发布人:广东省预防医学会
发布时间:2026-03-25
本标准《生活饮用水阻垢剂卫生安全和管理规范》是以《生活饮用水化学处理剂卫生安全性评价》(GB/17218-2025)国家标准、国家疾控局《涉及饮用水卫生安全产品分类目录(2025年版)》和《利用新材料、新工艺和新化学物质生产的涉水产品判定依据(2025年版)》为依据编制。现将本标准中几个重要项目制定介绍如下: 一、定义和术语 1.生活饮用水阻垢剂 (1)术语出现:生活饮用水阻垢剂在美国《Journal AWWA》(1953年)首次出现“Scale Inhibitor for Potable Water”术语,用于描述聚磷酸盐在市政管网的应用,1957年,美国芝加哥供水系统首次批量投加三聚磷酸钠(STPP)抑制输水管网CaCO3结垢,开创阻垢剂在饮用水领域的工业化应用先河。 生活饮用水阻垢剂在原建设部《给水排水设计手册》(1975年版)正式使用“饮用水阻垢剂”一词,特指六偏磷酸钠在输水管道的防垢应用。1964年,中国北京第九水厂试点六偏磷酸钠阻垢,当时称其为“防垢剂”(见《北京自来水公司技术档案》1964-12卷)。 (2)定义包含三个要素:生活饮用水阻垢剂应符合GB 5749-2022 8.1的要求,处理生活饮用水采用絮凝、阻垢等化学处理剂不得污染生活饮用水,阻垢剂相应材料应符合GB/T 17218的要求。应用对象为饮用水系统,功能机制为抑制水垢而非去除水垢,安全属性需通过卫生许可。 (3)生活饮用水阻垢剂是指阻止或干扰难溶性钙镁无机盐沉淀与结垢、具有能分散生活饮用水中难溶性钙镁无机盐的功能,并满足生活饮用水卫生安全要求的化合物或混合物阻垢剂(以下简称“阻垢剂”)。 (4)阻垢剂适用范围:包括市政自来水用阻垢剂 、大型水质处理器膜前用阻垢剂和生活饮用水用缓释阻垢剂。 二 技术要求1.卫生安全要求:按照《中华人民共和国传染病防治法》《生活饮用水卫生监督管理办法》和相关标准规范执行,增加缓释阻垢剂的辅助材料(载体、包衣)宜在《利用新材料、新工艺和新化学物质生产的涉及饮用水卫生安全产品判定依据》清单中,不在《利用新材料、新工艺和新化学物质生产的涉及饮用水卫生安全产品判定依据》清单中的,需按GB/17218要求开展重金属元素、毒理试验、皮肤刺激性测试和挥发性有机物方法 (GB/T 5750 附录A 吹扫捕集GC/MS法)、半挥发性有机物方法( GB/T 5750 附录B 固相萃取GC/MS法)及可能含有成分的检验。检验结果应按GB/17218和GB 5749规定进行评价,GB/17218未做规定的指标可参考国内外相关标准进行评价。 2.产品质量要求及适用范围和原料要求1)产品质量基本要求:产品质量与卫生安全息息相关,也是确保产品阻垢的关键,因此阻垢剂产品质量(杂质等含量)应符合国家或行业标准,没有国家或行业标准的产品生产企业应制定企业标准,明确理化指标要求,应有:有效成分含量、pH(固体的1%水溶液)、杂质、水不溶物等的要求。 2)现在释阻垢剂成分复杂,生产企业不标明有效含量、有效浓度、阻垢率,释放周期、初期暴释率、末端有效残留等技术参数,造成企业需进行大量精力去研究,并且不同品牌的阻垢剂难以通用,因此公开相关技术参数,便于企业使用和消费者了解产品实际情况。 3)现在普遍存在阻垢剂成分不公开,辅助成分不标明,有些化合物,但没有标注原料,有些是混合物,但没有混合时的化合物,因此产品的成分或组成信息应清楚,明确该化学品是化合物还是混合物、化学名称、CAS号、有效成分浓度或浓度范围(质量分数,%)、释放浓度等。 4)生活饮用水用市政自来水中添加六偏磷酸钠等阻垢剂,其范围大,影响人群多,同时可能导致环境中增加磷的风险,因此应要求市政自来水用六偏磷酸钠阻垢剂的质量应符合《食品安全国家标准 食品添加剂 六偏磷酸钠》(GB 1886.4)的要求,并规定阻垢性能和聚合度链节的要求。 