1、環(huán)境與健康 （二）第二章 水污染與健康 本章主要內(nèi)容：第一節(jié) 水資源種類及其衛(wèi)生學(xué)特征第二節(jié) 水的性狀和評(píng)價(jià)指標(biāo)第三節(jié) 水體的污染源和污染物第四節(jié) 工業(yè)廢水與生活污水的處理第五節(jié)集中式給水一、關(guān)于水的基本概念(conception of water)1、水體（water body）： 被水覆蓋地段的自然綜合體，是江河湖海、地下水、冰川等總稱。包括水、水中溶解物、懸浮物、水生動(dòng)物、植物、微生物及底泥。2、生活飲用水(drinking water )（1）集中式供水單位直接供給居民的；（2）包括供居民飲用的飲水及生活用水（淘米、 做飯、個(gè)人衛(wèi)生等）；（3）飲用水是居民終生飲用的，與飲料水不同。3、

2、純凈水 是以市政自來(lái)水為原水，經(jīng)初步凈化、軟化（視原水硬度而定），主要采用反滲透、電滲析、蒸餾等工藝使水中溶解的礦物質(zhì)以及其他有害物質(zhì)全部去除，其電導(dǎo)率小于10s/cm2,濁度 1度，即除水分子外，基本上沒(méi)有其他化學(xué)成分。用于電子工業(yè)、航天工業(yè)的純水其電導(dǎo)率小于5s/cm2或更低，其商品名稱為純凈水、太空水、蒸餾水等。4、礦泉水(mineral water)天然礦泉水人工礦化水是儲(chǔ)存于地下深處自然涌出或人工揭露的未受污染且含有偏硅酸、鍶、鋅、溴等一種或多種微量元素達(dá)到限量值的泉水，經(jīng)過(guò)過(guò)濾等工藝而成。它除含有上述特定的元素外，還含有較多的溶解性礦物質(zhì)。是在純凈水中加了某些微量元素，使其某一微量

3、元素達(dá)到天然礦泉水的限量值。 二、水資源的分布 由于太陽(yáng)輻射和大氣環(huán)流的影響，降水在地球表面的時(shí)空分布很不均勻，加上地表水分蒸發(fā)量受氣候、地表植被的影響，地表蘊(yùn)水量差異很大，某些地區(qū)水資源缺乏，第三世界國(guó)家普遍缺水（尤非洲），有30多個(gè)國(guó)家干旱。 水循環(huán)（Water circulation） 自然界的水在太陽(yáng)熱力作用下發(fā)生形態(tài)變化，蒸發(fā)的水分隨著氣流運(yùn)行而轉(zhuǎn)移，遇冷凝結(jié)成云或以降水的形式到達(dá)地表，到達(dá)地表的水又重新蒸發(fā)、凝結(jié)、降落，這種循環(huán)過(guò)程持續(xù)不斷。1、水資源種類由地表蒸發(fā)至大氣的水汽隨著氣流傳播各處，在特定條件下，遇冷凝結(jié)成高度分散的液態(tài)和固態(tài)的凝結(jié)物，并以雨、雪、雹等形式降落下來(lái)，統(tǒng)稱

4、為降水。降水（precipitation）地面水(surface water)降水在地面徑流和匯集后形成的水體。 地下水(underground water)降水經(jīng)土壤、地層滲透形成的水體。地下水淺層地下水深層地下水泉水潛藏在地表與第一個(gè)不透水層之間的水。位于第一個(gè)不透水層以下的水。由地表裂隙自行涌出的地下水。2、衛(wèi)生學(xué)特征第二節(jié) 水的性狀和評(píng)價(jià)指標(biāo)一、物理和感觀性狀指標(biāo)1、色度：正常水為無(wú)色透明。 計(jì)量方法:相當(dāng)于1mg鉑在1L水中所具有的顏色，稱為1度2、渾濁度：turbidity 水的渾濁度是懸浮于水中的膠體顆粒產(chǎn)生的散射現(xiàn)象。 定量：1L蒸餾水中含1mg硅藻土（主要成分是二氧化硅）所形

