一、什么是饮用水中有害无机物

饮用水典型有害无机物是指在饮用水中存在的一些对人体健康有潜在危害的无机物质，如碘化物、铀、镭-226、铊、高氯酸盐、砷、氟等。这些有害无机物的来源主要有以下几种：

• 天然来源：一些有害无机物是由于地质条件或水文条件的影响，自然地溶解或迁移到地表水或地下水中，如砷、氟、铀、镭等。

• 人为来源：一些有害无机物是由于人类活动的影响，通过工业排放、农业施肥、生活污水等途径，进入到水环境中，如碘化物、高氯酸盐、铊等。

• 水处理来源：一些有害无机物是由于水处理过程中的反应或副作用，产生或富集到饮用水中，如碘化物、高氯酸盐等。

这些有害无机物在饮用水中的含量和分布受到多种因素的影响，如水源类型、地区差异、季节变化、水处理方式等。一般来说，地下水中的有害无机物含量高于地表水，西北地区和华南地区的有害无机物含量高于其他地区，冬季和夏季的有害无机物含量高于春季和秋季，消毒方式和剂量对有害无机物含量也有一定的影响。

二、为什么要控制和深度净化饮用水典型有害无机物

饮用水典型有害无机物对人体健康的危害主要表现在以下几个方面：

• 慢性毒性：一些有害无机物具有慢性毒性，即长期低剂量摄入会导致人体器官功能障碍或损伤，甚至诱发癌症。如砷可引起皮肤病变、神经系统损伤和肺癌等；铊可引起心脏病变、肝脏损伤和肾脏衰竭等；铀可引起肾脏损伤和白血病等；镭-226可引起骨癌和白血病等。

• 急性毒性：一些有害无机物具有急性毒性，即短期高剂量摄入会导致人体出现严重的中毒症状或死亡。如碘化物可引起甲状腺功能亢进或低下、呼吸困难和昏迷等；高氯酸盐可引起甲状腺功能低下、代谢紊乱和心律失常等；铊可引起恶心呕吐、腹泻和休克等。

• 营养失衡：一些有害无机物具有营养失衡的作用，即干扰人体对某些必需元素的吸收或利用，导致缺乏或过剩。如氟可影响钙的吸收，导致氟中毒或骨质疏松；砷可影响硒的利用，导致硒缺乏或过剩。

因此，控制和深度净化饮用水典型有害无机物是保障饮用水安全和人体健康的重要任务，也是符合国际趋势和国内需求的必然选择。控制和深度净化饮用水典型有害无机物可以有效降低饮用水中的有害无机物含量，达到或优于国家标准和世界卫生组织指南的要求，预防和减少由于有害无机物引起的各种疾病和危害，提高人民群众的生活质量和健康水平。

三、如何控制和深度净化饮用水典型有害无机物

目前，控制和深度净化饮用水典型有害无机物主要有以下几种方式：一是源头保护，通过规划布局、污染防治、水源切换等措施，减少或避免水源中的有害无机物污染；二是常规处理，通过沉淀、过滤、消毒等工艺，去除或降低水中的有害无机物含量；三是深度处理，通过吸附、交换、膜分离、电化学等技术，进一步去除或降低水中的有害无机物含量。

3.1 源头保护

源头保护是指在水源地或上游区域采取一系列的管理措施，防止或减少有害无机物进入到水环境中，从而保障水源质量。源头保护的优点是可以从根本上避免或降低有害无机物污染，减轻后续处理的压力和成本，但缺点是需要协调多方利益，实施难度大，效果受到多种因素的影响。源头保护的主要措施包括：

• 规划布局：合理规划水源地和周边区域的土地利用、产业结构、人口分布等，避免或限制高污染风险的活动和设施，如工业排放、农业施肥、生活污水等。

• 污染防治：加强对水源地和周边区域的环境监测和监管，严格执行环境标准和法规，强化对污染源的管控和整治，如建立排污许可制度、实施清洁生产技术等。

• 水源切换：根据水源地和周边区域的实际情况，选择合适的水源类型和位置，如优先使用地表水或深层地下水，避开高含量或高变异性的区域。

3.2 常规处理

常规处理是指在水厂采用一些传统或先进的物理、化学、生物等工艺，对水中的有害无机物进行去除或降低，以达到国家标准或世界卫生组织指南的要求。常规处理的优点是可以利用现有的设施和技术，成本相对较低，但缺点是难以完全去除水中的有害无机物，仍然需要深度处理或后续控制。常规处理的主要工艺包括：

• 沉淀：利用化学反应或物理作用，使水中的有害无机物形成不溶性或低溶性的沉淀物，然后通过沉降、过滤等方式分离出来。如利用氢氧化铁或氢氧化铝沉淀去除砷、氟等；利用碳酸钙沉淀去除铀、镭等。