5)涉水产品许可中分为两大类,一是聚丙烯酸阻垢剂只适用膜前使用,二是聚磷酸盐和硅酸盐类可适用市政自来水用、非膜前使用和膜前使用。 6)阻垢剂的卫生安全原料是关键,因此提出了原则性要求。 市政自来水用六偏磷酸钠的原料应为食品级的磷酸和碳酸钠或氢氧化钠。水质供水系统非膜前用缓释阻垢剂的种类为磷酸盐类与硅酸盐类缓释阻垢剂的阻垢滤芯或组件。缓释载体或包衣原料成分应包含在《利用新材料、新工艺和新化学物质生产的涉及饮用水卫生安全产品判定依据》清单中(如多聚磷酸盐原为磷酸、碳酸钠、二氧化硅、氧化钙等)。膜前用阻垢剂要求可以低点,与现在销售产品(均未公开配方)一致。 3.使用浓度或释放浓度要求不同产品和应用场景使用浓度或释放浓度不同,因此规定基于磷对水生态环境的潜在风险,生活饮用水用聚磷酸盐阻垢剂(市政自来水最常用为六偏磷酸钠)最大使用浓度以总磷(P)计≤1.0mg/L,符合《污水综合排放标准》(GB 8978)一切排污单位磷酸盐(以P计)1mg/L的要求。大型水质处理器膜前符合NSF/ANSI 60标准要求即可,但他们废水排出总磷等应符合当地生态环境的要求,否则调整阻垢剂的种类。 根据原水水质和产品特点要求不同而使用不同释放浓度(详见各品牌缓释阻垢剂说明书释放浓度)。允许最大释放浓度(使用浓度)不得超过国家标准或行业标准或企业标准要求。 膜前用缓释阻垢滤芯或组件磷酸盐类缓释阻垢剂有效成分释放浓度为0.1~3.3 mg/L(按 P 计),硅酸盐类缓释阻垢剂有效成分释放浓度为0.5-16 mg/L(以SiO2计),其他阻垢成分和其他类型缓释阻垢剂水中残留物的浓度应符合GB/T 17218—2025中4.2.2的要求。。 非膜前用缓释阻垢滤芯或组件的磷酸盐类缓释阻垢剂有效成分释放浓度为0.1~1.5 mg/L(按 P 计),硅酸盐类缓释阻垢剂有效成分释放浓度为0.5~5 mg/L(以SiO2计)其他类型缓释阻垢剂有效成分释放浓度。 4.水中阻垢成分残留浓度和水质卫生要求生活饮用水使用阻垢剂以后,重点要控制其水中阻垢成分残留浓度,本文件只列出磷酸盐类残留总磷(以P计)浓度和硅酸盐类残留二氧化硅(以SiO2计),但由于各种阻垢剂种类多,其他阻垢成分未明确,只能提出出水水质符合GB 5749的要求,其他阻垢成分和其他类型缓释阻垢剂水中残留物的浓度应符合GB/T 17218—2025中4.2.2的要求。制订依据如下: 第一,市政自来水用六偏磷酸钠阻垢剂后出水厂残留总磷的制订依据 市政自来水使用六偏磷酸钠等阻垢剂后,出厂水水质应符合GB 5749的要求,水中总磷(以 P 计)残留浓度≤1.0mg/L。 其中部分是原水中总磷,部分是投加后的残留总磷。综合健康风险、阻垢效能、环境可持续性和标准协调性四方面论证: (1)健康风险的科学依据1)磷的代谢与安全阈值首先,六偏磷酸钠是一种国家法规允许使用的食品添加剂。无论来自食物还是饮水中的偏磷酸盐,进入肠道都会被磷酸酶水解成正磷酸盐后,才被吸收进入血液循环系统。磷是人体必需常量元素,是构成骨骼、牙齿的关键成分,是参与能量代谢的重要元素。 根据《中国居民膳食指南》,成人每日磷推荐摄入量为720毫克。阻垢剂六偏磷酸钠中磷的含量约为30%,自来水中阻垢剂通常的投加量按商品重约为每升水1毫克,如果每人每天饮水2升,每天由阻垢剂摄入的磷仅约0.6毫克。而一袋牛奶中的磷的含量有200毫克,一个鸡蛋里的磷含量也有90毫克,而通过合规使用阻垢剂从饮水中摄入的磷,可能只相当于2克普通粳米中所含的磷,其影响完全可以忽略不计。 代谢路径:SHMP在肠道中被磷酸酶完全水解为正磷酸盐(PO43-),吸收率约50%—70%,与膳食磷吸收机制相同。 每日摄入量对比:通过SHMP摄入量(2L水×1mg/L×30%):0.6mg (总P)/天。 膳食摄入量(中国居民平均):1000mg /天。占比<0.05%,远低于可观察到有害效应的水平(NOAEL:70mg (总P)/kg/天)。 2)国际标准参考
