第三章水環(huán)境與健康

環(huán)境與健康主講：孔凡美山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資環(huán)學(xué)院fmkong@第三章水環(huán)境與健康第一節(jié)水

第二節(jié)水環(huán)境污染

第三節(jié)水環(huán)境污染與人體健康

第四節(jié)水質(zhì)處理與集中式供水

討論：飲水之道與健康

第一節(jié)水水與自然環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)、生命、社會(huì)的發(fā)展生命與靈氣當(dāng)世界失去了水人們看到的最后一滴水，將是自己的眼淚！2006年3月15日肯尼亞北部地區(qū)數(shù)千人面臨饑餓死亡威脅。中國(guó)廣播網(wǎng)

2014-05-07：

華北地下水超采嚴(yán)重形成世界上最大“漏斗區(qū)”，面積達(dá)到8800多平方公里。2012年我國(guó)耕地受旱面積6010萬(wàn)畝。2012年7月全美干旱面積占全國(guó)面積55.1%。澳大利亞洪災(zāi)：2012年1月24日至3月16日，澳大利亞?wèn)|南部遭受了168年來(lái)的最嚴(yán)重洪災(zāi)，1.3萬(wàn)人撤離。經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)25億美元。2012年2月，中國(guó)云南大旱，13州市91縣（市、區(qū)）631.83萬(wàn)人受災(zāi)，直接經(jīng)濟(jì)損失23.42億元，其中，農(nóng)業(yè)損失22.19億元。

水是一切生命之源泉:

人類(lèi)許多偉大文明正是因?yàn)橛辛怂诺靡耘畈l(fā)展.

從遠(yuǎn)古到如今，人類(lèi)常常為了水而發(fā)生爭(zhēng)端乃至戰(zhàn)爭(zhēng)?，F(xiàn)在，水資源已經(jīng)成為人類(lèi)存與生存環(huán)境的最重要的制約因素。世界銀行行長(zhǎng)伊斯梅爾：

本世紀(jì)許多戰(zhàn)爭(zhēng)都是為了爭(zhēng)奪石油而進(jìn)行的，下個(gè)世紀(jì)多為水源而戰(zhàn)爭(zhēng)約旦國(guó)王侯賽因：

約旦的戰(zhàn)爭(zhēng)，只有為約旦河而戰(zhàn)南亞次大陸:

恒河、不拉馬普特拉河是印度、孟加拉的命根子，40%來(lái)自于境外。70年代巴基斯坦，印度對(duì)華態(tài)度無(wú)不與水資源有關(guān)。

水與戰(zhàn)爭(zhēng)生命運(yùn)動(dòng)離不開(kāi)水水是生物體的基本成分：

哺乳動(dòng)物體內(nèi)水約占65%。魚(yú)類(lèi)占75%，藻類(lèi)占95%.一、水的成分與分布成分：1、可溶性物質(zhì)：2、非溶解性雜質(zhì)：3、膠體物質(zhì)：分布：地球總面積70％被水覆蓋，總儲(chǔ)量14億km3其中海水占97.3％冰蓋和冰川2.07％地下水0.59％鹽湖和內(nèi)陸海0.007％河流0.0001％淡水湖0.009％可被人類(lèi)利用的不到總水量的1％我國(guó)人均水占有量:2440m3，世界109位降雨嚴(yán)重不均，南澇北旱；季節(jié)降雨不均珍貴的水資源**二、人類(lèi)水資源的分類(lèi)和特征分類(lèi)：降水、地面水、地下水特征**三水質(zhì)評(píng)價(jià)常用指標(biāo)及其衛(wèi)生學(xué)意義常用的水質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)1、硬度

溶解于水中的鈣、鎂等鹽類(lèi)總量，以CaCO3（mg/L）表示。

暫時(shí)硬度（煮沸可除）和永久硬度2、氨氮

含氮有機(jī)物在微生物和有氧作用下分解的中間產(chǎn)物（糞便污染，該值升高）3、亞硝酸鹽氮含氮有機(jī)物氧化分解的產(chǎn)物高值表示有機(jī)物自?xún)羯形赐瓿?、硝酸鹽氮

