饮用水中的“溴酸盐”对人体健康究竟有多大危害？
前言
在日常生活中，饮用水的安全性直接关系到我们的健康。然而，近年来一些新闻报道让人们对饮用水中的“溴酸盐”产生了关注和担忧。那么，什么是溴酸盐？为什么饮用水中会出现这种物质？它对我们的健康有多大的危害？
溴酸盐是什么？
溴酸盐是一种具有特定化学结构的物质，其化学组成包含溴酸根离子（BrO₃⁻）。在饮用水的处理与供应体系中，溴酸盐的出现是一个备受关注的问题。
从化学角度来看，溴酸盐是在饮用水生产过程中产生的一种化合物。饮用水厂为了保障饮用水的微生物安全性，通常会采用消毒剂对水进行处理。当使用臭氧（O₃）这种消毒剂对含有溴化物（Br⁻）的天然水源（如矿泉水、山泉水等）进行消毒时，就会发生一系列复杂的化学反应，从而生成溴酸盐。
溴酸盐作为一种化学物质，它在水中的存在形式相对稳定。在正常的环境条件下，它不会轻易分解或转化为其他物质。然而，正是由于其相对稳定性以及在饮用水中的潜在存在，使得它成为饮用水安全研究中的一个重要对象。因为一旦饮用水中的溴酸盐含量超过一定标准，就可能对人体健康产生不良影响，这也是为什么我们需要深入了解溴酸盐的性质、来源以及如何对其进行有效控制的原因。
饮用水中溴酸盐的标准限量
1.国际标准
世界卫生组织（WHO）对饮用水中的溴酸盐设定了指导值，建议溴酸盐的浓度不超过0.01mg/L。这一标准基于健康风险评估，旨在保护公众健康，尤其是对长期饮用水质较差地区居民的健康保护。
2.国内标准
我国对饮用水安全极为重视，《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006）明确规定饮用水中的溴酸盐含量不得超过0.01mg/L，该标准与国际标准一致，彰显了我国在饮用水安全管理上积极与国际接轨的态度。
我国幅员辽阔，南方的江河湖泊与北方的地下水等不同地区的水源化学组成各异，但在这种复杂的水源状况下，不管是城市集中供水系统，还是农村小型供水设施，都需统一执行这一严格的溴酸盐标准，既是对人民健康负责的表现，也是我国饮用水质量管理不断进步的象征，通过严格执行该标准，能够有效避免溴酸盐超标可能带来的健康风险，让居民安心饮用安全、健康的饮用水，有助于保障全体国民的饮用水安全。
饮用水中溴酸盐
超标对人体的危害
1.致癌风险
溴酸盐被国际癌症研究机构（IARC）列为2B类致癌物，这意味着它对人类可能具有潜在的致癌性。当人体长期摄入溴酸盐超标的饮用水时，溴酸盐在体内可能会干扰细胞的正常代谢过程。例如，它可能会影响细胞内的氧化还原平衡，导致细胞内的一些生物分子如DNA受到氧化损伤。一旦DNA发生损伤且不能被及时修复，就可能引发基因突变，从而增加患癌症的风险，特别是膀胱癌、肾癌等泌尿系统癌症的发病几率可能会提高。
2.对甲状腺功能的影响
溴酸盐可能会干扰甲状腺的正常生理功能。甲状腺是人体重要的内分泌器官，它通过摄取碘来合成甲状腺激素，从而调节人体的新陈代谢、生长发育等重要生理过程。溴酸盐与碘的化学性质相似，在体内可能会与碘竞争甲状腺上的转运蛋白，从而影响碘的正常摄取。如果碘的摄取不足，甲状腺激素的合成将会减少，这可能导致甲状腺功能减退等疾病，表现为疲劳、体重增加、畏寒、便秘等症状，尤其对于孕妇、儿童和老年人等特殊人群，甲状腺功能的异常可能会对他们的健康产生更为严重的影响。
3.对肾脏的损害
肾脏是人体重要的排泄器官，负责过滤血液中的废物和多余水分并形成尿液排出体外。溴酸盐超标时，溴酸盐及其代谢产物可能会在肾脏中蓄积。由于肾脏的过滤和排泄功能，它会接触到较高浓度的溴酸盐，这可能会对肾脏细胞产生直接的毒性作用。例如，它可能会破坏肾脏细胞的细胞膜结构，影响细胞的正常功能，进而导致肾脏的过滤功能下降，表现为蛋白尿、血尿等症状，长期下来可能会发展为慢性肾脏疾病，严重影响肾脏的健康和正常功能。
