摘 要：我國幅員遼闊，受區(qū)域環(huán)境季節(jié)等因素影響，各地區(qū)水質(zhì)差異明顯，近年來，研究不斷發(fā)現(xiàn)水體中內(nèi)分泌干擾物、抗生素等新型污染物，水污染形勢愈發(fā)嚴峻。現(xiàn)有的飲用水處理系統(tǒng)對這些新型污染物的控制能力有限，家用凈水器作為飲用水的最末端處理設(shè)施，近年來在居民家中占有率逐年上升。因產(chǎn)品材料結(jié)構(gòu)組成多樣、生產(chǎn)工藝復(fù)雜，潛在有害物質(zhì)的種類和遷移不明，隨著水污染時間不斷增多，現(xiàn)有的檢測技術(shù)無法精確量化產(chǎn)品品質(zhì)，質(zhì)量監(jiān)管受到約束，因此對市面所售凈水器精準凈化能力提出了要求。本文以市售凈水器為研究對象，建立了飲用水處理裝置精準凈化檢測方法，對凈水器中具體物質(zhì)（如鉛、砷等）的去除或凈化能力進行評價，建立家用凈水器對農(nóng)藥去除率測試方法、對抗生素去除率測試方法，通過對去除效果進行分級，指導(dǎo)消費者進行選購以及制造商技術(shù)升級。

關(guān)鍵詞：家用凈水器，精準凈化，性能評價

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.015.038

0 引 言

近年來，研究不斷發(fā)現(xiàn)水體中的新型污染物：內(nèi)分泌干擾物、抗生素、亞硝胺類消毒副產(chǎn)物。世界各地自來水含大量塑料微粒[1-3]，現(xiàn)有的飲用水處理系統(tǒng)對這些新型污染物的控制能力有限。

飲用水安全性與人類健康息息相關(guān)，近年來公眾對此的關(guān)注越來越高，不少家庭會選擇安裝凈水器進一步去除飲用水中的污染物[4]，家用凈水機作為飲用水的最末端處理設(shè)施，近年來在居民家中占有率逐年上升，其目的是去除水中的雜質(zhì)成份，為居民飲用健康的水起到保護作用。由于我國幅員遼闊，受區(qū)域環(huán)境、季節(jié)等因素的影響，各地區(qū)水質(zhì)差異明顯，因此對市面所售凈水機精準凈化能力提出了要求。

1 我國家用凈水器質(zhì)量現(xiàn)狀

目前主流家用凈水器的凈化方式主要包括過濾、吸附、膜過濾等[5]，在當前市場環(huán)境下，反滲透工藝是分離效果最好、能耗最小的技術(shù)[6]，反滲透凈水器成為市場主流。消費者不僅關(guān)注外觀、通量、水效等方面，對實際的凈化效果和凈化后的水質(zhì)也很關(guān)注。

隨著凈水器市場的不斷擴大，各大媒體不斷曝出凈水器產(chǎn)品的質(zhì)量問題，劣質(zhì)凈水器濾芯更換代價高昂、售后配套服務(wù)跟不上、產(chǎn)品廢水率高等諸多負面問題頻現(xiàn)[7]。由于家用凈水器中使用由形式各異的凈水材料組成的凈水部件，且這些凈水部件中的不同材料在原料、制作工藝等方面均存在差異，加之凈水部件加工制作的相關(guān)標準不健全，導(dǎo)致市場上凈水部件存在質(zhì)量良莠不齊的情況。在與飲用水長期接觸的過程中，凈水部件材料中的部分物質(zhì)和加工制作過程中添加的助劑成分在一定的條件下可能會析出到水中，人們經(jīng)飲用后可能會損害健康。因此，凈水部件及凈水器的衛(wèi)生安全性及可靠性越來越受到人們的高度重視。

2 凈水器精準凈化評價技術(shù)研究

2.1 研究的總體思路

基于我國飲用水安全及水處理裝置存在中途換芯的使用特點，本文提出了飲用水處理裝置全生命周期精準凈化測試評價技術(shù)。建立了飲用水處理裝置精準凈化檢測方法，建立家用凈水器對農(nóng)藥去除率測試方法、對抗生素去除率測試方法，建立產(chǎn)品品質(zhì)評價的量化指標，對凈水器的精準凈化功能進行了評價，解決消費者十分關(guān)注的家用凈化產(chǎn)品的實際凈化能力問題，并對企業(yè)自我聲稱的功能指標評價提供技術(shù)支持。