含氮有機(jī)物氧化分解的最終產(chǎn)物?！叭背Ｍ瑫r(shí)測(cè)定，根據(jù)水中三氮的綜合水平和變化規(guī)律可以分析掌握有機(jī)污染物的自?xún)暨^(guò)程，判斷水質(zhì)污染程度，是反映有機(jī)物污染的重要指標(biāo)。5、溶解氧溶解在水中的養(yǎng)氣含量影響因素：氧分壓（正相關(guān)）、溫度（反相關(guān)）藻類(lèi)浮游生物：正相關(guān)（光合放氧）污染物:降低溶解氧含量(自?xún)艉难?溶解氧可作評(píng)價(jià)水體有機(jī)物污染和水體自?xún)裟芰Φ拈g接指標(biāo)水體嚴(yán)重富營(yíng)養(yǎng)化6、生化需氧量水中有機(jī)物在需氧微生物作用下分解時(shí)消耗水中溶解氧的量5日生化需氧量：20℃培養(yǎng)5天，1L水中減少的溶解氧量（通用方法）反映好氧有機(jī)污染物污染狀況7、化學(xué)耗氧量一定條件下，強(qiáng)氧化劑如高錳酸鉀氧化水中有機(jī)物所消耗的氧量實(shí)際包括了有機(jī)物和還原性無(wú)機(jī)物的總耗氧量8、細(xì)菌總數(shù)1ml水在普通營(yíng)養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基上經(jīng)37℃、24小時(shí)培養(yǎng)后所生長(zhǎng)的細(xì)菌菌落總數(shù)水體生物性污染的一般參考指標(biāo)9、總大腸菌群

37℃培養(yǎng)，發(fā)酵乳糖，在24小時(shí)內(nèi)產(chǎn)酸產(chǎn)氣的一類(lèi)大腸菌群細(xì)菌，（一類(lèi)糞便污染指示菌）水體生物污染的重要衛(wèi)生指標(biāo)四、水與人體健康人體重要組成部分：占成年人體重的65％，兒童80％，骨骼20％維持人體正常生理活動(dòng)的重要介質(zhì)，調(diào)節(jié)體溫、運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、參與神經(jīng)傳導(dǎo)，參與機(jī)體的物質(zhì)代謝、水電平衡脫水2％引起物質(zhì)代謝紊亂，脫水15％以上就會(huì)出現(xiàn)生命危險(xiǎn)（駱駝在損失水分達(dá)到體重的21％時(shí)仍能夠在沙漠中正常行走）**人體需水量：2～3升/天保持促進(jìn)衛(wèi)生：

個(gè)人、飲食、居室及公共場(chǎng)所第二節(jié)水環(huán)境污染

水污染是指由于自然或人類(lèi)活動(dòng)排放的污染物進(jìn)入水體，造成水及水體底質(zhì)的理化特性和水環(huán)境中的生物特性、組成發(fā)生改變，從而影響水的有效利用，使水質(zhì)惡化、危害人體健康或破壞生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)象介水疾?。河捎陲嬎|(zhì)不良引起的疾病，包括介水傳染病、生物地球化學(xué)性疾病

化學(xué)污染物中毒不同污染程度水質(zhì)的比較聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展大會(huì)：全世界每天有6000名兒童由于喝受污染的水而生病死亡，世界1/6的人口受到潔凈水源缺乏的威脅水污染對(duì)兒童的損害1971-1985年，美國(guó)共發(fā)生502起介水疾病的爆發(fā)流行，發(fā)病人數(shù)達(dá)11萬(wàn)多人我國(guó)飲用水問(wèn)題：