影响溴酸盐生成的因素
1.Br-浓度
Br-浓度是影响臭氧化过程中BrO3－生成的关键因素。当pH值小于6时，生成的溴化物基本是HOBr的形式，它和臭氧反应很慢。要是水里没有能和HOBr快速反应的物质，所有的Br-最后都会被臭氧氧化成BrO3-。比如说，有研究指出Br-有个临界浓度，低于这个浓度时，仪器检测不到生成的BrO3-（小于2μg/L），而且这个临界浓度和水的pH值、臭氧投放量、碱度有关，不同的矿泉水这个临界浓度不一样。
2.臭氧投量
臭氧投量对BrO3-的形成起着决定性作用。臭氧投量越多，BrO3-就会产生得越多，直到所有的Br-都被氧化成BrO3-。要是水里的臭氧足够用来处理水，哪怕Br-的浓度很低（只要大于0.1μg/L），也会有BrO3-产生。同时研究发现，臭氧低于某个浓度时，就不会产生BrO3-。比如说处理马斯河河水的时候，当水里溶解有机碳是24mg/L，pH值在6.8到7.8之间，臭氧浓度低于1mg/L时，就不会再产生BrO3-。
3.臭氧投加方式
同样的臭氧投加量，增加投加点数量能减少BrO3-的生成量。和单点瞬时投加臭氧比，2个投加点能让BrO3-生成量降低1/3，3个投加点能降低40%。再增加投加点数量，BrO3-生成量降低的幅度就变小了。要是连续投加（投加点数量无限多），BrO3-生成量最多能降低70%。
4.温度
温度对溴酸盐生成有好几方面影响。温度低的时候，水里的臭氧更稳定；温度升高，反应速度变快，而且会影响HOBr和BrO-之间的平衡。比如，有研究发现温度升高10℃，BrO3-的生成量会增加20%。
5.反应时间
反应时间也是影响BrO3-生成的重要因素。研究发现，虽然生成BrO3-的反应能持续30分钟，但是大部分BrO3-在2分钟内就形成了，这说明BrO3-主要是通过自由基反应途径生成的。不同水质和反应条件下BrO3-生成量的研究结果显示，除了部分数据，其他生成的BrO3-都在USEPA（美国环境保护署）规定的10μg/L左右，部分数据超标的原因可能是pH值高或者TOC（总有机碳）含量低。例如，当臭氧投量为4mg/L，pH值在7.0-7.8，TOC为3.4mg/L时，Br-浓度在0.31-0.33mg/L内，生成的BrO3-不会超过USEPA规定的标准。
水企在生产过程中
如何减少溴酸盐生成
1.降低pH值
降低pH值能控制溴酸盐的生成量。因为HOBr/OBr的氧化受·OH（羟基自由基）控制，pH值降低，·OH的量就减少，这样HOBr/OBr被·OH氧化生成BrO3-的量就少了。比如，有研究认为pH值从8.0降到6.0能让溴酸盐的生成量减少50%。但是，对于高碱度含溴化物的自来水，用降低pH值的方法控制BrO3-在经济上不划算，因为碳酸盐会消耗大量的酸。
2.加氨
往水里加氨，氨会和HOBr结合生成溴胺，这样就能减少BrO-的生成量。在饮用水处理的pH值范围内，HOBr和氨反应生成NH2Br的速度很快，NH2Br再被臭氧慢慢氧化成NO3-和Br-。当大部分氨反应完了，才会发生Br-被臭氧化生成BrO3-的过程，所以氨能让BrO3-的生成滞后。例如，有人往水里（碱性条件）加氨，使NH3-N和Br的物质的量之比为1:1时，发现BrO3-减少了40%；在同样的物质的量之比条件下，另有人发现BrO3-减少了50%。不过要注意，加氨不总是能减少BrO3-。加氨后如果臭氧投量和反应时间足够，BrO3-不会明显减少，而且加氨减少的BrO3-量很大程度上取决于Br-浓度和pH值等因素。
3.加过氧化氢
