自来水中余氯-不容忽视

自来水中余氯——不容忽视学校：温州市实验中学班级：2014级3班作者：姜友舜指导师:李爱国池长春研究时间：2014.10.10—2015.2.26

自来水中余氯——不容忽视【摘要】随着人们生活水平的日益提升，人们对饮用水质量的关注度越来越高，自来水中的余氯也进入了人们的视线。通常我们认为，自来水中的余氯会伤害皮肤、致使皮肤瘙痒、甚至致癌等危害。那么，自来水中到底有没有余氯呢？到底含有多少呢？对人体究竟会产生多大的危害呢？针对以上问题，我抱着极大的好奇心，开始了我的探究之路。我们探索了自来水中余氯的测定、来源、进入人体的途径、对人体的危害等相关内容，并提出了处理余氯的方法建议。【关键字】自来水余氯来源途径危害一、研究的缘起——原来自来水并没有很干净从中央电视台纪录频道的《生命起源》中，我知道了水是生命的起源地，水对生命是很重要的。我原以为澄清透明的自来水是很干净的，但CCTV2报道：据美国一项最新研究表明，长期饮用用氯气杀菌的自来水，癌症的发病率会显著提升，如膀胱癌的发病率会提升35％，经常在用氯气杀菌的自来水中游泳的膀胱癌的发病率会提升57％，因为氯气在消毒的同时会产生一些有毒的副产物，可以通过皮肤和呼吸道进入人体，不能在肝脏进行解毒[1]。我很困惑：自来水中真的有余氯吗？哪里来的？是怎样进入人体的？对人体有什么危害？有办法去掉吗？带着这些问题，在老师和妈妈的帮助下，我进行了一系列的探索。二、自来水中余氯的测定和来源研究（一）自来水中余氯的实验测定妈妈帮我网购了余氯测试剂，我按照说明书的提示，用余氯测试剂进行了如下实验：【实验步骤】打开水龙头15-30秒种后，用两个玻璃杯分别取50毫升自来水，往一杯中加余氯测试剂5-6滴摇匀，如显示黄色至褐色则表示有余氯存在，无色则表明无余氯存在。另一杯不加余氯测试剂作为对比。【实验现象】如下图所示，滴加余氯测试剂后自来水呈黄棕色。【实验结论】自来水中存在余氯，颜色较深说明余氯的浓度较高。（二）自来水余氯来源的文献研究自来水是怎么来的呢？经网上搜索得知其流程为：进水泵-蓄水池-澄清池-过滤池-加药池-过滤池-澄清池-出水泵。首先从泵房将水打到水池，经初滤，再加水沉淀剂聚合、过滤得到清水，加氯气消毒（小水厂加二氧化氯），将水储入清水池备用，再经高压泵压出供水。自来水厂制水工艺流程图如下[2]：添加氯，作为一种有效的杀菌消毒手段，价廉、效果好、操作方便，深受欢迎，仍被世界上超过80%的水厂使用着。所以，市政自来水中必须保持一定量的余氯，以确保饮用水的微生物指标安全。余氯是指氯投入水中后，除了与水中细菌、微生物、有机物、无机物等作用消耗一部分氯量外，还剩下了一部分氯量，这部分氯量就叫做余氯。余氯可分为化合性余氯和游离性余氯，总余氯即化合性余氯与游离性余氯之和。但是氯对细菌细胞杀灭效果好，同样，对其他生物体细胞、人体细胞也有严重影响。

如果出厂水没有氯或加氯量不够，在管网里就可能使细菌、大肠杆菌等微生物大量繁殖，影响管网水质，因此在供水管网中必须保证一定的余氯量。我国《生活饮用水卫生标准》规定：氯与水接触30分钟后应不低于0.3mg/L，集中式给水除出厂水应符合上述要求外，管网末梢水不低于0.05mg/L[1]。