大腸菌群不合格（主要），高氟、高硝酸鹽、高硬度**一、水環(huán)境的污染源（一）工業(yè)廢水鋼鐵廠(chǎng)：酚、氰化物、吡啶石油化工廠(chǎng)：油、氰化物、砷、酸、堿、芳烴電鍍廠(chǎng)：鉻、氰化物、鋅、銅、鎘氮肥廠(chǎng)：硫酸、砷化物、硫化物、氰化物農(nóng)藥廠(chǎng)：樂(lè)果、有機(jī)磷、硫化物、苯、氯仿造紙廠(chǎng)：纖維素、木質(zhì)素、酸、堿、二氧化硫、硫化氫制革廠(chǎng)：畜毛皮屑、硫化物、砷化物工廠(chǎng)污水和生活污水（二）生活污水多種有機(jī)物、腸道致病菌、病毒、寄生蟲(chóng)以及氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（三）農(nóng)業(yè)污水病原體、懸浮物、農(nóng)藥及化肥殘留物和分解產(chǎn)物生活和工業(yè)污水（四）醫(yī)院污水

病人生活用水、醫(yī)療廢水大量致病菌及各種有毒物質(zhì)和放射性物質(zhì)（五）廢物不適當(dāng)堆放和填埋未經(jīng)衛(wèi)生學(xué)處理的垃圾、尾礦堆放場(chǎng)，（六）其它如意外事故等垃圾的不合理堆放造成水體污染水體的綜合污染源二、水體污染物的轉(zhuǎn)移和歸宿**（一）自?xún)羲w通過(guò)自身的物理、化學(xué)和生物學(xué)作用，使污染物濃度降低并逐漸向污染前的狀態(tài)恢復(fù)的過(guò)程

減輕或消除污染1、物理自?xún)糇匀怀两?、水流稀釋和混合，降低污染物濃度污染的水體可以自?xún)?、化學(xué)自?xún)粢欢l件下，污染物在水中發(fā)生分解與化合、氧化與還原、水解及中和等反應(yīng)，從而改變污染物的性質(zhì)，降低其毒性3、生物自?xún)簦ㄗ钪匾┧w中的污染物逐步被生物分解成二氧化碳、水、硝酸鹽等穩(wěn)定、無(wú)害的物質(zhì)的過(guò)程。（細(xì)菌、真菌、藻類(lèi)浮游生物、水生植物、各種魚(yú)貝類(lèi)等）水體的生物自?xún)簦ǘ┻w移、轉(zhuǎn)化遷移污染物從一點(diǎn)轉(zhuǎn)移到另一點(diǎn)，或者從一種環(huán)境介質(zhì)中轉(zhuǎn)移到另一種環(huán)境介質(zhì).包括隨水流的機(jī)械遷移、自然沉降或吸附和凝聚作用影響因素：水中懸浮物質(zhì)、水生物污染物的遷移轉(zhuǎn)化污染物在水體中發(fā)生的物理、化學(xué)和生物學(xué)作用使污染物理化特性、生態(tài)和毒性作用都發(fā)生了改變，毒性變化方向不一水體中污染物的轉(zhuǎn)化**（三）生物蓄積進(jìn)入食物鏈生物蓄積：水中的污染物通過(guò)某種生物學(xué)作用，在水環(huán)境中濃度逐步升高，毒性逐步增加的過(guò)程三種形式：**生物富集、生物濃縮和生物放大生物富集污染物在水中生物體內(nèi)隨其個(gè)體發(fā)育的不同階段，濃度逐漸增加的過(guò)程生物濃縮由于水生生物自身的代謝機(jī)制使某種污染物在生物體內(nèi)的濃度明顯高于水環(huán)境中的濃度。污水中的羅菲魚(yú)污水中中毒死亡的魚(yú)污染這樣嚴(yán)重的水中的魚(yú)還能吃嗎？生物放大污染物通過(guò)水生食物鏈的不斷傳遞，在較高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物體內(nèi)濃度逐步增加的過(guò)程三種形式的生物蓄積共同結(jié)果是使水體中污染物的濃度逐步提高，對(duì)人的健康風(fēng)險(xiǎn)增大第三節(jié)水環(huán)境污染與人體健康

一、化學(xué)性污染的危害**（一）汞日本的水俁病1、汞污染的來(lái)源汞的用途：工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)藥以及日常生活（1）大氣：煤和石油的燃燒、含汞金屬礦物的冶煉和以汞尾原料的工業(yè)生產(chǎn)所排放的廢氣（2）土壤：含汞污泥肥料和含汞農(nóng)藥（3）水體：氨堿塑料、電池和電子等工業(yè)廢水汞污染的來(lái)源大氣汞