在矿泉水处理中，H2O2（过氧化氢）经常和O3一起用，用来去除水里的嗅和味等化合物。H2O2本身是臭氧分解的产物，也是臭氧分解的催化剂，能让臭氧转化成OH·。在含溴水臭氧化过程中加H2O2，一方面能抑制HOBr生成，减少臭氧直接氧化生成的BrO3-；另一方面，H2O2会增加稳定态OH·的浓度，又会增加BrO3-的生成。H2O2对BrO3-生成影响的综合结果主要取决于臭氧化的pH值和H2O2的浓度。比如，过量的H2O2能减少O3浓度，降低CxT值，从而减少BrO3-；要是投加的H2O2不过量，可能会增加BrO3-的生成，所以H2O2有个最佳投量的问题。
4.改善反应器
气液接触的水动力对BrO3-的形成很重要，它影响物质传输速率、臭氧的最大剩余量、浓度梯度和液体回混程度。改进生产性反应器的构造和运行条件，让臭氧余量最低、回混程度最小，就能减少BrO3-的生成。比如，顺流比逆流接触更容易保持稳定的臭氧余量，处理过程受气流变化影响更小。而且反应器的池型也影响停留时间，长宽比越小，回混程度越大，生成的BrO3-就越多。
5.优化臭氧投加方式
同样的臭氧投加量，一次性投加和分次投加生成的BrO3-量不一样。增加臭氧投加点数量能让BrO3-生成量降低，主要是因为缩短了臭氧的平均接触时间，降低了水中剩余臭氧的平均浓度，从而减小了臭氧与Br-反应时的CxT值。在实际应用中，综合考虑工程投资和对BrO3-的控制效果，臭氧投加点数量3-4个比较合适。
6.投加活性炭
在深度处理工艺中，活性炭吸附对去除溴酸盐效果不错，大部分溴酸盐会被还原成Br-，这样溴酸盐的含量就降低了。但是，活性炭用久了，表面会被生物膜覆盖，就会影响对溴酸盐的有效去除。比如，把活性炭变成生物活性炭会降低对溴酸盐的去除速率，高浓度的阴离子也会降低活性炭对溴酸盐的去除效率。
消费者如何健康饮水？
1.关注水源信息
普通民众首先要关注自己所使用的饮用水水源信息。如果是使用市政供水，要及时了解当地供水部门关于水质检测的信息发布。例如，一些城市会定期在官方网站或者公众号上公布水质检测报告，其中就会包含溴酸盐等物质的检测情况。
如果是使用瓶装水，要查看瓶身标签上的水源地信息以及水质成分说明。像一些知名品牌的瓶装水，会明确标注水源来自哪里，是否经过严格的检测和处理，这有助于消费者判断其安全性。
2.选择可靠的饮用水供应商
在选择瓶装水或者桶装水时，要选择有良好信誉和严格质量控制的供应商。可以参考一些消费者评价平台或者专业的水质检测机构的评价。例如，某些品牌的瓶装水因为其先进的生产工艺和严格的质量监控体系，一直以来在市场上享有良好的口碑。这些品牌通常会采用多种水处理技术，如活性炭过滤、反渗透等，能够有效去除水中的杂质和有害物质，包括控制溴酸盐的生成或者去除已生成的溴酸盐，从而保障饮用水的安全。
3.家庭水处理措施
对于一些对水质要求较高或者担心水源质量的家庭，可以考虑采用家庭水处理设备。例如，安装家用净水器，净水器中的滤芯可以根据不同的功能去除水中的各种污染物。像活性炭滤芯可以吸附水中的有机物和异味物质，而反渗透滤芯能够有效地去除水中的离子，包括溴酸盐等有害物质。
另外，一些简单的水处理方法如煮沸也有一定的作用。虽然煮沸不能完全去除溴酸盐，但可以杀死水中的细菌和病毒等微生物，减少因微生物污染带来的健康风险，同时在一定程度上也可能会使水中部分挥发性物质挥发掉，从而在一定程度上提高饮用水的安全性。
拿声结语：总之，溴酸盐在饮用水中的存在是一个复杂且重要的问题。当前，国内外标准的统一与技术进步已为溴酸盐防控提供了有力保障。随着水质监测体系的完善和水处理工艺的迭代升级，饮用水安全将迈向更高水平。对于公众而言，应保持理性认知，无需过度恐慌——在科学管理与个人防护的协同下，我们完全有能力守护好每一滴水的纯净与健康。