• 过滤：利用固体介质或膜材料，通过吸附、截留、拦截等作用，去除水中的有害无机物。如利用活性炭过滤去除碘化物、高氯酸盐等；利用纳滤或反渗透膜过滤去除铊、铀、镭等。

• 消毒：利用化学药剂或物理方法，杀灭或灭活水中的微生物，保障水中的卫生安全。如利用氯消毒杀灭细菌、病毒等；利用紫外线消毒灭活隐孢子虫等。

3.3 深度处理

深度处理是指在常规处理的基础上，采用一些高效或创新的技术，对水中的有害无机物进行进一步去除或降低，以优于国家标准或世界卫生组织指南的要求。深度处理的优点是可以彻底消除水中的有害无机物，提高饮用水质量和安全性，但缺点是技术难度大，成本高昂，运行维护复杂。深度处理的主要技术包括：

• 吸附：利用固体介质表面的吸附力，将水中的有害无机物吸附到介质上，然后通过再生或更换介质进行分离。如利用活性炭吸附去除碘化物、高氯酸盐等；利用金属有机骨架吸附去除砷、氟等。

• 交换：利用固体介质表面或内部含有可交换的离子基团，与水中的有害无机物发生离子交换反应，然后通过再生或更换介质进行分离。如利用阳离子交换树脂交换去除铀、镭等；利用阴离子交换树脂交换去除碘化物、高氯酸盐等。

• 膜分离：利用膜材料具有选择性渗透的特性，将水中的有害无机物截留在膜表面或膜孔内，然后通过清洗或更换膜进行分离。如利用纳滤或反渗透膜分离去除铊、铀、镭等；利用电渗析膜分离去除砷、氟等。

• 电化学：利用电场或电流的作用，使水中的有害无机物发生氧化还原、沉淀、析气等反应，然后通过过滤或排放进行分离。如利用电沉积去除砷、铊等；利用电解去除氟、高氯酸盐等。

四、我国饮用水典型有害无机物控制与深度净化的现状和展望

我国饮用水典型有害无机物控制与深度净化技术已经取得了一定的进展和成果，但也还存在一些问题和挑战，如水源污染严重、技术不成熟、标准不统一、政策不完善等。因此，在未来的工作中，还需要加强饮用水典型有害无机物控制与深度净化技术的研究和创新，完善饮用水典型有害无机物控制与深度净化技术的标准和规范，推广饮用水典型有害无机物控制与深度净化技术的应用和示范，提高饮用水典型有害无机物控制与深度净化技术的水平和能力。近年来，我国政府和科研机构在饮用水典型有害无机物控制与深度净化方面投入了大量的人力和财力，开展了一系列的研究和示范工作。

例如，国家重点研发计划“水体污染控制与治理”重点专项中，有一个子课题是“新国标下饮用水典型有害无机物控制与深度净化技术”。该课题旨在解析长江、珠江、黄河、辽河等流域典型区域村镇、城镇饮用水源有害无机物污染状况；开发适配功能性药剂、材料和成套设备，突破上述有害无机物达标去除关键技术，开发多种有害无机物及其与铁、锰等常规污染物共存的协同去除技术；开展技术系统集成，形成有效支撑新国标实施的有害无机物协同控制与深度净化应用工艺和系统方案。

另外，中国科学院饮用水科学与技术重点实验室在饮用水典型有害无机物控制与深度净化方面开展了多项前沿和基础的研究工作。如利用多价态复合氧化物除砷、除氟的微界面过程与工艺原理；利用高性能多维介孔金属有机骨架。

国内饮用水典型有害无机物控制与深度净化方面已经做了一些工作，但还有一些难题和挑战。为了更好地保障饮用水安全和人体健康，我们需要尝试从以下几个方面加强工作：

• 源头保护：减少或避免水源中的有害无机物污染，降低后续处理的压力和成本。

• 常规处理：去除或降低水中的有害无机物含量，达到或优于国家标准和世界卫生组织指南的要求。

• 深度处理：进一步去除或降低水中的有害无机物含量，优于国家标准和世界卫生组织指南的要求。

• 技术创新：开发新型的功能性药剂、材料和设备，突破有害无机物达标去除和协同去除的关键技术，提高处理效率和效果，降低处理成本和能耗。

• 标准制定：修订和完善饮用水标准和规范，增加和调整有害无机物的指标和限值，加强对有害无机物的监测和评价，保障饮用水质量和安全性。

• 政策支持：制定和实施饮用水政策和法规，加强对有害无机物的管理和控制，建立有效的激励和协调机制，促进饮用水技术的应用和推广。

控制和深度净化饮用水典型有害无机物是保障饮用水安全和人体健康的重要任务，也是符合国际趋势和国内需求的必然选择。控制和深度净化饮用水典型有害无机物主要有源头保护、常规处理和深度处理三种方式。我国饮用水典型有害无机物控制与深度净化技术已经取得了一定的进展和成果，但也还存在一些问题和挑战，还需要进一步的研究和创新。