三、自来水中余氯进入人体途径的实验研究通过资料查询得知，自来水的余氯主要通过两条途径危害人类健康，即饮食和体表，此外由于氯气及其氯的某些化合物具有挥发性，也可通过呼吸道进入体内。下面模拟日常生活中的一些细节设计实验进行探索余氯通过饮食和体表进入体内的可能性。（一）饮食1、提出假设用自来水烧开水、煮饭、烧菜会把自来水中的余氯带入体内，危害健康。经查阅净水器的工作原理获知，活性炭表面积大，对余氯有很好的吸附作用。同理可提出假设：如米、苹果、青菜等食物都有一定的表面积，对自来水中的余氯都具有吸附作用，自来水中的余氯可通过食物表面的吸附作用进入人体。2、实验验证实验一、淘米实验【实验步骤和现象】首先，我们把米放在一个空的玻璃杯里，再把已经放有余氯测试剂的那杯水倒一部分到有米的玻璃杯里，再对那个玻璃杯的米进行搅拌，很快，黄绿色消失了。【实验结论】余氯被米粒吸附了。实验二、洗苹果片实验【实验步骤和现象】首先，我们先把一片苹果放在玻璃瓶里，再把已有余氯测试剂的水倒在有苹果片的杯子里，摇晃杯子，使水与苹果片充分接触，很快，黄绿色消失了。【实验结论】余氯被苹果片吸附了。实验三、拓展实验用青菜、白萝卜、茶叶代替苹果片重复以上实验步骤，实验现象和结论相同。3、实验总结论在饮食方面，自来水中的余氯不仅可以通过用自来水烧开水、煮饭、烧菜进入人体内，还可以通过用自来水洗涤食物，食物表面的吸附作用进入人体，危害健康。（二）体表人体体表面积大小不容忽视，计算我国人的体表面积，一般认为许文生氏公式（中国生理学杂志12:327,1937）尚较适用，即：体表面积（m2）=0.0061×身高（cm）+0.0128×体重(kg)-0.1529。例：某人身高168cm，体重55kg，试计算其体表面积，解：0.061×168+0.0128×55.0.1529=1.576m2[3]。1、提出假设在人体体表与自来水接触如洗脸、洗澡、漱口时，自来水中的余氯可通过皮肤、毛孔、毛发的吸附作用进入人体，危害健康。2、实验验证【实验步骤和现象】首先，往容器中加入自来水，再将余氯测试剂滴入自来水3~5滴，用勺子搅伴，呈现黄至褐色表示自来水含余氯且浓度较大。接着将手伸入搅伴，观察自来水颜色的变化，自来水的黄褐色逐渐褪色。3、实验结论可以推知余氯明显被手的皮肤吸附，直接性吸收进入人体。注:当你使用用液氯杀菌消毒的自来水洗澡、SPA泡澡、游泳、蒸脸、刷牙、养宠鱼等，都会发生类似的情况。综上所述，实验表明：自来水中的余氯不仅可以通过用自来水烧开水、煮饭、烧菜进入人体内，还可以通过用自来水洗涤食物，食物表面的吸附作用进入人体，或经体表皮肤吸附吸收进入人体而对人体健康产生影响。另据资料，外用自来水中的氯，对任何有毛细孔如皮肤、鼻孔、口腔、肺部、毛发、眼睛、肉类蔬果菜等氧化表层，有更直接性的危害，因为氯很容易快速被上述物体吸收。水中余氯及其有毒有害物，80%以上是从体表皮肤进人体。四、自来水中余氯对人体健康危害的文献研究和实验尝试（一）自来水中余氯对人体健康危害的文献研究美国健康学、营养学专家马丁博士说过：人类如果能够免遭含氯水的侵害，其寿命可以延长20-30年。

氯对身体的伤害，概述如下：慢性中毒：主要表现为神经衰弱综合征、肝脏损伤、消化功能障碍、肢端溶骨症、皮肤损伤等。本品为致癌物，可致肝血管肉瘤。消化系统：食欲不振、恶心、呃逆、腹胀、便秘等。肝肿大，肝功能异常。皮肤改变：有皮肤干燥、皲裂、丘疹、粉刺，或有手掌角化、指甲变薄等改变。致癌：1974年荷兰Rook和美国Belier首次发现预氯化和氯消毒过的水中存在三卤甲烷（THMS）、氯仿等消毒副产物（DBPS），而且具有致癌、致突变作用。80年代中期，人们又发现另一类卤乙酸（HAAS），致癌风险更大，例如氯仿、二氯乙酸

