導(dǎo)讀：水資源危機(jī)已是世界性問(wèn)題，占世界人口總數(shù)40%以上的80多個(gè)國(guó)家和地區(qū)約16億人口淡水資源不足。海水和苦咸水淡化是一種淡水資源生產(chǎn)的替代和增量技術(shù)，是解決淡水資源短缺的戰(zhàn)略選擇和重要措施之一。全球海水淡化產(chǎn)水的60%用于市政供水，而我國(guó)這一比例只有36.62%。對(duì)曹妃甸為期2年的水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，淡化廠產(chǎn)品水作為飲用水，其水質(zhì)與城市自來(lái)水的水質(zhì)相當(dāng)，在飲用安全健康方面有些指標(biāo)更優(yōu)。淡化出廠水CCPP為4.8-6.5mg/L，符合WHO規(guī)定的4～10mg/L范圍，水質(zhì)穩(wěn)定，不會(huì)對(duì)管網(wǎng)帶來(lái)沖擊。淡化廠產(chǎn)品水水質(zhì)的實(shí)驗(yàn)測(cè)定及數(shù)據(jù)分析證明，淡化水的飲用是安全的，淡化水是優(yōu)質(zhì)飲用水。應(yīng)加大淡化水飲用健康安全的宣傳力度，消除不必要的疑慮，使社會(huì)公眾和水務(wù)部門普遍接受淡化水。

1. 典型膜法海水淡化水水質(zhì)分析

目前，大多數(shù)國(guó)家沒(méi)有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)范用于飲用的海水淡化水。本文中海水淡化水水質(zhì)參照我國(guó)現(xiàn)行的飲用水標(biāo)準(zhǔn)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)，各項(xiàng)指標(biāo)按照《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法》(GB/T  5750-2006)進(jìn)行檢測(cè)。

按照GB/T  5750對(duì)曹妃甸5萬(wàn)噸/日膜法海水淡化產(chǎn)品水(指經(jīng)過(guò)后處理的出廠淡化水)的106項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了檢測(cè)，同時(shí)與標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行了對(duì)照。結(jié)果表明，海水淡化產(chǎn)品水的常規(guī)指標(biāo)全部符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，而非常規(guī)指標(biāo)中只有硼的值為0.9～0.91  mg/L，超過(guò)了國(guó)標(biāo)0.5mg/L的限值。然而，在WHO的《飲用水水質(zhì)導(dǎo)則》(第四版，2011年版)中，硼的最高含量限制為2.4  mg/L，并且在補(bǔ)充意見(jiàn)中說(shuō)明對(duì)該值還可放松。歐美和日本則將硼的限值定為1.0 mg/L。

面對(duì)現(xiàn)在淡化水硼含量超過(guò)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的現(xiàn)狀，在供水方面可采用與自來(lái)水摻混的辦法將硼的濃度降低到0.5  mg/L以下;在技術(shù)方面可以通過(guò)研發(fā)除硼率高的反滲透膜、兩級(jí)反滲透或后處理脫硼來(lái)降低產(chǎn)品水硼含量滿足標(biāo)準(zhǔn)要求;在政策方面應(yīng)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌，根據(jù)實(shí)際科學(xué)制定標(biāo)準(zhǔn)放寬硼的限值，消除淡化水直接作為飲用水源的障礙，推動(dòng)淡化水進(jìn)市政管網(wǎng)。

2. 海水淡化水與城市自來(lái)水水質(zhì)對(duì)比

通過(guò)對(duì)曹妃甸5萬(wàn)噸/日的膜法海水淡化廠產(chǎn)水進(jìn)行每月一次、為期兩年的長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)采樣監(jiān)測(cè)，得到了該淡化廠產(chǎn)水日常水質(zhì)分析數(shù)據(jù)。針對(duì)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB5749-2006中的42項(xiàng)常規(guī)指標(biāo)，與深圳、南昌、上海和天津2014年11月的城市自來(lái)水水質(zhì)數(shù)據(jù)(來(lái)自各城市水務(wù)集團(tuán)或自來(lái)水公司網(wǎng)站發(fā)布的水質(zhì)公告)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1海水淡化廠產(chǎn)水與城市自來(lái)水常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)對(duì)比

由上表可以看出，淡化廠產(chǎn)品水的42項(xiàng)常規(guī)指標(biāo)全部符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB5749-2006的要求。對(duì)于公眾關(guān)注的總硬度、氯化物、TDS、硫酸鹽和pH等指標(biāo)，連續(xù)的監(jiān)測(cè)結(jié)果都很穩(wěn)定。其中：

(1) 淡化廠產(chǎn)品水總硬度，高于深圳和南昌自來(lái)水，低于天津和上海自來(lái)水。淡化廠產(chǎn)品水是反滲透膜出水經(jīng)過(guò)后處理礦化的最終出廠水，硬度提高到了適中的程度，有益于飲用健康;

(2) 氯化物高于4個(gè)城市，但也只是國(guó)標(biāo)250mg/L限值的53%，屬于安全數(shù)據(jù)。氯化物含量高于自來(lái)水的原因是因?yàn)楹Ｋ新入x子含量基數(shù)很高，雖然海水反滲透膜對(duì)氯離子的脫除率很高，但透過(guò)膜的氯離子總量高于其它離子;