水體汞氣態(tài)汞底泥汞有機(jī)汞無(wú)機(jī)汞生物蓄積汞在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化污染河流的底泥中含有大量的汞水生生物對(duì)微量元素均有一定的富積能力鯉魚(yú)對(duì)汞的富集系數(shù)是10000經(jīng)食物鏈富集、放大，水生三級(jí)消費(fèi)者中的甲基汞含量可達(dá)到水含量的5萬(wàn)倍（1）金屬汞在消化道內(nèi)不易被吸收（5%食物和飲水）可透過(guò)血腦屏障進(jìn)入腦組織并被氧化成汞離子，逐步累積危害神經(jīng)系統(tǒng)。金屬汞蒸氣：脂溶性和擴(kuò)散性強(qiáng)，可被肺泡完全吸收，通過(guò)血液運(yùn)輸?shù)饺恚殬I(yè)中毒和生活性中毒事件）2、汞污染對(duì)健康的影響（2）甲基汞

甲基汞在胃酸的作用下產(chǎn)生氯化甲基汞（幾乎可全部吸收）生物毒性高，經(jīng)食物鏈累積（食用魚(yú)貝類(lèi)食物中毒）**汞中毒癥狀:中樞神經(jīng)系統(tǒng)癥狀急性中毒：短期內(nèi)連續(xù)攝入500mg以上：肢端感覺(jué)麻木、中心視野縮小，運(yùn)動(dòng)失調(diào)、語(yǔ)言障礙等典型癥狀1000mg：痙攣、麻痹意識(shí)障礙等急性癥狀并很快死亡甲基汞主要侵害成年人的大腦皮層的運(yùn)動(dòng)區(qū)、感覺(jué)區(qū)和視覺(jué)聽(tīng)覺(jué)區(qū)，也可損傷小腦，腦內(nèi)汞值1mg/kg發(fā)病，10mg/kg致死甲基汞：累積性，長(zhǎng)期小劑量攝入慢性中毒體重50kg的成年人，蓄積量達(dá)到25mg即出現(xiàn)感覺(jué)障礙，55mg出現(xiàn)步行障礙，90mg出現(xiàn)構(gòu)音障礙，200mg致死**胎兒水俁?。杭谆ㄟ^(guò)胎盤(pán)侵入胎兒腦組織癥狀：斜視、吞咽困難、動(dòng)作失常、語(yǔ)言困難、陣發(fā)性抽搐和發(fā)笑等，隨年齡的增長(zhǎng)，出現(xiàn)明顯智力低下、發(fā)育不良和四肢變形等3、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和防治對(duì)策我國(guó)飲用水中汞的限值是0.001mg/L。防治對(duì)策：（1）清潔生產(chǎn)，治理污染源減少含汞污染廢水排放，清除含汞廢水（2）加強(qiáng)對(duì)汞污染的環(huán)境監(jiān)督：定期對(duì)被汞污染的水體污染的水體水質(zhì)、底泥及魚(yú)體中的汞含量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，掌握汞在水體食物鏈中的動(dòng)態(tài)變化和蓄積狀況，預(yù)防汞對(duì)人群的暴露和危害

