直到上世紀60年代到70年代，過濾和氯化消毒技術才廣泛使用在飲用水處理上。從那以后，飲用水的水質得到了極大的改善，尤其是飲用水的生物安全性：以水為媒介傳播的傳染病得到了很好的控制。

那時，學術界甚至有人樂觀地認為飲用水處理已經沒有什么好研究的了，該知道的都已經知道了。不過，科學史上凡是有這種想法的人都被狠狠地打臉了，無一例外。

飲用水的氯化消毒始于19世紀末20世紀初，其理念是在飲用水中添加較低濃度的化學藥劑，從而達到既能有效殺滅水中的微生物病原體，而又不對人體健康產生負面影響的目的。但是，這項技術是有一定的副作用的。

常見的生活用水處理方法分為四步：凝結、沉淀、過濾及消毒殺滅生活用水、城市污水和工業(yè)廢水中的病原體（病原菌、病毒和寄生蟲卵）。圖片來源：www.waterandhealth.org

1974年，荷蘭化學家John Rook在阿姆斯特丹研究飲用水的氯化消毒過程中，通過對比未經任何處理的河水和氯化消毒處理后的水的色譜圖，發(fā)現氯化消毒過程產生了河水中原本沒有的化學物質：包括三氯甲烷（氯仿）在內的4種三鹵甲烷。John認為這是由于氯消毒劑和水中的天然有機物質發(fā)生了氧化反應而產生的。

幾乎同時，美國環(huán)保局的科學家Bellar等人也獨立的發(fā)現了氯消毒飲用水中的三鹵甲烷。John的發(fā)現于1974年發(fā)表在了《水處理和檢測》（Water Treatment & Examination）雜志上。

三鹵甲烷這類化學物質是水處理消毒過程中附帶產生的，而不是水源中原來就有的，因此這類物質被統稱為消毒副產物。

消毒副產物是怎么產生的呢？天然水中不可避免的含有各種有機和無機成分，它們會和消毒劑發(fā)生化學反應，生成各種消毒副產物。這是不可避免的，只要天然水中添加了消毒劑就一定會發(fā)生化學反應。至今，科學家已經發(fā)現了至少600種以上的消毒副產物，并且不斷有新的消毒副產物被發(fā)現。三鹵甲烷由于發(fā)現的最早，因此對其的研究也最為詳盡。

研究顯示通過飲用或者皮膚接觸三鹵甲烷(THMs)都會增加致癌的機率。圖片來源:waterelated.com

1976年美國國家癌癥研究所發(fā)現，三鹵甲烷中的氯仿可以使試驗用的老鼠致癌，進而將氯仿列為可疑的人類致癌物（注意，只是有嫌疑，還沒有證據）。這項發(fā)現引發(fā)了大量的對于消毒副產物的毒理學研究和流行病學調查。僅僅四個月后，美國食品和藥品管理局就禁止了氯仿在化妝品中使用。1979年，在還沒有足夠人類致癌數據的情況下，美國環(huán)保局就將三鹵甲烷列入了飲用水標準加以控制，要求4種三鹵甲烷的年平均濃度不得超過100微克每升。不過，1976年氯仿對老鼠致癌的毒理實驗被證實有各種缺陷，嚴重的高估了氯仿的致癌風險。

當年的實驗是將極高濃度的氯仿溶解在玉米油里，然后混在食物里喂給老鼠吃。當時的實驗目的是最大限度的揭示氯仿的致癌可能性。但是以現在的觀點來看，無論是實驗劑量還是喂食方式都有問題。

試驗用的老鼠攝入了多少氯仿呢？如果我們換算成人類的話，假設平均的體重和壽命，假設每天喝2升水，而且水中含有100微克每升的氯仿（我國的飲用水標準是不超過60微克每升），那么至少需要2.5萬人喝一輩子這樣的水才能達到同等的攝入量（相對于體重而言）。將氯仿溶解在玉米油里也被證實要比溶解在水里毒性大得多，1985年，Jorgenson等人采用高濃度的氯仿溶解在飲用水里的方式進行毒理實驗，并沒有發(fā)現顯著的致癌反應。