5、成的渾濁狀況，作為一個(gè)渾濁度單位，簡(jiǎn)稱1度。 濁度是常用來(lái)判斷水質(zhì)好壞的一個(gè)表觀特征。 3、水溫：地面水的溫度隨日照與氣溫而變化，地下 水的溫度較恒定。 4、臭和味：潔凈的水體無(wú)臭和異味。臭和味主要來(lái)自于生活污水和工業(yè)廢水中的污染物、天然物質(zhì)的分解或與之有關(guān)的微生物活動(dòng)。二、化學(xué)性狀指標(biāo)1、pH： 天然水pH在69之間，飲用水的PH在6.5-8.5之間。 有機(jī)物污染：微生物有氧代謝生成CO2，pH下降。 富營(yíng)養(yǎng)化：光和作用消耗CO2，pH上升。2、總固體：水樣在一定溫度下蒸發(fā)至干后的殘留物總 量，是水中溶解性固體與懸浮性固體的總稱 其含量主要取決于溶解在水中的礦物性鹽類和 溶解性有機(jī)物的多少。

6、總固體=有機(jī)物無(wú)機(jī)物各種生物體 總固體越少，水越清潔。當(dāng)水被污染時(shí)，總固體增高。衛(wèi)生學(xué)意義3、硬度：指溶于水的鈣、鎂等鹽類的總量，以 CaCO3 (mg/L)表示。分類第一種第二種碳酸鹽硬度非碳酸鹽硬度暫時(shí)硬度永久硬度鈣、鎂的重碳酸鹽和碳酸鹽鈣、鎂的硫酸鹽、氯化物等水經(jīng)煮沸可去除的硬度水經(jīng)煮沸不能去除的硬度硬度衛(wèi)生學(xué)意義硬度增高的危害（1）對(duì)不適應(yīng)的人可引起暫時(shí)性腸道功能紊亂，如消化不良、腹瀉等；（2）使茶變味，蔬菜魚肉不易煮熟；（3）皮膚干燥、粗糙；（4）費(fèi)肥皂并損害衣服的色澤和柔韌性等； 地下水的硬度高于地面水。地面水受硬度高的工礦廢水污染時(shí)，或排入水中的有機(jī)物分解釋出二氧化碳，使地面水的

7、溶解力增高時(shí)，均可使水的硬度增高。4、含氮化合物（三氮）：NH3 NO2 NO3 水體受含氮有機(jī)物或糞便污染后，經(jīng)微生物有氧代謝，依氧化程度不同的產(chǎn)物。三者含量的不同和變化可提示污染新近或陳舊的狀況：NH3NO3污染新陳狀況高低新近污染低高陳舊污染DO衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(單位：mg/L)類水類水類水類水類水飽和率7.5 mg/L飽和率6mg/L飽和率5mg/L飽和率3mg/L飽和率2mg/L根據(jù)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)五類水域的劃分類水類水類水類水類水源頭水，國(guó)家自然保護(hù)區(qū)。 集中式生活飲用水水源地一級(jí)保護(hù)區(qū)，珍貴魚類保護(hù)區(qū)、魚蝦產(chǎn)卵場(chǎng)集中式生活飲用水水源地二級(jí)保護(hù)區(qū)，一般魚類保護(hù)區(qū)

8、及游泳區(qū)。一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂(lè)用水區(qū)農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域注：生活飲用水水源水相當(dāng)于環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)類水，相應(yīng)標(biāo)的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)按環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)類水的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。COD衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(單位：mg/L)根據(jù)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)類水 40mg/L類水 30mg/L類水 20mg/L類水 15mg/L類水 15mg/L7、生化需氧量：biochemical oxygen demand指在規(guī)定條件下，水中有機(jī)物被微生物有氧分解時(shí)所消耗的溶解氧量。簡(jiǎn)稱BOD。一般測(cè)試條件：一定水樣在20培養(yǎng)5天后，1L水中減少的溶解氧量，稱五日生化需氧量，BOD5BOD與COD一樣，也是一項(xiàng)表

