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)大學資環(huán)學院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、社會的發(fā)展生命與靈氣當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。中國廣播網(wǎng)

2014-05-07：

華北地下水超采嚴重形成世界上最大“漏斗區(qū)”，面積達到8800多平方公里。2012年我國耕地受旱面積6010萬畝。2012年7月全美干旱面積占全國面積55.1%。澳大利亞洪災：2012年1月24日至3月16日，澳大利亞東南部遭受了168年來的最嚴重洪災，1.3萬人撤離。經(jīng)濟損失超過25億美元。2012年2月，中國云南大旱，13州市91縣（市、區(qū)）631.83萬人受災，直接經(jīng)濟損失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:

人類許多偉大文明正是因為有了水才得以蓬勃發(fā)展.

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

本世紀許多戰(zhàn)爭都是為了爭奪石油而進行的，下個世紀多為水源而戰(zhàn)爭約旦國王侯賽因：

約旦的戰(zhàn)爭，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%來自于境外。70年代巴基斯坦，印度對華態(tài)度無不與水資源有關。

水與戰(zhàn)爭生命運動離不開水水是生物體的基本成分：

哺乳動物體內(nèi)水約占65%。魚類占75%，藻類占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％可被人類利用的不到總水量的1％我國人均水占有量:2440m3，世界109位降雨嚴重不均，南澇北旱；季節(jié)降雨不均珍貴的水資源**二、人類水資源的分類和特征分類：降水、地面水、地下水特征**三水質(zhì)評價常用指標及其衛(wèi)生學意義常用的水質(zhì)評價指標1、硬度

溶解于水中的鈣、鎂等鹽類總量，以CaCO3（mg/L）表示。

暫時硬度（煮沸可除）和永久硬度2、氨氮

含氮有機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物氧化分解的產(chǎn)物高值表示有機物自凈尚未完成4、硝酸鹽氮

含氮有機物氧化分解的最終產(chǎn)物?！叭背Ｍ瑫r測定，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污染物的自凈過程，判斷水質(zhì)污染程度，是反映有機物污染的重要指標。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）、溫度（反相關）藻類浮游生物：正相關（光合放氧）污染物:降低溶解氧含量(自凈耗氧)溶解氧可作評價水體有機物污染和水體自凈能力的間接指標水體嚴重富營養(yǎng)化6、生化需氧量水中有機物在需氧微生物作用下分解時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）反映好氧有機污染物污染狀況7、化學耗氧量一定條件下，強氧化劑如高錳酸鉀氧化水中有機物所消耗的氧量實際包括了有機物和還原性無機物的總耗氧量8、細菌總數(shù)1ml水在普通營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基上經(jīng)37℃、24小時培養(yǎng)后所生長的細菌菌落總數(shù)水體生物性污染的一般參考指標9、總大腸菌群

37℃培養(yǎng)，發(fā)酵乳糖，在24小時內(nèi)產(chǎn)酸產(chǎn)氣的一類大腸菌群細菌，（一類糞便污染指示菌）水體生物污染的重要衛(wèi)生指標四、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的重要介質(zhì)，調(diào)節(jié)體溫、運輸營養(yǎng)物質(zhì)、參與神經(jīng)傳導，參與機體的物質(zhì)代謝、水電平衡脫水2％引起物質(zhì)代謝紊亂，脫水15％以上就會出現(xiàn)生命危險（駱駝在損失水分達到體重的21％時仍能夠在沙漠中正常行走）**人體需水量：2～3升/天保持促進衛(wèi)生：

個人、飲食、居室及公共場所第二節(jié)水環(huán)境污染

水污染是指由于自然或人類活動排放的污染物進入水體，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、生物地球化學性疾病

化學污染物中毒不同污染程度水質(zhì)的比較聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展大會：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兒童的損害1971-1985年，美國共發(fā)生502起介水疾病的爆發(fā)流行，發(fā)病人數(shù)達11萬多人我國飲用水問題：