(2)阻垢效能的科学验证1)硬度-SHMP剂量效应关系
2)关键试验数据支撑阈值效应:硬度每增加50mg/L,需增加0.15mg/L SHMP(R2=0.92,北京水司数据)。 上限验证:当SHMP(总P计)≤1.0mg/L时: 阻垢效率曲线趋于平缓(硬度500mg/L时,2.0mg/L阻垢率90%,3.0mg/L仅92%),可能引发过稳定化(导致管网二次析垢)。 (3)环境风险评估与管控基准值:城市污水总磷4—6mg/L(其中生活污水贡献3.5—5mg/L)。 SHMP增量:按1.0mg/L SHMP(0.3mg P/L)计,占污水总磷6%—8.5%。 市政自来水在使用后并不直接排入水体,无论是厨房用水、洗浴用水,冲厕用水,还是已经摄入人体的饮用水,最终都会转化到城市污水当中。城市污水是不能直接排入水体的,是被城市污水排放系统收集起来,经过污水处理厂处理后再排入水体。 城市污水的含磷量,以总磷计,大约是4~6mg/L,要求经过城市污水厂处理后达到排放标准。一级A排放标准对总磷含量的限值是0.5mg/L,一级B排放标准是1mg/L。目前城市污水处理厂的运行情况,对于达到一级A的排放要求,除磷没有任何问题,主要的难点是在除氮上,因为需要投加外加碳源,特别是在冬天温度低的时候除氮有难度,但是对于除磷,所有的污水处理厂都没有提出困难。因此,如果自来水中投加阻垢剂,使污水处理厂进水中再增加百分之几到百分之十的磷负荷,现有的城市污水处理厂是完全能够应对的,处理后仍然能够达到污水排放的要求。因此,市政自来水处使用含磷阻垢剂,对环境的不利影响,通过城市污水处理是可以消除的,即其环境风险是可以控制的。 (4)与相关标准的协调性水源标准总磷(0.2mg/L)针对的是直接生态暴露,出厂水总磷(以P计)浓度≤1.0mg/L通过污水系统多重屏障。 1)《污水综合排放标准》(GB8978-1996) 二级标准要求:排入地表水Ⅲ类功能水域(如饮用水源保护区、风景名胜区)和二类海域的污水。特点?:最严格的标准,旨在保护敏感水体,防止对水生生态系统和人体健康造成危害,要求总磷≤1.0mg/L。 2)《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002) 2025年3月21日生态环境部办公厅发布了关于公开征求国家生态环境标准《饮用水水源地水环境质量标准(征求意见稿)》意见的通知(环办标征函〔2025〕13号)《饮用水水源地水环境质量标准(征求意见稿)》(https://www.mee.gov.cn/xxgk2018/xxgk/xxgk06/202503/t20250327_1104811.html),中99项“饮用水水源地水质基本项目和特定项目”,以及附录A的50项“饮用水水源地水环境质量标准调查项目及限值”,均未规定和列入“总磷”指标。 在编制说明中说明了现行《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)基本5项目中总磷指标是控制水体富营养化的重要指标,规定Ⅲ类水总磷≤0.2mg/L,I类、Ⅱ类更低,因河湖(库)保护目标不同设置不同限值,与人体健康并无直接关系。目前我国没有统一的饮用水水源地水质标准,主要依据《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)、《地下水质量标准》(GB/T 14848-2017)开展水源保护与管理。