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被忽視的水中「PM2.5」


被忽視的水中「PM2.5」



自來水廠沉澱池。飲用水中的亞硝胺,過去一直被認為是水處理過程中可接受的「消毒副產物」。但作為2A類致癌物,亦有人擔心,其長時間富集的病變作用。(視覺中國/圖)

作者:袁端端 全文共4045字,閱讀大約需要7分鐘。


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「它像極了當年空氣污染中被忽視的PM2.5。」


國際癌症研究署(IARC)把亞硝胺列為2A類致癌物,即人類很可能致癌。

儘管沒有直接證據表明亞硝胺化合物對人類致癌,但多個流行病學調查資料表明,人類某些癌症,如胃癌、食道癌、肝癌、結腸癌和膀胱癌等可能與亞硝胺有密切關係。


「中國是世界上亞硝胺檢出情況最為多樣的國家。」


本文首發於南方周末


微信號:nanfangzhoumo


歷時3年多,覆蓋全國23個省、44個大中小城市和城鎮,從出廠水、用戶龍頭水到水源水,針對飲用水中亞硝胺濃度和種類的科研調查,是迄今為止國內最大最全面的一次。

「調查結果出乎我意料:一是種類那麼多,二是濃度比想像的高。」負責上述飲用水調查的清華大學環境學院副教授陳超告訴南方周末記者,他從事亞硝胺類消毒副產物研究已近十年,但人們最近才開始關注和重視飲用水中的亞硝胺。


由清華大學環境學院國家環境模擬與污染控制重點實驗室主持的這項全國調研報告,一系列頗有價值的數據正陸續被公之於眾:


「中國是世界上亞硝胺檢出情況最為多樣的國家,在水中檢測出9種亞硝胺類物質,其中亞硝基二甲胺(NDMA)的濃度最高。」


「中國的出廠水和龍頭水中的亞硝胺檢出情況要比美國嚴重,出廠水和龍頭水中NDMA的平均濃度分別為11和13ng/L(納克每升),水源水中的亞硝胺前體物(母體物質)平均為66ng/L,除了NDMA之外的亞硝胺在中國的檢出率是美國的數十倍。」


「在全國範圍內,長三角地區有最高的亞硝胺風險,出廠水和龍頭水中的平均濃度分別為27和28.5ng/L,其中水源水中的亞硝胺前體物為204ng/L。」

國際癌症研究署(IARC)把亞硝胺列為2A類致癌物,即人類很可能致癌,該類致癌物對人類致癌性證據有限,但實驗動物致癌性證據充足。


目前,美國的兩個州和加拿大的安大略省在飲用水衛生標準中規定了亞硝胺類(NDMA)的最高濃度,但中國並未將其納入飲水標準。


不過形勢看來並不太過悲觀。美國加州的指導值是10ng/L,加拿大衛生部的指導值40ng/L。而世界衛生組織(WHO)的限制則要寬得多,達100ng/L。


「按WHO的標準,我國只有少量水樣超標。但如果用美國加州標準則有26%的出廠水和29%的龍頭水超標。」陳超說。

相比中國飲用水中的亞硝胺類物質含量,在證據不足的情況下,大多數學者認為,「不會影響飲用水安全」。


不過,亦有不同意見。「癌症高發的致病原因很多,亞硝胺物質只是一個,但水每天都在不斷地飲用,長時間富集的話可能產生一些病變。」中國科學院生態環境研究中心博士王萬峰說。這或許正是美國環境保護署力爭將亞硝胺納入標準的一個主要原因。


「它像極了當年空氣污染中被忽視的PM2.5。」一位課題組成員說,「建議開展更加系統的水質調查來更好地評估中國供水系統中的亞硝胺風險。」


亞硝胺何來


飲用水中的亞硝胺,過去一直被認為是可接受的「消毒副產物」。消毒是保證飲用水安全最重要的一步。一直以來,環境學家都認為,與消毒不充分可能引起的風險相比,消毒副產物帶來的健康風險小,不能為控制消毒副產物而犧牲消毒效果。


飲用水處理,需要使用氯胺二次消毒,因而會產生亞硝胺的前體物,之後再與二氯胺反應便會形成亞硝胺。「由於亞硝胺前體物難以徹底去除,加上當前消毒手段有限,很難在實際生產過程中避免亞硝胺的生成。」陳超解釋。