汞中毒必需及時(shí)治療常見(jiàn)治療方法是驅(qū)汞試驗(yàn)，常見(jiàn)驅(qū)汞劑：二巰基丙磺酸鈉，二巰基丁二酸鈉，乙二氨四乙酸鈉等，中草藥驅(qū)汞：土茯苓一兩，金銀花一兩、甘草3錢(qián)（二）鉻常見(jiàn)金屬：不銹鋼制品人體必需元素：攝入500～700mg/天（成人）富鉻食物：紅糖、粗制油、全谷米、糙米、小米、胡蘿卜、豌豆、牛油鉻嚴(yán)重污染時(shí)才會(huì)產(chǎn)生危害（職業(yè)性中毒）1、污染來(lái)源鉻鐵冶煉、耐火材料、電鍍、制革、顏料和化工生產(chǎn)及燃料燃燒（含鉻廢氣、廢水、廢渣）環(huán)境鉻污染的主源：含鉻工業(yè)廢水（六價(jià)鉻）鍍鉻：10％附在鍍件上（30％～70％隨廢水排放）制革：50～60噸廢水（鉻400mg/L）/噸原皮工業(yè)廢液：10～60mg/L。含鉻廢水灌溉：土壤和蔬菜中含鉻量增加2、鉻污染對(duì)健康的影響進(jìn)入途徑：呼吸道、腸胃道、皮膚和黏膜口攝鉻腸胃道僅吸收0.5～3％（糞便和尿排出）鉻在人體內(nèi)的半衰期：27天人體必需：參與脂類(lèi)代謝，增加膽固醇的分解和排泄缺鉻：影響糖類(lèi)和脂類(lèi)代謝食入大量鉻鹽：腐蝕、刺激消化道，引起頭暈、惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉、血便以至脫水，同時(shí)有頭暈、頭痛、呼吸緊促、煩躁不安、口唇青紫、心跳加速、四肢皮膚發(fā)涼、肌肉痙攣、尿少和無(wú)尿等嚴(yán)重中毒癥狀，如不及時(shí)搶救，可很快導(dǎo)致休克而導(dǎo)致昏迷吸入含鉻粉塵、煙霧和汽溶膠：輕癥：鼻炎、喉炎、支氣管哮喘重癥：鼻中隔充血、糜爛、潰瘍甚至穿孔、支氣管擴(kuò)張、肺氣腫和呼吸道糜爛皮膚侵入：皮炎、濕疹和鉻瘡等皮膚病**鉻瘡：“鳥(niǎo)眼型皮膚潰瘍”手背、手腕、手臂等裸露部位多發(fā)，無(wú)明顯疼痛，但可深至骨骼，愈合很慢，并會(huì)留下疤痕六價(jià)鉻：強(qiáng)致癌物質(zhì)主要致癌物質(zhì)：鉻酸鹽粉塵和氧化鉻3、防治措施（1）重視含鉻“三廢”的回收和綜合利用：離子交換法、電解法、活性炭吸附法和還原法等（2）加強(qiáng)工藝改革：減少鉻的使用量：無(wú)毒或低毒替代品減少六價(jià)鉻的排放（3）制訂鉻的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)：我國(guó)生活飲用水：六價(jià)鉻0.05mg/L。地面水：三價(jià)鉻0.5mg/L，六價(jià)鉻0.05mg/L農(nóng)田灌溉水：六價(jià)鉻0.1mg/L（4）加強(qiáng)衛(wèi)生安全措施：加強(qiáng)衛(wèi)生管理和監(jiān)測(cè)、加強(qiáng)衛(wèi)生教育（三）酚類(lèi)化合物1、污染來(lái)源煉焦、煉油、制取煤氣和利用酚作原料的工業(yè)，造紙、印染、木材防腐等

工業(yè)廢水：1500～5000mg/L消毒、除銹、防腐、防霉等2、健康危害中等強(qiáng)度的化學(xué)原漿毒物（可能是一種促癌劑）吸入或食入：主要分布于肝、血、腎和肺

在肝中代謝氧化后，大部分被氧化隨尿液排出，小部分轉(zhuǎn)化為多元酚不在體內(nèi)累積（24小時(shí)內(nèi)代謝完）水體污染：水體及魚(yú)貝類(lèi)異味和異臭人急性酚中毒：大量出汗、肺水腫、吞咽困難及造血器官損害、組織壞死、虛脫甚至死亡酚類(lèi)化合物中毒主要發(fā)生于生產(chǎn)事故

我國(guó)20世紀(jì)80年代出現(xiàn)過(guò)一次1223人五氯酚急性中毒事件，（五氯酚鈉捕魚(yú)導(dǎo)致水源污染）直接接觸五氯酚（致畸劑）：呼吸困難、麻木、高熱、發(fā)汗和昏迷長(zhǎng)期飲用含低濃度酚的水：記憶力衰退、皮疹、搔癢、頭暈、失眠、貧血等慢性中毒癥狀3、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)生活飲用水：揮發(fā)酚0.002mg/L，地面水0.01mg/L，農(nóng)田灌溉用水1mg/L（四）砷1、污染來(lái)源分布廣泛：各種含砷礦石（包括銅、鎳等金屬礦石中）巖石自然風(fēng)化，河道底泥用途廣泛：常見(jiàn)砷化物有三氧化二砷（砒霜）硫化砷（雄黃），三硫化二砷（雌黃）砒霜和雄黃：皮膚外用藥（治療疥癬和惡瘡歷史）