1983年，Christman等人在氯化消毒飲用水中發(fā)現了鹵乙酸類消毒副產物；1989年，加拿大安大略省的飲用水中首次發(fā)現了一類含氮的消毒副產物：亞硝胺類副產物。近年來由于化學分析儀器分析方法的不斷發(fā)展，不斷有新的消毒副產物被發(fā)現，消毒副產物已經成為多數國家和組織的飲用水水質標準中的控制指標。

這些消毒副產物主要包括三鹵甲烷和鹵乙酸等有機消毒副產物，以及溴酸鹽、氯酸鹽和亞氯酸鹽等無機消毒副產物。我國最新的《生活飲用水衛(wèi)生標準》中也對消毒副產物的限值進行了詳細的規(guī)定。

盡管有越來越多的新發(fā)現的消毒副產物被證實在同等濃度條件下具有比三鹵甲烷更大的毒性，但是這些新發(fā)現的副產物由于在飲用水中濃度極低，并不構成顯著的致癌風險。

其實，一種常見的誤解會將化學物質自身的毒性和其通過飲用水途徑（濃度極低）對人造成的健康風險混為一談。就好像只關注了彩票的總獎金，卻完全不考慮實際中獎的可能性一樣。

盡管流行病學研究表明，氯消毒副產物和膀胱癌、直腸癌及結腸癌等的發(fā)病率之間存在微弱的相關性，但是相關性和因果關系是完全不同的兩個概念。我們說氯消毒的飲用水是安全的，并不是說水里什么有機無機的化學物質都沒有，而是說由于健康風險極低，任何一個理性的人都不會為此而放棄氯消毒。

歷史上無數慘痛的案例告訴我們，飲用未經消毒的飲用水是會死人的。比如2000年5月，加拿大安大略省一個只有5000多居民的小鎮(zhèn)沃克頓發(fā)生了嚴重的飲用水污染事故，未經消毒的飲用水中的致病大腸桿菌造成了7人死亡，2000多人腹瀉的嚴重后果。

不管怎么說，現狀是消毒副產物已經成為多數國家和組織的飲用水水質標準中的控制指標。鑒于科學家手中現有的證據，采取措施消減飲用水中消毒副產物的濃度更多的被認為是預防性的，是寧可信其有，不可信其無。

不管這種措施合理不合理，但是客觀上對水處理技術的改進和發(fā)展起到了促進的作用。但是，任何減少消毒副產物的努力，都不能以影響飲用水的消毒效果為前提。

飲用水消毒未來的研究方向依然會是消毒副產物的危害、控制和處理，以及消毒劑的改進等。

也許隨著技術的進步，未來能夠確認某個消毒副產物對人類致癌，從而發(fā)展出有針對性的控制措施和飲用水標準，用高效而低成本的處理技術來去除或者減少消毒副產物的前驅物。因為生成消毒副產物的化學反應需要“前驅物”的參與，因此去除掉了前驅物這個因，也就不會有消毒副產物這個果了。

另外，消毒劑的改進未來仍有相當大的改進空間?，F在主流的方法主要有氯氣、臭氧、紫外線、氯胺、二氧化氯等，但是都各有缺點。

比如臭氧消毒就會產生以溴酸鹽為主的消毒副產物，氯胺消毒會產生亞硝胺類副產物。紫外線消毒也不例外，只不過到目前為止沒有發(fā)現毒性較大的副產物。但是紫外線由于不能提供持續(xù)性的保護（離光源稍遠一點殺毒效果就沒有了），仍然需要配合化學消毒劑一起使用。未來，一種能夠顯著的減少有害消毒副產的、高效廣譜的消毒劑是值得期待的。

滲透的水是目前水處理中最干凈，水中除水分子外無任何礦物質或金屬。