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：酚、氰化物、吡啶石油化工廠：油、氰化物、砷、酸、堿、芳烴電鍍廠：鉻、氰化物、鋅、銅、鎘氮肥廠：硫酸、砷化物、硫化物、氰化物農(nóng)藥廠：樂果、有機磷、硫化物、苯、氯仿造紙廠：纖維素、木質(zhì)素、酸、堿、二氧化硫、硫化氫制革廠：畜毛皮屑、硫化物、砷化物工廠污水和生活污水（二）生活污水多種有機物、腸道致病菌、病毒、寄生蟲以及氮、磷等營養(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）廢物不適當堆放和填埋未經(jīng)衛(wèi)生學處理的垃圾、尾礦堆放場，（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、水體污染物的轉移和歸宿**（一）自凈水體通過自身的物理、化學和生物學作用，使污染物濃度降低并逐漸向污染前的狀態(tài)恢復的過程

減輕或消除污染1、物理自凈自然沉降、水流稀釋和混合，降低污染物濃度污染的水體可以自凈2、化學自凈一定條件下，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，從而改變污染物的性質(zhì)，降低其毒性3、生物自凈（最重要）水體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、無害的物質(zhì)的過程。（細菌、真菌、藻類浮游生物、水生植物、各種魚貝類等）水體的生物自凈（二）遷移、轉化遷移污染物從一點轉移到另一點，或者從一種環(huán)境介質(zhì)中轉移到另一種環(huán)境介質(zhì).包括隨水流的機械遷移、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化污染物在水體中發(fā)生的物理、化學和生物學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化**（三）生物蓄積進入食物鏈生物蓄積：水中的污染物通過某種生物學作用，在水環(huán)境中濃度逐步升高，毒性逐步增加的過程三種形式：**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)隨其個體發(fā)育的不同階段，濃度逐漸增加的過程生物濃縮由于水生生物自身的代謝機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。污水中的羅菲魚污水中中毒死亡的魚污染這樣嚴重的水中的魚還能吃嗎？生物放大污染物通過水生食物鏈的不斷傳遞，在較高營養(yǎng)級的生物體內(nèi)濃度逐步增加的過程三種形式的生物蓄積共同結果是使水體中污染物的濃度逐步提高，對人的健康風險增大第三節(jié)水環(huán)境污染與人體健康

一、化學性污染的危害**（一）汞日本的水俁病1、汞污染的來源汞的用途：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)廢水汞污染的來源大氣汞

水體汞氣態(tài)汞底泥汞有機汞無機汞生物蓄積汞在環(huán)境中的遷移轉化污染河流的底泥中含有大量的汞水生生物對微量元素均有一定的富積能力鯉魚對汞的富集系數(shù)是10000經(jīng)食物鏈富集、放大，水生三級消費者中的甲基汞含量可達到水含量的5萬倍（1）金屬汞在消化道內(nèi)不易被吸收（5%食物和飲水）可透過血腦屏障進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：脂溶性和擴散性強，可被肺泡完全吸收，通過血液運輸?shù)饺恚殬I(yè)中毒和生活性中毒事件）2、汞污染對健康的影響（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（食用魚貝類食物中毒）**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：肢端感覺麻木、中心視野縮小，運動失調(diào)、語言障礙等典型癥狀1000mg：痙攣、麻痹意識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動區(qū)、感覺區(qū)和視覺聽覺區(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，長期小劑量攝入慢性中毒體重50kg的成年人，蓄積量達到25mg即出現(xiàn)感覺障礙，55mg出現(xiàn)步行障礙，90mg出現(xiàn)構音障礙，200mg致死**胎兒水俁病：甲基汞通過胎盤侵入胎兒腦組織癥狀：斜視、吞咽困難、動作失常、語言困難、陣發(fā)性抽搐和發(fā)笑等，隨年齡的增長，出現(xiàn)明顯智力低下、發(fā)育不良和四肢變形等3、衛(wèi)生標準和防治對策我國飲用水中汞的限值是0.001mg/L。防治對策：（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）加強對汞污染的環(huán)境監(jiān)督：定期對被汞污染的水體污染的水體水質(zhì)、底泥及魚體中的汞含量進行監(jiān)測，掌握汞在水體食物鏈中的動態(tài)變化和蓄積狀況，預防汞對人群的暴露和危害