但由于我国水源地水质标准分别嵌套于《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)、《地下水质量标准》(GB/T 14848-2017)中,需兼顾人体健康、水生生物等不同功能和保护目标,且不同标准体系制修订时间不同步,水质指标及标准限值不衔接,导致管理进退失据,已难以满足当前饮用水水源地精准、科学、依法管理的需求。当前标准存在限值不合理导致评价结果矛盾的问题。因此本标准中规定出厂水总磷浓度≤1.0mg/L,比GB 3838-2002的Ⅲ类水高,由于GB 3838-2002的Ⅲ类水基于控制水体富营养化的重要指标,对于自来水厂总磷而言,生态环境部拟颁布《饮用水水源地水环境质量标准》无总磷的要求,无论水源来自河流、湖库还是地下的总磷,出厂水处理工艺均相同,无需处理磷,GB5749无磷的要求,水质均可达到标准要求。 (5)三重约束模型最大投加量限值的确定
市政自来水用六偏磷酸钠(SHMP)阻垢剂最大投加量科学依据,从健康无害性-阻垢有效性-环境可持续性-标准可协调性四个维度系统地分析市政自来水出厂水总磷≤1.0mg/L的要求。
第二,膜前用阻垢剂后设备出水水质残留物的依据 家用或类似用途反渗透和纳滤设备水质处理器膜前使用缓释阻垢剂、大型反渗透或纳滤水质处理器膜前使用阻垢剂后,设备出水水质应符合GB 5749或相应卫生标准、规范要求;连续运行制水状态下饮水出水口水中,磷酸盐类残留总磷(以P计)浓度≤ 0.2mg/L,硅酸盐类残留二氧化硅(以SiO2计)≤ 0.5mg/L,其他阻垢成分和其他类型缓释阻垢剂水中残留物的浓度应符合GB/T 17218—2025中4.2.2的要求。 磷酸盐类残留总磷(以 P 计)浓度≤ 0.2mg/L,硅酸盐类残留二氧化硅(以SiO2 计)≤ 0.5mg/L的制定,旨在平衡膜前阻垢技术的有效性与出水水质的绝对安全性,主要基于以下三个核心维度的考量: (1)基于膜系统特性与动态运行风险的管控 反渗透/纳滤膜对阻垢剂有效成分具有极高的截留率(通常>99%),在理想连续运行状态下,出水几乎检测不到相关残留。然而,在非稳态运行工况下,残留风险客观存在,必须予以控制: 1)启停阶段的“初始峰值”:设备首次启用、长时间停机后重启时,由于系统压力变化和浓差渗透作用,膜前侧积聚的阻垢剂成分可能瞬时穿透膜元件,导致出水口在最初数十秒内出现浓度峰值。 2)限值的设定逻辑:将连续运行状态的限值设定为总磷≤ 0.2 mg/L,二氧化硅 ≤ 0.5 mg/L,正是为了有效覆盖上述动态风险。该限值水平要求企业必须通过技术措施(如:在说明书中明确“首次使用须强制冲洗30秒”、设备内置程序“自动排放停机重启后的前10—15秒产水”)来确保在任何可预见的使用场景下,用户接触到的出水残留均低于此安全阈值。此要求与NSF/ANSI 58 等国际标准中对“first-flush”(首杯水)水质的管理理念相一致。 3)膜完整性失效的兜底防护:该限值也为膜元件可能发生的意外损坏(如膜片划伤、密封圈老化)提供了额外的安全缓冲。即使出现轻微渗漏,在此限值约束下,也能防止阻垢剂成分大量进入产水侧。 (2)基于健康风险管控的间接控制策略 1)核心成分的安全性:磷酸盐与硅酸盐本身在限值范围内对人体健康风险极低。设定限值的主要安全考量在于阻垢剂产品中可能使用的包衣材料、缓释载体、工艺添加剂等辅助成分。这些辅料成分复杂、分析检测难度大、缺乏统一的卫生标准。 2)科学的间接控制:在缓释型阻垢剂中,核心有效成分(磷、硅)与各类辅料的投入比例存在相对稳定的工艺关联。因此,通过严格控制终端出水中 “总磷”和“二氧化硅”这两项可量化、易检测的指标,可以有效地间接限定与之伴随的各类未知或难测辅料的潜在残留水平,实现对整体化学暴露风险的“总阀”式管控。