地球上淡水资源仅占全球总储水量的2.53%，这其中，可为人类利用的淡水主要包括浅层地下水、河流水和湖泊水，占全球总淡水资源的0.3%^[1]。随着社会的不断发展，近年来，全球需水量与全球供水量之间的矛盾越来越突出，根据联合国公布的《2018年世界水资源开发报告》可知：全球约有36亿人生活在水资源供应不足的地区^[2]。淡水资源危机迫在眉睫，各国都在积极尝试利用海水淡化技术解决这一难题。

全球海水淡化技术应用比较成熟的国家包括日本、美国、以色列等。日本海水淡化技术一直处于世界领先水平。目前，日本已经成为世界上热法和膜法两大主流海水淡化技术装备最重要的供应商之一^[3]；以色列已经建成了世界上最大的基于反渗透技术的海水淡化厂，该海水淡化厂日均生产淡化水6.27×10⁸ m³。此外，以色列已经将淡化水成功接入国家输水管道，实现了水资源的合理配置^[4-5]。美国在海水淡化技术研究方面也取得了很多成果，掌握了利用太阳能淡化海水的核心步骤：在蒸馏膜中加入一种特殊的纳米颗粒，这种颗粒有助于将太阳能转化成热能(自加热)，使水沸腾，克服了能源不足给海水淡化技术带来的困难^[6]。

我国最早于1958年开始探索海水淡化技术，并陆续建设了电渗析法、反渗透法、蒸馏法海水淡化装置，成为世界上少数能完整自主设计建设海水淡化工程的国家之一^[7-8]。近年来，我国海水淡化产业得到了快速健康的发展，《2017年全国海水利用报告》显示，截至2017年年底，全国已建成海水淡化工程136个，产水规模(1.189 1×10⁶) t/d，新增海水淡化工程规模1 040 t/d，年利用海水作为冷却水1.344×10¹¹ t，极大地缓解了淡水资源短缺的现状^[8]。

由于海水本身含盐量高、腐蚀性强、含有微生物和有害元素等特点，容易引发海水淡化和冷却工程设备的结垢、腐蚀及生物附着等问题。为了提高海水淡化的效率，延长相关设备的使用寿命，添加水处理剂是国内外公认的最普遍有效的手段之一^[9]。随着海水淡化水进入市政管网，淡化水质的安全性已经成为人们普遍关注的热点问题。水处理剂是影响水质安全的关键环节之一，开展海水淡化水处理剂卫生安全性评价十分必要，相应的水处理剂标准也不可或缺。因此，为了适应我国海水淡化产业的快速发展，海水淡化水处理剂卫生安全性评价方面的标准亟待建立。

本文综述了海水淡化水处理剂和国内外海水淡化技术标准的发展现状，借鉴世界卫生组织(World Health Organization，WHO)、美国和以色列等对海水淡化产业研究经验较为丰富的组织和国家关于水处理剂卫生标准的研究成果，为构建我国海水淡化水处理剂卫生安全性评价体系提供参考。

1 海水淡化水处理剂发展现况和种类

水处理剂是为了去除水中的大部分有害物质(如金属离子、污垢及微生物等)得到符合要求的民用或工业用水而在水处理过程中添加的化学药品，其中包括絮凝剂、阻垢分散剂、缓蚀剂、杀菌剂、阻垢缓蚀剂等化学品^[10]。

最早的海水淡化处理厂于1881年在地中海马耳他岛上建成，岛上的饮用水大部分来源于海水淡化处理^[11]。但由于当时科技水平发展的限制，生产成本较高，海水中存在的泥沙、藻类以及各种微生物等，影响海水淡化水质。因此，为了提高淡化水质量、减缓淡化设备的结垢和腐蚀，在海水淡化预处理过程中加入海水淡化水处理剂是重要的一环。水处理技术在发展初期和中期，添加的水化学处理剂一般都是简单的无机物，如氯气、石灰、二氧化碳等，这些无机化合物大多为工业原料，廉价易得^[10]。然而，单纯使用无机化合物，水处理效果会受到一定的限制。随着研究的不断深入，许多国家开始尝试使用有机化合物、无机有机化合物结合的复配型水处理剂。如聚环氧琥珀酸水处理剂、2-巯基苯并噻唑季铵盐水处理剂等。这些复配型水处理剂不仅提高了水处理剂的效率，还减少了对环境的污染和对水体的二次污染^{[10, 12]}。目前，海水淡化行业应用的水处理剂主要有阻垢剂、混凝剂、消泡剂和杀菌剂等几大类^[9]。