2.2 精準凈化指標的選擇

2.2.1 毒理指標

在毒理指標方面，主要包括金屬、無機物和有機物凈化指標。除地質(zhì)因素外，水中重金屬主要來自工業(yè)廢水的污染。金屬離子對人體的毒性危害主要有人體肌肉骨骼、神經(jīng)系統(tǒng)以及致癌風(fēng)險，例如長期飲用含砷高的水，可使皮膚癌發(fā)病率增高、鎘中毒引發(fā)的“痛痛病”等。在精準凈化方面，相關(guān)的金屬指標不可或缺。

2.2.2 感官性狀及一般化學(xué)指標

生活飲用水標準中感官性狀及一般化學(xué)指標[8]是我國飲用水水質(zhì)安全的首要檢測指標，也是評價水質(zhì)的重要依據(jù)。如水中氯離子和硫酸鹽濃度過高往往影響水質(zhì)口感；氟離子對人體肌肉及骨骼系統(tǒng)有潛在不利影響（氟骨?。幌跛猁}有可能經(jīng)硝酸鹽還原菌作用轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，形成致癌物質(zhì)亞硝基胺，對人體健康構(gòu)成潛在風(fēng)險。

2.2.3 微生物指標

我國水質(zhì)在微生物方面的污染主要來自于人和溫血動物糞便及植物和土壤，大腸桿菌是評價生活飲用水水質(zhì)的重要衛(wèi)生指標，故精準凈化中細菌指標是基本指標。同時，水中的一些動物性病毒（主要是腸道病毒）比大腸桿菌具有更強的穩(wěn)定性，僅以大腸桿菌作為水質(zhì)安全性指標不能很好地評價水的病毒學(xué)安全性。噬菌體作為細菌病毒，尺寸更小，在污水中普遍存在，其數(shù)量高于腸道病毒，對自然條件及水處理過程的抗性高于細菌，噬菌體對人沒有致病性，可以進行高濃度接種和現(xiàn)場試驗；檢測噬菌體的操作具有簡便快速、安全、設(shè)備簡單等優(yōu)點。采用噬菌體進行除病毒性能的測試是更加嚴苛的測試條件，能充分體現(xiàn)設(shè)備的除病毒性能。

2.2.4 水中抗生素和農(nóng)藥

水體是環(huán)境中抗生素、農(nóng)藥歸宿地之一，近年來，隨著檢測分析技術(shù)的不斷發(fā)展，各類水體中的抗生素、農(nóng)藥殘留檢測報道日益趨多，目前在地表水、地下水甚至是飲用水中檢測到抗生素和農(nóng)藥的存在[9]，暴露出水環(huán)境中抗生素殘留問題的風(fēng)險。

國內(nèi)很多科研機構(gòu)、院校、實驗室等對中國地表水環(huán)境中存在的抗生素做過許多研究，查閱眾多文獻可以看出迄今已有約68種抗生素在中國地表水環(huán)境中被檢出， 包括磺胺類、喹諾酮類、四環(huán)素類、大環(huán)內(nèi)酯類、β-內(nèi)酰胺類和其他六大類。被報道次數(shù)最多的前10種抗生素中，磺胺類抗生素磺胺甲噁唑和磺胺甲嘧啶被報道次數(shù)最多。

2.3 精準凈化檢測方法研究

2.3.1 污染物檢測方法

目前抗生素的檢測方法多為食品中的獸藥殘留檢測，生活飲用水中的檢測方法則較為少見。液相色譜法適合于含量比較高的抗生素的測定，液相色譜-高分辨質(zhì)譜法雖定性功能強大，但定量準確度上稍差些，因此本研究采用超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜（UPLC/MS/MS）法，其檢測限度相對較低，定量準確，經(jīng)前處理進化濃縮后，可達到ng/L（ppt級別）的檢測水平，能準確有效地檢測出低含量的抗生素。

2.3.2 凈水器凈化效率測試方法測試方法

在現(xiàn)有國標的基礎(chǔ)上，設(shè)計了更為嚴苛的條件，采用全程序加標液的方法對濾芯進行了考量。通入加標液，污染物的加標濃度見表1。按照制造商的規(guī)定要求，在進水壓力為（0. 2 4±0.0 2）M Pa的條件下通入加標液進行測試。在達到凈水裝置標稱額定總凈水量的0%、25%、50%、75%、10 0%時，分別在流入樣本取樣點和流出樣本取樣點進行取樣。每次取樣量應(yīng)不超過1 L或分析所需量的4倍，以較大者為準。樣品的采集、保存和測試按GB/ T 5750（所有部分）規(guī)定的方法進行，GB/T 5750中未做規(guī)定的參照國內(nèi)外其他相關(guān)標準進行測試。在額定總凈水量范圍內(nèi)，在規(guī)定的試驗條件下，全程通入一定濃度的污染液（制造商標稱的能凈化水中某一種具體的物質(zhì)），進行凈化效率的測試。