这是一种经过验证的、科学且具有可操作性的卫生安全管理手段。 (3)基于技术可行性与行业实践 国内外主要净水设备及阻垢剂生产企业的技术验证表明,通过优化阻垢剂缓释技术、改进膜前滤芯结构设计(如增加隔离层、优化流道)以及落实必要的冲洗程序,完全能够确保在产品的全生命周期内,其出水水质稳定满足上述限值要求。本标准限值的设定,既提出了明确的卫生安全门槛,也为技术创新和产品优化预留了合理空间。 综上所述,本标准对膜前用阻垢剂出水残留物的限值规定,是基于膜工艺动态风险分析、健康风险间接管控原则以及当前产业技术可达性三方面综合论证的结果。它为确保使用了阻垢功能的膜法净水设备,其最终出水的卫生安全提供了明确、科学且可监督的技术依据。 第三,非膜前用阻垢剂后设备出水口缓释阻垢成分增加量制定的依据 非膜前用阻垢剂设备使用缓释阻垢剂后,设备出水水质应符合GB 5749和相应卫生标准、规范要求;连续运行制水状态下饮水出水口中,磷酸盐类缓释阻垢成分总磷(以P计)增加量≤1.5mg/L,硅酸盐类阻垢成分二氧化硅(以SiO2 计)增加量≤5.0mg/L,其他阻垢成分和其他类型缓释阻垢剂水中残留物的浓度应符合GB/T 17218—2025中4.2.2的要求。 为确保非膜前用阻垢剂设备在发挥阻垢功能的同时,保障饮用水的卫生安全与健康,特制定相关水质要求,提出应按GB/T 17218检验感官性状指标并符合GB 5749的要求。设备主要依据如下: (1) 基于阻垢效能与浓度稳定性的要求 1)有效阻垢浓度范围:非膜前用缓释阻垢剂(如磷酸盐类、硅酸盐类)需在出水中维持一定的有效浓度,才能持续抑制水垢生成。根据该类产品的释放特性研究及工程实践数据表明,总磷(以P计)浓度增加量≤ 1.5mg/L、二氧化硅(以SiO?计)浓度增加量≤ 5.0mg/L,能够在常见水质条件下实现稳定、良好的阻垢效果。 2)缓释过程的平衡:此类阻垢剂通常采用缓释技术,初期释放速率较快,中后期逐渐下降。将上限值设定于此水平,旨在确保在整个使用周期内,初期释放峰值不超标,而后期释放浓度仍能维持在有效阈值以上,从而实现全周期可靠阻垢。 (2)基于饮用水卫生安全与风险管控的要求 1)防止感官性状恶化:过量的磷酸盐或硅酸盐可能导致水体的浑浊度、色度等感官指标异常,影响饮用水的感官可接受性。设定合理的上限是防止因阻垢剂投加引起用户感官不适的必要措施。广东省疾病预防控制中心对非膜前用阻垢剂滤芯验证结果表明上述要求的必要性。 2)控制化学物质暴露风险:阻垢剂有效成分及其可能含有的包衣材料、载体、工艺杂质等,在长期饮用下可能存在健康风险。由于这些辅料成分复杂、检测方法不一,难以在终端出水逐一进行全组分监测。因此,通过控制核心有效成分的投加上限,是间接管控其相关杂质摄入量、评估整体健康风险的可行且关键的技术手段。此限值水平的设定,已综合考虑了毒理学数据、每日允许摄入量及在饮用水中的安全边际。 3)与现行标准的衔接:设备整体出水水质必须符合GB 5749《生活饮用水卫生标准》及其他相关卫生规范。对阻垢成分增加量的限制,是对GB 5749的补充和具体化,旨在处理因使用此类功能设备而引入的特定物质,确保终端饮用水全面安全。 (4)基于产品管理与用户知情的要求 对于使用其他类型阻垢成分(如聚合物类等)的缓释阻垢剂,其残留物的安全性与有效性高度依赖于产品的特定配方和工艺。因此,要求其水中残留物种类与浓度严格依照生产企业经安全评估验证的产品说明书执行。这既是落实生产企业安全主体责任的要求,也为监管和用户知情提供了明确依据。 综上所述,本标准限值的制定,遵循了“确保功效、保障安全、便于监管”的原则,在阻垢剂的有效浓度与卫生安全阈值之间取得了平衡,为非膜前用阻垢剂设备的规范应用提供了明确的技术。 |