(3) 溶解性總固體高于南方城市深圳、南昌和上海自來(lái)水，低于北方城市天津自來(lái)水。淡化廠產(chǎn)品水含鹽量適中，介于南方自來(lái)水與北方自來(lái)水之間，遠(yuǎn)低于1000mg/L的國(guó)標(biāo)限值;

(4) 硫酸鹽低于4個(gè)城市，尤其遠(yuǎn)低于天津自來(lái)水。硫酸鹽含量低的原因是因?yàn)榉礉B透膜對(duì)二價(jià)離子的脫除率高于一價(jià)離子;

(5) 淡化廠產(chǎn)品水pH值稍高于4個(gè)城市。這是因?yàn)閷?duì)反滲透膜出水后處理礦化的同時(shí)提高了pH值，弱堿性的飲用水有益于健康。

從以上數(shù)據(jù)及分析來(lái)看，淡化水作為飲用水其水質(zhì)與城市自來(lái)水的水質(zhì)相當(dāng)，在飲用安全健康方面有些指標(biāo)更優(yōu)。

3. 膜法海水淡化水質(zhì)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

由于RO過(guò)程去除了水中絕大部分離子，其產(chǎn)水屬于軟水，缺乏鈣、鎂、氟和硒等對(duì)人體有益的元素，且由于RO產(chǎn)水pH偏低，在市政管網(wǎng)中輸送時(shí)容易腐蝕管道，導(dǎo)致管道中已有的垢層溶解，造成水質(zhì)惡化。因此，海水淡化水出廠進(jìn)入市政管網(wǎng)之前，還必須經(jīng)過(guò)后處理工藝才能保證與現(xiàn)有市政管網(wǎng)的兼容性。只有使淡化水在有益元素含量與自來(lái)水持平，在水質(zhì)指標(biāo)上滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，在輸運(yùn)過(guò)程中能保持穩(wěn)定、不與現(xiàn)有供水系統(tǒng)出現(xiàn)反應(yīng)，淡化水才能夠作為安全的飲用水水源推向社會(huì)。

調(diào)節(jié)淡化水的pH、堿度和硬度以使其水質(zhì)穩(wěn)定的過(guò)程稱為再礦化。再礦化可以增加淡化水的緩沖能力，改善碳酸鹽平衡，增大保護(hù)性碳酸鈣垢層在管道內(nèi)壁沉積和壓縮的傾向，有效降低水的腐蝕性，減小管道內(nèi)離子的釋放，達(dá)到穩(wěn)定水質(zhì)的目的。礦化處理的主要方法有摻混、投加化學(xué)藥劑、石灰法和溶解礦石法。

評(píng)價(jià)海水淡化水穩(wěn)定性的常用指標(biāo)為碳酸鈣沉淀勢(shì)(Calcium carbonate precipitation potential,  CCPP)。其可以定量描述水質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性，是一種精確、靈敏高的定量指數(shù)[17]。CCPP計(jì)算方法為：

式中，c0為初始Ca2+濃度，mmol/L;ce為達(dá)到碳酸鈣平衡時(shí)Ca2+濃度，mmol/L。Ca2+濃度采用EDTA滴定。

檢測(cè)了萬(wàn)噸級(jí)淡化廠2014年下半年產(chǎn)品水CCPP值，結(jié)果見(jiàn)圖1

從圖1可知，2014年下半年的淡化水CCPP均位于4.8~6.5 mg/L的水平。WHO的《Desalination for Safe Water  Supply》中規(guī)定淡化水的CCPP為4～10mg/L;以色列淡化水標(biāo)準(zhǔn)中的CCPP指標(biāo)為3～10mg/L。在此區(qū)間內(nèi)，水體有輕微結(jié)構(gòu)傾向，不會(huì)腐蝕管路或溶解管路中已有的保護(hù)性垢層，對(duì)于淡化水的輸送進(jìn)入市政管網(wǎng)來(lái)說(shuō)是安全的。

4 結(jié)論

針對(duì)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)中的42項(xiàng)常規(guī)指標(biāo)，將淡化廠產(chǎn)品水與深圳、南昌、上海和天津四大城市自來(lái)水水質(zhì)進(jìn)行對(duì)照表明，淡化廠產(chǎn)品水作為飲用水，其水質(zhì)與城市自來(lái)水的水質(zhì)相當(dāng)，在飲用安全健康方面有些指標(biāo)更優(yōu)。淡化廠產(chǎn)品水除了硼元素外，其余指標(biāo)均符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB  5749-2006)的要求。對(duì)于淡化水的硼含量情況，應(yīng)研發(fā)高脫硼率反滲透膜和低成本淡化水脫硼技術(shù)，并盡快制定淡化水的相關(guān)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，硼指標(biāo)與國(guó)際接軌，推動(dòng)我國(guó)海水淡化在市政供水中的廣泛應(yīng)用。

結(jié)合全球淡化水長(zhǎng)期普遍的市政供水應(yīng)用、淡化水的水質(zhì)全分析數(shù)據(jù)、與城市自來(lái)水的比較等，證明淡化水的飲用是安全的，淡化水是優(yōu)質(zhì)飲用水。應(yīng)加大淡化水飲用健康安全的宣傳力度，消除不必要的疑慮，使社會(huì)公眾和水務(wù)部門普遍接受淡化水。

編輯：李姝樂(lè)