均有所区别。

2.1 国内外主要标准指标数量分析

WHO《饮用水水质准则》作为最具权威性的国际饮用水标准参考，涉及指标共计221项指标，其中微生物指标28项，化学指标165项，放射性指标2项，感官指标26项[32]。现行的美国环保局（USEPA）颁布的《国家一级饮用水标准》（EPA 816-F-09-004）共计88项指标，包括微生物指标8项，消毒副产物4项，消毒剂指标3项，无机化学指标16项，有机化学指标53项，放射性指标4项[33]。欧盟现行《饮用水水质指令》（EU 2020/2184）于2020年12月16日发布，是欧盟各国修订本国饮水标准的主要参考依据，共计56项指标，包括微生物指标2项，化学指标34项，指示性指标18项，风险指标2项[34]。中国2022年3月15日颁布的GB 5749-2022《生活饮用水卫生标准》，共计152项指标，包括微生物指标7项、毒理指标116项、感官性状和一般化学指标21项、放射性指标4项，消毒剂指标4项[35]。现行的日本《自来水水质基准》令和3年版于2021年4月1日颁发实施，共计241项指标，包括水质基准指标51项，水质管理目标设定指标27项项，观察指标48项，其中水质管理指标中的农药类指标包括115项农药管理指标[36]。

2.2 国内外主要标准部分指标限制要求分析

受当地水源的水质条件和饮水需求影响，各国或地区水质标准的指标限值有所不同（详见表1）。WHO《饮用水水质标准》2017修订版中硬度和铁未设准则值，是因为两者在饮用水中的浓度不足以对健康产生影响；铝未设准则值是因为由联合国粮农组织／世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会的暂定每周耐受摄入量推断出一个以健康为基础的浓度（0.9 mg/L）已经超过了水处理中使用含铝混凝剂的最优用量（大型水处理设施不超过0.1 mg/L，小型水处理设施不超过0.2 mg/L）；氰化物、草甘膦未设定准则值，因为两者在饮用水中出现的浓度远低于对健康有不良影响的浓度，除非发生污染泄漏进入水体的突发情况。一般各国或地区制定标准时，各个指标的限值会等同于或者低于WHO《饮用水水质标准》中的要求。值得注意的是，在比较的部分指标中，可能基于钙镁对于人体健康的促进作用，日本《自来水水质基准》（令和3年版）对硬度的限值要求基准值是300 mg/L，目标值是10～100 mg/L，EU 2020/2184和EPA 816-F-09-004（MCL）中未规定硬度的限值，而GB 5749-2022中硬度的限值为450 mg/L；指标氟化物在EPA 816-F-09-004（MCL）中限值为4 mg/L，比WHO《饮用水水质标准》2017修订版中规定的1.5 mg/L高，而日本《自来水水质基准》（令和3年版）和GB 5749-2022中氟化物的限值均比WHO《饮用水水质标准》2017修订版中低，分别是0.8 mg/L和1.0 mg/L；WHO《饮用水水质准则》（2017修订版）中草甘膦未设限值，EU 2020/2184未对该指标做出规定，而EPA 816-F-09-004（MCL）、日本《自来水水质基准》（令和3年版）和GB 5749-2022中草甘膦的限值分别是0.7 mg/L、2.0 mg/L和0.7 mg/L；WHO《饮用水水质准则》（2017修订版）、EPA 816-F-09-004（MCL）、EU2020/2184中均未对细菌总数做出规定，而日本《自来水水质基准》（令和3年版）和GB 5749-2022均规定细菌总数的限值为100 CFU/mL。

