水是人類生存最重要的資源。2014年8月的《給水排水》刊載了中國工程院院士、市政工程專家：李圭白的論文——《關於在城市飲水淨化中採用綠色工藝的一些思考》，分清了當今流行的“水概念”，並從基因的角度指出，天然地表淡水才是最適合人類飲用的水。李圭白逐一說明了都市水淨化工藝的利弊，指出超濾技術是最有效的綠色工藝，也是都市飲水淨化工藝的發展方向。
李圭白著重強調，以超濾為核心的組合工藝，將引起都市用水淨化工藝的重大變革，應成為都市用水淨化工藝的發展方向。
為什麼這些概念都不可靠？
近年來，各種“概念機能水”風行，到底什麼水最適合人類飲用？李圭白從人類基因的角度指出，天然水才是最健康的。李圭白說，人類自形成以來一直傍水而居，直接飲用天然地表水（河水、湖水、由地面水補給的淺層地下水）。直到工業革命後才開始對都市飲水集中處理（物理方法、化學方法、生物方法等）。因此，天然地表水對人體健康是最有利的，人類歷經幾百萬年形成的基因，不會因百年來水處理對飲用水水質帶來的影響而有所改變。
李圭白認為，“概念機能水”的保健作用均有待商榷，並逐一做出評論。
● 純水：20世紀90年代，由於引進了國外的反滲透膜濾科技，出現了喝純水（又稱蒸餾水、去離子水、太空水等）之風，稱飲水主要是補充人體對水的需求，而水中被除去的各種元素都可以通過食物得到補充。但國內外公共衛生學的調研證實，水中的各種元素對人體是很重要的，長期飲用純水對人體健康不利，從而使喝純水之風得到遏止。安全健康的飲用水，是指終身飲用不會對人體健康造成危害和影響的水，純水是不符合這一要求的。純水作為一種飲料（而非飲用水）是可以的，在外出旅遊、會議等場合，短期飲用是無害的。
● 磁化水：喝磁化水曾經風行一時，稱磁化水能增强生命活力，能消解體內結石等等，最終磁化水的功能都沒有被醫學界證實，喝磁化水也不再流行。
● 小分子團水：水分子（H2O）是一種極性分子，其相互作用可形成不同團聚形態，有時能形成小分子團（數個水分子），有時能形成大分子團（數十個水分子）。有人認為，能結成小分子團的水對人體健康有利，但若干年過去了，這迄今仍是一個有待探討的課題。
● 軟水：天然水中最常見的硬度（主要是鈣和鎂）對人體健康的影響，國內外已有多個公共衛生學調研報告，認為飲用軟水（鈣、鎂含量<70 mg/L，按CaCO3計）的人心血管病死亡率要高於飲用硬水的人，但對此也尚有不同看法。
多數都市飲水淨化都不够“綠”
針對現時幾種常見的水處理科技，李圭白說，評估水處理方法的優劣，應該從對水的天然内容的影響和干擾最少的角度著眼。因為，自然環境是一個生態系統。人類經過數百萬年進化，完全適應了這個環境，包括水環境。對生態系統的干擾和破壞，對人的生存都是不利的。
百年來4次重大都市飲水安全問題催生了三代都市飲用水淨化工藝。三代淨化工藝中採用的處理方法主要有：
● 物理方法：自然沉澱、慢砂濾、膜過濾、紫外線殺菌等；
● 物理化學方法：活性碳吸附等；
● 化學方法：藥劑混凝及絮凝、藥劑消毒、藥劑氧化、藥劑調pH等；
● 生物方法：慢濾、生物預處理、生物活性炭等。
物理法、物理化學法、生物法由於對水的化學性質影響較小，一般認為應屬綠色工藝。化學方法由於向水中投加多種化學藥劑，會影響水中原有化學成分的含量及存在形態，會帶進新的化學物質，會產生許多副產物，特別是對人體有毒害的副產物等等，一般認為不是綠色工藝。