1989年,加拿大安大略省的自來水中被首次檢出亞硝基二甲胺。隨後,美國在整個供水系統中都開始發現亞硝胺的蹤跡。這引起了其他一些發達國家,如澳大利亞、英國、德國和日本等國的重視,開始了全面的跟蹤調查。


一些地區開始對亞硝胺的濃度設定限額。美國環保局確定NDMA為B2類致癌物質。其單位致癌風險對應濃度為0.7ng/L,遠遠低於受控消毒副產物三氯甲烷6μg/L的致癌風險濃度。同時,美國環保局已經將包含NDMA在內的6種亞硝胺消毒副產物列入國家非受控污染物監測法令。


科學界一直在企圖尋找一種可代替氯的消毒劑,但至今沒有發現。「你很難再找到一種消毒劑像氯一樣廉價又相對安全。」同濟大學環境科學與工程學院教授高乃雲說。


和西方主要由消毒劑產生不同,中國還存在另一個重要原因:飲用水水源污染加重。陳超團隊的檢測顯示,原水中就已出現較高濃度的有機氮——作為亞硝胺生成前體物,這將導致出廠水亞硝胺濃度的升高。


「這主要和大量的工業廢水和生活污水有關,我國的污水處理率比歐美低得多。」陳超說,他們分析了水源中亞硝胺的來源,發現來源中有多種藥物,包括常見的胃藥雷尼替丁。


報告寫道:中國的地下水污染已經成為一個緊迫問題。氨氮、亞硝酸鹽、硝酸鹽等污染物在地下水源中十分普遍,特別是那些被農田和工業環繞的地下水源地。管網水中,亞硝酸鹽的存在會發生亞硝胺化反應從而導致NDMA的生成。


「水源保護是我們的瓶頸。」陳超說。


公益機構中國水危機的報告顯示,中國每年產生近700億噸廢水(不含農業源)。近年監測調查顯示,中國主要河流、湖泊,均存在一定程度的有毒有害有機污染物污染,僅長江和松花江流域就檢測出107種有毒有害有機污染物。——而保障中國飲用水安全,就必須克服這一障礙:將世界上最複雜的水源水,變為符合世界上最先進水質標準的安全飲用水。


不過,研究了幾十年飲用水處理的高乃雲強調,現在的飲用水水質相比過去已有了質的飛躍,「現在水裡能生成消毒副產物的前體物,已經大大減少。」


研究少,評估難


「清華做了啊!」在聽到清華教授做了相關的研究後,南開大學環境科學與工程學院副教授郭曉燕感慨說——她幾年前未完成的課題終於有人接續。


和歐美相比,中國對飲用水中的亞硝胺關注很晚,大規模調查極少,通過飲水暴露導致的健康影響研究也很不充分。


郭曉燕從2008年開始關注中國飲用水中亞硝胺類物質的問題。2009年,她負責國家自然科學青年基金項目《地表水和飲用水中NDMA及其它亞硝胺類污染物的降解方法和機理研究》,但這個項目僅在實驗室研究其降解方法和機理。


要真正深入,必須去實地調研,2010年,郭曉燕向有關部門申請實際水體中亞硝胺檢出物的相關課題,但過程並不順利。「一開始他們非常看好這個課題,後來擔心公眾恐慌,這個項目基本就解體了。」


相比環境領域,醫學研究開始得更早些。多位學者都有論述:長期攝入不潔,特別是亞硝胺被檢出的飲用水,很可能是促成居民消化道腫瘤高發的重要致病因素。中國醫學科學院基礎醫學研究所教授、中國疾控中心原副主任楊功煥和她的團隊曾用八年時間完成了《淮河流域水環境與消化道腫瘤死亡圖集》,首次證實了癌症高發與水污染的直接關係。


1996年,長春地質學院湯潔等人在廣西調研發現,在肝癌高發縣扶綏,居民飲用的塘水中含有嚴重污染的亞硝胺。他們採樣的8份塘水都含有亞硝胺,且屬於肝癌高發點,另16份河溪水及深井水則沒有檢出。「可以看出亞硝胺含量與肝癌死亡率呈平行關係,也首次證實了重病村中塘水存在致癌物」。


而在1995年,廣西腫瘤研究所塗文升等人對廣西某肝癌高發區食物及飲用水中二甲基亞硝胺調查也發現,該區域內14個飲用水樣中檢測出5個含二甲基亞硝胺,而且這5個飲用水樣都是塘水,與文獻報道飲用塘水(或宅溝、泯溝水)的肝癌發病率和死亡率均明顯高於飲用其它水源水的結果相吻合。