1.1 阻垢剂

向给水中投加某些化学药剂阻止水垢的形成、沉积或增加碳酸钙的溶解度，使其在水中呈分散状态不易沉积，这些药剂统称为阻垢剂^[13]。阻垢剂主要有阻垢缓蚀剂和阻垢分散剂两种。对水中固体微粒具有较好分散性能的阻垢剂被称为阻垢分散剂^[13]。阻垢缓蚀剂同时具备阻垢和缓蚀两种作用，主要类型包括无机聚合磷酸盐、有机多元膦酸、葡萄糖酸和单宁酸等，其中应用最广泛的是有机膦酸类和聚羧酸类(聚羧酸类衍生物)^[13]。

1.2 混凝剂

根据水体中颗粒凝聚过程中不同阶段的作用机理，将主要通过表面电荷中和或双电层压缩而使胶体颗粒脱稳的水处理剂称为凝聚剂或者混凝剂^[13]。目前，市场上应用较多的混凝剂主要包括聚合硫酸铁、氯化铁、硫酸亚铁、聚氯化铝和聚丙烯酰胺等^[9]。

1.3 消泡剂

消泡剂是指在搅拌气泡过程中引入的占据气泡表面液膜位置，通过降低液膜强度从而破坏气泡稳定性以达到破裂或合并气泡目的的活性物质^[14]。消泡剂应用比较广泛的种类是聚醚消泡剂和有机硅消泡剂两大类。

1.4 杀菌剂

在水处理工艺中为了抑制和杀灭微生物菌藻投加的水处理剂即杀菌灭藻剂。常用的杀菌剂主要有氧化性和非氧化性杀菌剂两大类^[15]。氧化性杀菌剂主要有氯气、次氯酸钠、二氧化氯和溴氯海因等；非氧化性杀菌剂主要有季铵类(如十二烷基二甲基苄基氯化铵)、季磷盐类和有机硫化物(如异噻唑啉酮衍生物)等^[15]。

2 海水淡化水处理剂对人群健康影响

向淡化水中加入水处理剂，水处理剂本身含有的化学成分、副产物和杂质都可能进入到淡化水中，对人群健康的影响需要引起重视，如市场上常见的海水淡化水处理剂中，可以检测到As、Pb等金属元素含量，环境流行病、毒理和临床医学研究显示，这些金属杂质在体内蓄积到一定量时，会对人体的神经系统、泌尿系统、心血管系统和神经系统等造成不同程度的损害，甚至可能通过胎盘影响下一代的健康，导致胎儿中毒、体重下降、先天畸形^[16]。许多氯化消毒副产物具有致突变性和致癌性；流行病学调查结果显示氯化消毒副产物与某些癌症发病率增加有关^[16]。另外，一些复配型海水淡化水处理剂，如复配型水处理剂，如聚环氧琥珀酸水处理剂、2-巯基苯并噻唑季铵盐水处理剂等，处理之后的淡化水中可能残留的有机物或者分解的杂质对人群健康的影响也要引起关注。

3 海水淡化水处理剂标准研究现状

向淡化水中加入水处理剂可有效地避免淡化设备结垢、腐蚀和微生物的附着^[17]。但是，也会带来一些问题：一方面，加入的水处理剂及其含有的杂质都有可能进入到产品水中，水处理剂本身含有的化学成分、副产物和杂质对人群健康存在一定的风险；另一方面，随着水处理剂的应用，淡化水的感官性状及有害物质都会产生变化，对饮用淡化水的人群健康可能带来危害。因此，开展海水淡化水处理剂卫生安全性研究，具有重要的实用价值。目前全球与海水淡化相关标准或规范中，较少涉及海水淡化水处理剂卫生安全性研究方面的内容，各国海水淡化标准中更多关注的是淡化水水质要求、环境影响等方面^{[3, 7, 11, 18-24]}。