(DCH)和三氯乙酸(TCA)的致癌风险分别是三氯甲烷的50倍和100倍。迄今，随着科技的进步，人们已在水源中检测出2221种有机污染物，而在自来水中发现65种，其中致癌物20种，致突变物56种。氯乙烯致肝血管肉瘤已列为国家法定职业病名单[4]。若自来水煮沸后，再打开盖子连续沸腾15分钟可降低三卤甲烷，但沸点100度时，对其他致癌物则完全无效，甚至浓度提高，而其它致癌物约在60种以上。所以无论饮或用，必须先去除自来水中的余氯才能维护您的健康。从多篇报导证明，氯是百病之源，包括膀胱癌、肝癌、直肠癌、心脏疾病、动脉硬化、贫血症、高血压和过敏等症状也都和氯相关。既然氯普遍使用于消毒公共用水，而其最佳的解决途径就是，选择能去除氯和杂质的专用净水器来保护您的健康。（二）自来水中余氯对人体健康危害的实验尝试1、提出问题根据上述实验和文献研究均表明，自来水中的余氯会通过食物和与人体的接触进入体内，危害健康。自来水中的余氯对人体的影响是短期呈现，还是长期的积累？其含量的高低与健康危害程度的大小存在什么关系？2、实验探究针对以上问题，我以水生动物鱼代替人体设计了以下实验，进行实验研究。【实验步骤】（1）购置三个大小一样、盖子颜色不同的的鱼缸，往三个鱼缸中依次装有等量自来水（蓝色盖子）、晒过三天的自来水（红色盖子，已证明余氯量少于自来水，但依然存在余氯）、益之源净水器的净化水（绿色盖子，已证明无余氯）。（2）准备15条大小相同、品种相同的鲤鱼，平均放入以上三个鱼缸。（3）将三个鱼缸同时静置于温度、光照、通风条件相同处每天喂等量饲料。每天观察一次，并记录。【实验现象】以下为观察到的实验现象：（注：绿鱼盖子缸为净化水，红鱼盖子缸为晒过得自来水，蓝鱼盖子缸为自来水。）第一天：绿盖缸净化水中的鲤鱼特别活跃一些，表现在同时放入食物，它们最早发现食物并最快吃完食物。其次，红色盖子缸的。反应较慢的是蓝色盖子缸的。第二天：绿盖缸里的金鱼依然相对比较活跃。其次，红色盖子缸的。反应较慢的是蓝色盖子缸的。第三天：蓝色盖子缸的稍微活泼，其它两缸情况基本相同。第四天：三缸情况基本相同。第五天：三缸情况基本相同。第六天：三缸情况基本相同。第七天：三缸情况基本相同【实验结论】从上述实验现象可得出：最初三天，无余氯组的鱼最活跃，第三天后，三组的鱼活跃度差别不大。在本实验条件下，一星期之内，余氯含量对金鱼生活状况几乎没有影响。【实验结论分析】1、可能是因为余氯剂量不足。一般从水龙头出来的水余氯含量在0.3-0.4毫克/升之间。这个剂量可能无法在短期内对水生动物产生影响。2、可能因为实验时间长度不足。据资料：世界卫生组织的自来水余氯（指次氯酸和次氯酸根）标准是根据动物实验制定的。在动物实验中，“无可测不良反应剂量”是每天每公斤剂量15毫克。采用100的安全系数，得知人体的“每天耐受量”是每天每公斤体重0.15毫克。假设这些氯都来自饮用水，得到自来水中氯的允许含量为每升5毫克。根据我国关于自来水的国标《生活饮用水卫生标准》，自来水的余氯含量远低于每升5毫克。氯有刺激性气味，当水中氯含量超过每升2毫克时，多数人就能闻到。所以只要没闻到或尝出自来水中的余味——一种令人不愉快的刺激性味道，就不用担心其中的余氯[5]。