「這可能只是一種相關性,需要更多的研究證明。」清華大學飲用水安全研究所劉文君教授說,風險評估也是動態變化的。但他承認,低濃度的消毒副產物風險評估很難進行。「目前沒有這類物質的標準評估程序。」


儘管沒有直接證據表明亞硝胺化合物對人類致癌,但多個流行病學調查資料表明,人類某些癌症,如胃癌、食道癌、肝癌、結腸癌和膀胱癌等可能與亞硝胺有密切關係。其致癌機制研究顯示,亞硝胺可引起食管上皮細胞相關癌基因抑癌基因發生改變,大大促進癌變。


「動物實驗結果很明確,但人群中數據不足,我們正在做相關實驗。」長期研究消毒副產物健康影響的華中科技大學同濟醫學院教授魯文清告訴南方周末記者,他們正在和清華合作,利用之前的調查結果分析飲用水中亞硝胺對人生殖能力的影響,初步調查將會在一年後結束。但這將會是一個長期的過程,因為「需要相當大的數據和規模才有意義」。


過於超前的目標?


但在眾多學者看來,對飲用水中的亞硝胺制定標準是一個「過於超前」的目標。將一項指標納入水質標準,需要有足夠的毒理學數據和充分的科研成果。


「我們的水質標準是需要不斷修改,如果這一類消毒副產物,已升級到比較重要的地位,那就要立標準。如果沒有納入,說明現在可能威脅還不大,或證據不充分。」年過八旬的清華大學環境學院教授王占生是水質標準領域的權威,他曾為提高水標準奔走多年。


「我們的毒理學數據很少,基本上是參考國外的。有人會覺得,美國都沒有全面設限,我們為什麼要著急(納入標準)?」陳超說,他們曾建議過有關部門可以納入考慮。


清華大學環境學院教授余剛則建議,「從科學角度來說,所有的消毒副產物都應該有標準,但並不是全國都要採用,而應該重點設立在水污染嚴重的地區。」


設標準難,執行更難。中國現行的水質標準堪稱世界最嚴,但檢測手段卻捉襟見肘。2012年7月,中國實施新飲用水標準,需要檢測的水質指標從35項增至106項,被稱為水質標準的歷史性突破。


但並非所有水廠都有檢測106項指標的能力。「現在很多水廠連42項都測定不了,它怎麼去測106項?」王占生抱怨,國內現在連106項檢測指標都沒有做好,還去提標準之外的指標,有點「脫離實際」。


檢測成本也是攔路虎。參與清華這項調查的碩士生貝爾說,亞硝胺類物質通常不能直接進行儀器檢測,需要進行樣品預處理。他們調查處理的水樣,每一個樣品的檢測花費就高達500元到1000元。


而想要真正去除或控制這類複雜污染物,水廠需要採用深度處理包括膜處理技術。「如果都上深度處理技術,一噸水的投資會上漲200元,比常規處理投資高出三分之一,運行成本每噸要增加0.2元,即水費可能要漲2毛錢。」陳超計算過,這將會是一筆不菲的費用。


成本倒掛的水價,已讓水廠虧損嚴重,想要水廠主動改善處理技術、加大投資,並不樂觀。


爭論同樣出現在美國。美國水工業協會就一直持續反對將亞硝胺加入標準,理由是,「亞硝胺的來源那麼多,為什麼單單要限制水中的?」


但美國環保署的回答是,「儘管亞硝胺在水裡含量極低,但飲用水太重要了,涉及所有的人群,特別是要考慮敏感人群,比如兒童、孕婦和免疫缺陷的群體。」


和空氣污染指數一樣,國家環保部正在計劃發布城市的水質排名。屆時,環保部將按月度、季度、年度公布全國338個地級以上城市中排名前十及後十的名單。根據6月出台的《城市水環境質量排名技術規定》(徵求意見稿),今後,和空氣質量指數(AQI指數)對應,城市水質指數(CWQI指數)也將走進公眾視野。


但這並沒有亞硝胺類指標的身影,課題組成員擔心PM2.5的問題會重現,「萬一國外機構再到中國檢測怎麼辦?」


(南方周末實習生萬曉華亦有貢獻)


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