3.1 WHO海水淡化相关标准概述

目前，WHO发布的与海水淡化相关的标准主要包括：《饮用水水质准则》、《海水淡化饮用水发展指南》、《海水淡化安全供水》和《海水淡化水的饮用安全》^[18-21](表 1)。上述标准对于淡化水方面的内容主要包括：要关注淡化水可能产生的化学性、微生物污染；海水淡化可能带来的健康问题和环境问题；海水淡化的基本概念、工艺流程和原理等方面，较少单独提及海水淡化水处理剂安全使用的相关内容，对海水淡化水处理剂中可能存在的化学成分、杂质等并没有进行规范。

3.2 以色列海水淡化相关标准概述

以色列出台的海水淡化相关标准中，提出海水淡化水需要经过稳定处理，避免配水管出现腐蚀，稳定化的做法通常包括将淡化后的水与未淡化的水源水混合或添加所需的矿物质和碱度，例如石灰石，也未涉及海水淡化水处理剂卫生安全性评价相关的内容^[4-5](表 1)。

3.3 美国海水淡化相关标准概述

美国国家卫生基金会发布的《饮用水化学处理剂对健康的影响》(Drinking Water Treatment Chemicals-Health Effects，NSF/ANSI 60)中，评价海水淡化水处理剂中含有的化学成分及杂质对健康的影响时，采用的方法是：对水处理剂处理之后的淡化水中化学物质、副产物及可能的杂质分别设定限值，即最高容许浓度，超过这一限值被认为可能会对饮用淡化水的人群健康产生近期或者潜在的不良影响。此外，该标准还规定了淡化水中化学物质的最大残留限值、最大容许浓度、单一产品容许浓度和短时间接触容许浓度^[22](表 1)。

3.4 我国海水淡化相关标准概述

目前，我国海水淡化水处理剂国产化水平较高，但尚无统一的海水淡化水处理剂评价规范及卫生标准。截至2017年底，全国已发布实施海水利用相关标准多达134项，包括国家标准39项，行业标准93项，地方标准2项。其中，仅2017年新发布标准有20项。此外，海洋行业标准《海水淡化产品水水质要求》进入征求意见阶段，国家标准《反渗透膜法海水淡化产品水质要求》获批立项^[8]。另外，《饮用水化学处理剂卫生安全性评价》(GB/T 17218-1998)^[23]和《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)^[24]也可以作为评价海水淡化水处理剂卫生安全性的参考标准。但存在如下问题：《饮用水化学处理剂卫生安全性评价》(GB/T 17218-1998)^[23]仅覆盖传统自来水厂常用的絮凝剂、助凝剂等化学品，未覆盖海水淡化消泡剂；《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)^[24]附录A规定了饮用水中丙烯酸的限值为0.5 mg/L，对于水处理剂产品中的其它化学成分、副产物和可能存在的杂质并没有进行限定(表 1)。

可见，目前全球对于海水淡化水处理剂卫生安全性评价方面的研究尚需加强。已经出台的海水淡化相关标准中，更多关注的是淡化水水质要求，对淡化水中可能残留的有害物质进行限定，容易忽略水处理剂本身可能引入淡化水中的有害物质。海水淡化水处理剂种类主要包括阻垢剂、消泡剂等，开展阻垢剂、消泡剂的毒理学研究，是制定水处理剂最高容许浓度、最大残留限值等一系列指标的重要依据，也是进行水处理剂卫生安全性评价的重要依据。

4 结语

目前，许多国家已经把淡化水作为生产、生活用水的一个重要来源，特别是诸如中国等严重缺水的国家，淡化水技术将作为一个缓解生活用水压力的重要技术进行推广和应用^[3]。由于淡化水与传统的饮用水有一定的差异，海水淡化的过程中要用到各种不同类型的水处理剂，为了保障海水淡化产品水的安全性，应考虑建立水处理剂的卫生安全标准，规范不同类型的水处理剂的性能、类别、成分以及可能含有的杂质对淡化水水质的影响，明确不同水处理剂成分以及杂质的接触限值。此外，在制定我国水处理剂的卫生安全性标准体系时可以借鉴美国、以色列等国家出台的海水淡化水质标准中相关内容，重点关注水处理剂中可能含有的化学性污染、副产物及杂质对人群健康在不良影响，明确水处理剂中可能的有害成分接触限值，既保证水处理剂能够达到海水预处理的目的，又不会对饮用淡化水人群健康产生直接或间接的危害。