含砷藥劑：治療梅毒、霍亂、瘧疾、結(jié)核病和糖尿病方面有一定的療效牛黃解毒片事件還曾作興奮劑和強(qiáng)壯劑（毒性大，副作用強(qiáng)）工農(nóng)業(yè)砷化物：農(nóng)藥、化肥、硫酸、玻璃、顏料等制造（對(duì)水體污染）需砷作原料的工業(yè)種類(lèi)有60多個(gè)（不完全統(tǒng)計(jì)）2、健康危害五價(jià)化合物居多（自然界），砷的氧化物毒性強(qiáng)三價(jià)砷的毒性最強(qiáng)，五價(jià)砷可在體內(nèi)還原成三價(jià)人體攝入途徑：呼吸道、消化道、皮膚接觸含砷礦石開(kāi)采：砷蒸汽氧化成三氧化二砷，凝結(jié)后經(jīng)各種途徑進(jìn)入人體三價(jià)砷和五價(jià)砷易被易被腸胃吸收，吸收率一般大于95％血液中的砷能夠迅速分布于肝、腎、腸、脾、肺等組織，還能通過(guò)胎盤(pán)屏障發(fā)砷含量最高：<0.6mg/kg為正常動(dòng)物攝入砷后，大部分在24～72小時(shí)內(nèi)隨尿排出，還可通過(guò)頭發(fā)、皮膚和乳汁排出**砷對(duì)健康的影響（1）消化道癥狀：劇烈腹痛、腹瀉、惡心嘔吐還可伴有頭暈、頭痛、浮腫、少尿、尿閉、尿毒癥、血壓降低、四肢抽搐、震顫甚至昏迷等癥狀，如不及時(shí)搶救，可在24小時(shí)內(nèi)死亡（2）神經(jīng)、皮膚癥狀：頭發(fā)變脆易脫落，皮膚色素高度沉著，呈彌漫的灰黑色或深褐色斑點(diǎn)**“黑腳病”指甲萎縮或松脆，頭發(fā)灰白、脫落可能會(huì)有末梢神經(jīng)炎，有蟻行感，四肢疼痛甚至行動(dòng)困難（3）腫瘤低劑量攝入十幾年、甚至幾十年后手掌和腳趾皮膚可高度角化，贅狀物增生，潰瘍經(jīng)久不愈，可轉(zhuǎn)成皮膚癌，也可引發(fā)肺癌和肝癌3、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)生活飲用水限值0.05mg/L地面水0.04mg/L（五）氰化物氰化鈉、氰化鉀致死劑量：100mg、120mg，氫氰酸的口服平均致死劑量是0.3～0.5mg/L水中氰化物含量為0.04~0.1mg/L時(shí)能使魚(yú)類(lèi)致死，含氰廢水還會(huì)導(dǎo)致農(nóng)業(yè)減產(chǎn)，牲畜死亡劇毒物質(zhì)！1、污染來(lái)源煉焦、電鍍、選礦、染料、醫(yī)藥和塑料等的工業(yè)廢水水酸性：氰化物多以氫氰酸形式存在，日照可分解為氨、甲酸和草酸等2、健康危害經(jīng)口、呼吸道或皮膚進(jìn)入人體，極易吸收在胃酸作用下水解成氫氰酸進(jìn)入血液**引起組織缺氧急性氰中毒：呼吸困難，進(jìn)而痙攣、呼吸衰竭而死慢性中毒：部分轉(zhuǎn)化為硫氰酸鹽隨尿排出，其余在體內(nèi)累積3、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)我國(guó)生活飲用水氰化物不得超過(guò)0.0.5mg/L。（六）鹵代烴類(lèi)1、污染