2.3 国内健康饮水标准分析

我国地域辽阔，饮用水水源复杂，水质标准的建立需求正从卫生安全向绿色健康转变。为响应中共中央和国务院于2016年发布的《“健康中国2030”规划纲要》提出的推行健康文明的生活方式，营造绿色安全的健康环境，健康饮水的相关标准正在快速发展。健康饮水的水质指标体系一般包括矿物质指标、微生物指标、毒理指标等。T/BJWA 001-2021《健康直饮水水质标准》中提出3项重点指标及限值，分别为溶解性总固体、总硬度（以CaCO3计）、总有机碳；提出3项微生物指标分别为粪链球菌、铜绿假单胞菌、产气荚膜梭菌；提出总铬、铝、铅、氰化物、亚硝酸盐、三氯乙烯、四氯化碳等19项限量指标[37 ]，来确保直饮水具有一定的矿化度，并可直接饮用。T/CAPS 01-2021《健康饮用水水质》中提出溶解性总固体、总硬度（以CaCO3计）、钙、镁、铜、锌、锶、碘、氟、硫酸盐、钠共计11项目水质指标的限值和目标值，以保持水中的矿质离子的种类和均衡，并对婴儿冲奶粉水的钠含量做出特殊要求≤20 mg/L，以确保冲调奶粉中钠含量接近母乳中的钠含量水平；提出三氯甲烷、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷、溴酸盐、砷、铅6项毒理指标的限制和目标值要求；提出大肠菌群、粪链球菌、铜绿假单胞菌、产气荚膜梭菌和病毒（肠道）5项微生物指标限值要求来保证饮水安全的同时实现饮水健康的目标[38]。健康饮水标准的发展为人们饮水健康的发展方向提供一定的指引，但已有的健康饮水相关标准涵盖的指标和适用群体并不全面，比如对于特殊群体如病人、孕妇等仍未有明确的指示。

3 结论与建议

由于经济、地域等因素的制约，自来水仍然是未来人们的主要饮水来源。因此，不同的地区和国家应根据当地的水质条件制定相应的水质卫生标准，但随着经济和科技的快速发展，人们必将追求更健康的饮水方式和饮水质量。目前国内健康饮水相关的标准数量较少，发展尚不完善，健康的导向性并不明确，有待进一步的发展。

国内外饮水标准的制定，为饮水质量安全作出基本保障，但不同地区水质条件不同、人群饮食结构不同，这就导致人们从饮食中摄入可供人体吸收的电解质有所不同。不同人群对电解质等的摄入需求也有所不同，如中华人民共和国卫生标准WS/T 578.2-2018《中国居民膳食营养素参考摄入量 第2部分：常量元素》和WS/T 578.3-2017《中国居民膳食营养素参考摄入量 第3部分：微量元素》中依据不同年龄阶段和人群提出了常量元素钙、磷、镁、钾、钠、氯的日常参考摄入量和微量元素铁、碘、锌、硒、铜、钼、铬的日常参考摄入量[39-40]。此外，健康饮水标准除了应从饮水安全和饮水矿物元素考虑之外，还应考虑饮水方式的舒适度、人性化、个性化需求等方面，使不同人群在饮水的同时身心的健康向着更有益的方向发展。例如，婴幼儿因自身发育缺陷，适宜饮用含有微量元素且矿化度不高的水，如优质山泉水和优质自来水；青少年时期是生长发育的黄金阶段，需要补充钙、镁等能促进人体发育的营养物质，适宜饮用山泉水、矿泉水、自来水等；成年人由于身体素质高、消化能力强，只要水质干净卫生就可以放心饮用，如山泉水、矿泉水、自来水、矿物质水、净水器水；老年人、病人免疫力弱，喝水应该要滋补、健康、营养一些，适合饮用优质矿泉水。此外，一些特殊人群如结石患者禁止饮用矿泉水，矿泉水本身含有很多的微量元素，这些微量元素不能及时消化吸收，反而会导致结石病症加重；甲状腺肿、大骨节病、冠心病和克山病患者可适量饮用含硅高的饮用水[29]。

为保障人们的健康饮水需求，在制定相关标准的同时，饮水卫生的监督工作也非常重要。做好各项饮水监督工作，准确把握好每一个环节，加强水质监督监测能力建设，把保障饮水安全和健康作为首要任务。

作者简介

张恒，本科，高级工程师，研究方向为净水与检测技术及质量管理。

张琳，通信作者，硕士，工程师，研究方向净水与检测技术。

（责任编辑：张瑞洋）