五、自来水中余氯的处理建议据调查，目前政府对自来水除余氯尚未统一采取措施，余氯对人体健康的危害已显而易见，怎么办？根据我的家庭及社区调查，阅读《中国居民饮水指南(简编版)》和实践，建议是：1、有条件的家庭，购置质量可靠的净水器，或社区统一配制社区饮水机。2、在水龙头里，装一个活性炭滤网，并且定期更换，这样可以大大减少余氯。3、用亚硫酸钙除氯，亚硫酸钙的除氯能力是活性炭的百倍以上，是国际涉水行业公认的，目前最先进的除氯净水材料。亚硫酸钙能瞬间去除化合性余氯、游离性余氯、次氯酸、次氯酸离子、氯气等；且能抑制细菌滋生、活化水分子、提高水中溶解氧的含量、吸附有害重金属、净化、矿化水质，调节水的PH值[6]。4、加热煮沸，氯气在水中的溶解度变小（气体在水中的溶解度，随温度的升高而降低），比较容易逸出。但有资料显示，在加热煮沸的过程中，会生成更多的有毒致癌物质[6]。5、接水后放置一段时间，自来水中的氯，用放置尤其在太阳下放置一段时间晾晒，有部分就会挥发掉，同时水也会蒸发，余氯的浓度预测不会有很大的变化。6、在国民经济许可的条件下，可用臭氧替代氯气进行自来水的杀菌消毒[6]。参考文献[1]/s/blog_6a73621d0100kkpg.html《自来水余氯的危害》[2]/view/a34aea808762caaedd33d4cc.html《自来水厂工艺流程》[3]/d-13-3946.html人体面积计算公式[4]/view/2dafb58fc1c708a1294a4427.html?re=view自来水中的氯对人体有害？[5]/question/582840569818281965.html?qbl=relate_question_1&word=%D7%D4%C0%B4%CB%AE%D6%D0%D3%E0%C2%C8%B5%C4%B4%A6%C0%ED%C9%E8%CF%EB《如何去除自来水中的余氯》[6]北京公众健康饮用水研究所(作者).《中国居民饮水指南(简编版)》.中国标准出版社.2013年3月1日附件：一、课题开题报告课题题目：自来水中的余氯——不容忽视班级：2014级3班组名：课题组成员：姜友舜组长：姜友舜指导师：李爱国、池长春主导课程：科学相关课程：研究背景：随着人们生活水平的日益提升，人们对饮用水质量的关注度越来越高了，自来水中的余氯也进入了人们的视线。我原以为澄清透明的自来水是很干净的，但CCTV2报道：据美国一项最新研究表明，长期饮用用氯气杀菌的自来水，癌症的发病率会显著提升，如膀胱癌的发病率会提升35％，经常在用氯气杀菌的自来水中游泳的膀胱癌的发病率会提升57％，因为氯气在消毒的同时会产生一些有毒的副产物，可以通过皮肤和呼吸道进入人体，不能在肝脏进行解毒[1]。我很困惑：自来水中真的有余氯吗？哪里来的？是怎样进入人体的？对人体有什么危害？有办法去掉吗？带着这些问题，在老师和妈妈的帮助下，我进行了一系列的探索。研究的主要方法或手段：对比实验、文献查阅法活动计划人员分工：本人负责全部任务。活动步骤：分4阶段实施目标。阶段时间主要任务一、2014年10月制订开题报告二、2014年11月查找相关资料三、2014年12月—2015年2月实验探究四、2015年2月撰写结题报告计划访问的专家：无活动所需的条件：图书资料：北京公众健康饮用水研究所(作者).