由於環境污染，每年都有若干新的人工合成化學物質進入水中，也由於檢測科技的進步，不斷發現水中更多的有毒有害微量和超微量的有機污染物。每發現一類或者一種有機污染物，都要開發相應的處理方法，其中也包括化學方法，結果向水中投加的化學藥劑愈來愈多，而每一種藥劑又會產生相應的副產物和殘留物，其對人體健康的影響也越來越大，即走上了一條惡性循環的道路。
惡性循環的出現，是由於採用了一種“末端治理”的路線，即水源水中出現什麼污染物，就不得不採取相應的化學處理方法，污染物層出不窮，向水中投加的化學藥劑也會無窮無盡。
消毒是幾乎所有都市飲水淨化都需要採用的，迄今大多仍以氯消毒為主，此外還有採用臭氧、二氧化氯的。這些藥劑消毒方法都能產生有毒害的消毒副產物，雖然消毒後水的生物安全性提高了，但化學安全性降低了，不是綠色工藝。
藥劑混凝是幾乎所有以地表水為水源的都市用水淨化都採用的方法。混凝藥劑主要是化學藥劑，其種類繁多，對健康的影響各不相同，其對水質天然内容的影響不小，也不是綠色工藝。由混凝沉澱、砂濾、藥劑消毒組成的第一代工藝（常規工藝），迄今仍為大多數自來水廠所採用。在第二代工藝和第三代工藝中，為降低水的濁度和殺滅致病微生物，也都採用藥劑混凝和藥劑消毒。所以藥劑消毒和藥劑混凝是都市用水淨化工藝中應用最廣泛的方法。
超濾是最有效的綠色工藝
李圭白指出，超濾膜是21世紀材料科學發展的新成果，它依靠機械截留作用來去除水中的顆粒物，所以是一種綠色工藝。現代的超濾膜孔徑已可做到小於20 nm（奈米），即比水中最小的微生物——病毒還小，所以超濾可以將水中幾乎所有微生物包括致病微生物除去，從而大大提高水的生物安全性，而不需要向水中投加任何消毒藥劑。超濾能將水的濁度降至0.1 NTU以下，而不需要向水中投加任何混凝藥劑。超濾是取代藥劑消毒和藥劑混凝最有效的綠色工藝，所以它應能成為都市用水淨化中應用最廣泛的工藝科技。
受污染的都市水源，主要為有機污染以及氨氮超標。現行除有機物的方法，主要有氧化法、吸附法、强化混凝、生物法等。其中活性碳吸附、生物處理等為綠色工藝。
超濾可去除水中具有膠體和顆粒形態的有機物，以及相對分子質量數萬的有機物。奈濾膜（NF）的孔徑約為1 nm（奈米），以物理截留的管道可去除相對分子質量低至數百的有機物，是去除有機物的有效綠色工藝。奈濾膜的處理技術，產水的過程中仍需要排放一定比例的廢水，相較於超濾膜來說，比較不環保一些，但隨著膜處理科技的發展，結合超濾和奈濾用於受污染水源有機物去除將指日可待，那將是綠色工藝的又一重大進展。
生物法去除有機物主要採用生物氧化的方法，可去除水中能為生物降解的相對分子質量為數百的有機物。天然地表水本身就是一個生態系統，所以生物法去除有機物對原水天然物質的影響會很小，是一種綠色工藝。生物法還是去除水中氨氮的有效科技，是現時可以規模化用於自來水廠的唯一方法。活性碳能去除水中相對分子質量為數千的有機物，特別是生物法難以降解的人工合成有機污染物，並對水的化學性質影響不大，是一種綠色工藝。活性碳濾池投產一段時間後，在碳粒表面能生成生物膜，對水中有機物有生物降解作用，稱為“生物活性碳”科技。粉末活性碳在反應器中停留相當時間，碳表面也能生成生物膜，由於粉末活性碳表面積很大，生物量大，能提高生物氧化作用，特別是對氨氮去除效果顯著，稱為“超濾膜—粉末活性碳生物反應器”科技。
