在这篇文章及配套视频中,我们对多种饮用水和地表水样本进行了光谱测定。
以下是我们的初步分析结果。
瓶装水和自来水样本
在美国和其他发达国家,饮用水——无论是通过当地市政自来水供应,还是由生产商在水源地灌装——都受到严格监管。我们使用一台Ocean HDX光谱仪,对一些样本进行了测定,以确定他们是否存在光谱差异。
我们从当地一家超市购买的几种瓶装水样本开始,这家店属于美国东南部一家大型连锁店。首先测的是泉水。根据美国食品药品监督管理局的定义,泉水是指“源自地下岩层,并自然流至地表的水”。 这些泉水样本的组成似乎因灌装厂不同而有所差异(有时差异还非常显著)(图1)。

接下来,我们对饮用水进行了检测,这里的饮用水是指用于饮用或食品制备的水。我们从同一家超市购买的饮用水样本显示,其紫外光谱活性(图2)高于泉水,这表明其中可能含有更多的溶解固体和/或有机物。

为了比较,我们还测试了当地自来水样本,该样本的紫外峰低于瓶装水,但在240-290 nm波长范围内显示出更强的活性(图3)。这很可能是由于添加了氟化物等水处理剂,以及水处理厂输送水的管道中存在微量污染物所致。

为全面了解受监管水源的情况,我们对某款高端瓶装水进行了检测。 这种瓶装水的价格约为普通瓶装水的6倍,但这款该高价品牌样本与超市自有品牌泉水样本的光谱特征非常相似(图4)。据多家消息来源称,顶级瓶装水品牌的年销售额高达数十亿美元。

融雪、地表积雪和湖水样本
为了更好地了解欠发达国家许多人面临的水质状况(或清洁水到底有多匮乏的问题),我们还检测了美国两个不同地区的地表水样本,这两地环境差异很大。
在美国太平洋西北地区,我们检测了采自华盛顿州斯波坎山上及周边的融雪(图5)和地面积雪(图6)。 作为参考,斯波坎山海拔近6000英尺,年均降雪量约163英寸(413厘米),距离人口约22万的斯波坎市约35英里。 有趣的是,这些斯波坎山水样的光谱,与超市购买的泉水和饮用水样本非常接近。


相比之下,我们从佛罗里达州一个湖泊采集的样本在紫外光谱下表现出如此强烈的响应,以至于光谱超出了量程(图7),表明其中可能存在污染物。 只有将结果重新缩放后,这种巨大差异才完整显现出来(图8)。这个湖水的水质,已经和全球近10亿人唯一能喝到的水差不多,而在很多地方,那些人能喝到的水甚至还不如它。

图7.佛罗里达州圣彼得堡的湖水。