《中国居民饮水指南(简编版)》.中国标准出版社.2013年3月1日实验设备：1、鱼缸：饲养实验鱼的器皿。2、玻璃杯：用于盛放少量水。3、余氯检测试剂：用于检测水中是否含有余氯。4、大米、苹果片、茶叶、蔬菜等：用于验证余氯的吸附性。5、金鱼：用于验证自来水中的余氯对水生动物的影响。6、鱼饲料：用于饲养实验鱼。交通工具：公交车等。其他：利用网络，查询相关资料。预期成果（论文，调研报告，制作模型，实验报告等）：论文表达形式（文字，图片，实物，多媒体课件等）：文字、图片二、课题研究活动记录表（节选）记录表1课题名称自来水中的余氯——不容忽视班级2014级（3）班本次活动负责人姜友舜参加人员姜友舜活动时间2014年11月活动地点家庭书房1、活动目的（解决什么问题）自来水余氯的来源？2、活动形式（小组讨论、访谈、实验、查阅资料、调查、实地测量等）：查阅资料3、活动过程及内容：利用网络查阅资料：（关键词：自来水生产流程）搜索得知其流程为：进水泵-蓄水池-澄清池-过滤池-加药池-过滤池-澄清池-出水泵。首先从泵房将水打到水池，经初滤，再加水沉淀剂聚合、过滤得到清水，加氯气消毒（小水厂加二氧化氯），将水储入清水池备用，再经高压泵压出供水。自来水厂工艺流程图如下[2]：添加氯，作为一种有效的杀菌消毒手段，价廉、效果好、操作方便，深受欢迎，仍被世界上超过80%的水厂使用着。所以，市政自来水中必须保持一定量的余氯，以确保饮用水的微生物指标安全。余氯是指氯投入水中后，除了与水中细菌、微生物、有机物、无机物等作用消耗一部分氯量外，还剩下了一部分氯量，这部分氯量就叫做余氯。余氯可分为化合性余氯和游离性余氯，总余氯即化合性余氯与游离性余氯之和。但是氯对细菌细胞杀灭效果好，同样，对其他生物体细胞、人体细胞也有严重影响。

如果出厂水没有氯或加氯量不够，在管网里就可能使细菌、大肠杆菌等微生物大量繁殖，影响管网水质，因此在供水管网中必须保证一定的余氯量。我国《生活饮用水卫生标准》规定：氯与水接触30分钟后应不低于0.3mg/L，集中式给水除出厂水应符合上述要求外，管网末梢水不低于0.05mg/L。4、活动结果（得到什么结论、解决了哪些问题、是否完成预定目标、遇到哪些困难和问题及无法解决的原因等）：结论：自来水中的余氯来自自来水生产过程中的杀菌消毒剂液氯。5．体会和建议网络真是学习的好地方。有没有可以杀毒不会引入有害物质的自来水杀毒剂？记录人：姜友舜日期：2014年11月1日记录表2课题名称自来水中的余氯——不容忽视班级2014级（3）班本次活动负责人姜友舜参加人员姜友舜活动时间2014年12月活动地点家庭实验角1、活动目的（解决什么问题）自来水余氯怎样进入人体内？2、活动形式（小组讨论、访谈、实验、查阅资料、调查、实地测量等）：对比实验、查阅资料3、活动过程及内容：（一）饮食1、提出假设用自来水烧开水、煮饭、烧菜会把自来水中的余氯带入体内，危害健康。经查阅净水器的工作原理获知，活性炭表面积大，对余氯有很好的吸附作用。同理可提出假设：如米、苹果、青菜等食物都有一定的表面积，对自来水中的余氯都具有吸附作用，自来水中的余氯可通过食物表面的吸附作用进入人体。2、实验验证实验一、淘米实验【实验步骤和现象】首先，我们把米放在一个空的玻璃杯里，再把已经放有余氯测试剂的那杯水倒一部分到有米的玻璃杯里，再对那个玻璃杯的米进行搅拌，很快，黄绿色消失了。