汞中毒必需及時治療常見治療方法是驅(qū)汞試驗，常見驅(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（二）鉻常見金屬：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、牛油鉻嚴重污染時才會產(chǎn)生危害（職業(yè)性中毒）1、污染來源鉻鐵冶煉、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、鉻污染對健康的影響進入途徑：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：參與脂類代謝，增加膽固醇的分解和排泄缺鉻：影響糖類和脂類代謝食入大量鉻鹽：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、尿少和無尿等嚴重中毒癥狀，如不及時搶救，可很快導致休克而導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：“鳥眼型皮膚潰瘍”手背、手腕、手臂等裸露部位多發(fā)，無明顯疼痛，但可深至骨骼，愈合很慢，并會留下疤痕六價鉻：強致癌物質(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）加強工藝改革：減少鉻的使用量：無毒或低毒替代品減少六價鉻的排放（3）制訂鉻的衛(wèi)生標準：我國生活飲用水：六價鉻0.05mg/L。地面水：三價鉻0.5mg/L，六價鉻0.05mg/L農(nóng)田灌溉水：六價鉻0.1mg/L（4）加強衛(wèi)生安全措施：加強衛(wèi)生管理和監(jiān)測、加強衛(wèi)生教育（三）酚類化合物1、污染來源煉焦、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、健康危害中等強度的化學原漿毒物（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，小部分轉化為多元酚不在體內(nèi)累積（24小時內(nèi)代謝完）水體污染：水體及魚貝類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、虛脫甚至死亡酚類化合物中毒主要發(fā)生于生產(chǎn)事故

我國20世紀80年代出現(xiàn)過一次1223人五氯酚急性中毒事件，（五氯酚鈉捕魚導致水源污染）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)生標準生活飲用水：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）巖石自然風化，河道底泥用途廣泛：常見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壯劑（毒性大，副作用強）工農(nóng)業(yè)砷化物：農(nóng)藥、化肥、硫酸、玻璃、顏料等制造（對水體污染）需砷作原料的工業(yè)種類有60多個（不完全統(tǒng)計）2、健康危害五價化合物居多（自然界），砷的氧化物毒性強三價砷的毒性最強，五價砷可在體內(nèi)還原成三價人體攝入途徑：呼吸道、消化道、皮膚接觸含砷礦石開采：砷蒸汽氧化成三氧化二砷，凝結后經(jīng)各種途徑進入人體三價砷和五價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，還能通過胎盤屏障發(fā)砷含量最高：<0.6mg/kg為正常動物攝入砷后，大部分在24～72小時內(nèi)隨尿排出，還可通過頭發(fā)、皮膚和乳汁排出**砷對健康的影響（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，如不及時搶救，可在24小時內(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**“黑腳病”指甲萎縮或松脆，頭發(fā)灰白、脫落可能會有末梢神經(jīng)炎，有蟻行感，四肢疼痛甚至行動困難（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，可轉成皮膚癌，也可引發(fā)肺癌和肝癌3、衛(wèi)生標準生活飲用水限值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時能使魚類致死，含氰廢水還會導致農(nóng)業(yè)減產(chǎn)，牲畜死亡劇毒物質(zhì)！1、污染來源煉焦、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、呼吸道或皮膚進入人體，極易吸收在胃酸作用下水解成氫氰酸進入血液**引起組織缺氧急性氰中毒：呼吸困難，進而痙攣、呼吸衰竭而死慢性中毒：部分轉化為硫氰酸鹽隨尿排出，其余在體內(nèi)累積3、衛(wèi)生標準我國生活飲用水氰化物不得超過0.0.5mg/L。（六）鹵代烴類1、污染