【实验结论】余氯被米粒吸附了。实验二、洗苹果片实验【实验步骤和现象】首先，我们先把一片苹果放在玻璃瓶里，再把已有余氯测试剂的水倒在有苹果片的杯子里，摇晃杯子，使水与苹果片充分接触，很快，黄绿色消失了。【实验结论】余氯被苹果片吸附了。实验三、拓展实验用青菜、白萝卜、茶叶代替苹果片重复以上实验步骤，实验现象和结论相同。3、实验总结论在饮食方面，自来水中的余氯不仅可以通过用自来水烧开水、煮饭、烧菜进入人体内，还可以通过用自来水洗涤食物，食物表面的吸附作用进入人体，危害健康。（二）体表人体体表面积大小不容忽视，计算我国人的体表面积，一般认为许文生氏公式（中国生理学杂志12:327,1937）尚较适用，即：体表面积（m2）=0.0061×身高（cm）+0.0128×体重(kg)-0.1529。例：某人身高168cm，体重55kg，试计算其体表面积，解：0.061×168+0.0128×55.0.1529=1.576m2[3]。1、提出假设在人体体表与自来水接触如洗脸、洗澡、漱口时，自来水中的余氯可通过皮肤、毛孔、毛发的吸附作用进入人体，危害健康。2、实验验证【实验步骤和现象】首先，往容器中加入自来水，再将余氯测试剂滴入自来水3~5滴，用勺子搅伴，呈现黄至褐色表示自来水含余氯且浓度较大。接着将手伸入搅伴，观察自来水颜色的变化，自来水的黄褐色逐渐褪色。3、实验结论可以推知余氯明显被手的皮肤吸附，直接性吸收进入人体。注:当你使用用液氯杀菌消毒的自来水洗澡、SPA泡澡、游泳、蒸脸、刷牙、养宠鱼等，都会发生类似的情况。4、活动结果（得到什么结论、解决了哪些问题、是否完成预定目标、遇到哪些困难和问题及无法解决的原因等）：实验表明：自来水中的余氯不仅可以通过用自来水烧开水、煮饭、烧菜进入人体内，还可以通过用自来水洗涤食物，食物表面的吸附作用进入人体，或经体表皮肤吸附吸收进入人体而对人体健康产生影响。另据资料，外用自来水中的氯，对任何有毛细孔如皮肤、鼻孔、口腔、肺部、毛发、眼睛、肉类蔬果菜等氧化表层，有更直接性的危害，因为氯很容易快速被上述物体吸收。水中余氯及其有毒有害物，80%以上是从体表皮肤进人体。5．体会和建议实验出真知，怎样从源头上控制余氯？建议少少用水，即可减少余氯进入人体，又可节约用水；购置净水设备。记录人：姜友舜日期：2014年12月16日记录表3课题名称自来水中的余氯——不容忽视班级2014级（3）班本次活动负责人姜友舜参加人员姜友舜活动时间2015年1月活动地点朋友家、社区、家庭书房1、活动目的（解决什么问题）消除自来水余氯的方法？2、活动形式（小组讨论、访谈、实验、查阅资料、调查、实地测量等）：查阅资料、调查3、活动过程及内容：通过调查朋友家庭、社区用水情况。通过购买阅读书籍，主要是2013年3月1日中国标准出版社出版的北京公众健康饮用水研究所撰写的《中国居民饮水指南(简编版)》，了解了目前常见的除氯方法和较理想的自来水杀菌消毒剂臭氧。4、活动结果（得到什么结论、解决了哪些问题、是否完成预定目标、遇到哪些困难和问题及无法解决的原因等）：结论：可以通过吸附、化学反应去掉余氯；可以用臭氧代替液氯进行自来水杀菌消毒。5、体会和建议（1）有条件的家庭，购置质量可靠的净水器，或社区统一配制社区饮水机。（2）在水龙头里，装一个活性炭滤网，并且定期更换，这样可以大大减少余氯。（3）用亚硫酸钙除氯，亚硫酸钙的除氯能力是活性