9、觀總體指標(biāo)，只是測(cè)試條件不同，其結(jié)果的意義也不同。COD反映能被KMnO4氧化的還原性物質(zhì)總量，BOD反映能被微生物有氧代謝的有機(jī)物總量。BOD5衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(單位：mg/L)類水 10mg/L類水 6mg/L類水 4mg/L類水 3mg/L類水 3mg/L根據(jù)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)8、硫化物和硫酸鹽 水中硫化物包含溶解性的H2S、S2-以及存在于懸浮物中能被酸溶解的金屬硫化物，硫化氫毒性很大，可危害細(xì)胞色素氧化酶，造成細(xì)胞組織缺氧，甚至危及生命，硫化物是水體污染的重要指標(biāo)。 天然水中均含有硫酸鹽，地表水中硫酸鹽含量驟然增加時(shí)，表明有被生活污水、工業(yè)廢水污染的可能。9、其他有

10、害物質(zhì) 主要是重金屬和難分解的有機(jī)物，如汞、鎘、砷、酚、氰化物、有機(jī)氯和多氯聯(lián)苯等。指示菌：具有反映各種致病菌基本狀態(tài)的菌。應(yīng)具備：代表性強(qiáng)、容易檢測(cè)等特點(diǎn)。目前最好的指示菌是大腸菌群、糞鏈球菌、產(chǎn)氣莢膜桿菌1、細(xì)菌總數(shù)：1ml水在普通瓊脂培養(yǎng)基中經(jīng)37 24h后生長(zhǎng)的菌落總數(shù)。反映水體是否受生物污染及其污染程度的指標(biāo)。三、生物學(xué)性狀指標(biāo)2、總大腸菌群： total coliform group指一群需氧和兼性厭氧菌在37 生長(zhǎng)時(shí)能使乳糖發(fā)酵，在24h內(nèi)產(chǎn)酸產(chǎn)氣的革蘭氏無(wú)芽孢桿菌。反映水體是否受糞便和植物污染及其污染程度的指標(biāo)。指示致病菌的污染情況。3、糞大腸菌群 培養(yǎng)于44.5的溫水浴內(nèi)能生

11、長(zhǎng)繁殖使乳糖發(fā)酵而產(chǎn)酸產(chǎn)氣的大腸菌群細(xì)菌， 來(lái)自人及溫血?jiǎng)游锛S便的大腸菌群主要是糞大腸菌群，而自然環(huán)境中存活的大腸菌群在44.5下培養(yǎng)時(shí)，不能生長(zhǎng)。 是水質(zhì)糞便污染的重要指示菌。檢出表明飲水已被糞便污染，有可能存在腸道致病菌和寄生蟲等病原體的危險(xiǎn)。衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)：限值為每100ml水樣中不得檢出。（國(guó)家衛(wèi)生部生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范2001）四、放射性指標(biāo)主要指同位素的和射線。大劑量接觸、內(nèi)吸入，或小劑量長(zhǎng)期接觸有致畸、致癌的可能。 第三節(jié) 水體的污染源和污染物水體污染指：1、理、化、生、放射性等特性改變。2、影響水的有效利用，如危害健康等。3、超過(guò)水體自凈能力，水質(zhì)惡化。一、水體污染源1、工業(yè)廢水污染工

12、業(yè)生產(chǎn)未處理或處理不徹底的廢水排放，是目前最大污染源。在工業(yè)大發(fā)展時(shí)期，導(dǎo)致公害病。美國(guó)密歇根州銅礦及工廠產(chǎn)生的尾料將湖水染紅 工業(yè)污水：量大、面廣、含污染物多、成分復(fù)雜，在水中不易凈化，處理困難。 * 主要特性： SS含量高：3000mg/1(max)， pH=2-13需氧量高: COD：400-10000mg/1 BOD: 200-5000mg/1 有機(jī)物一般難于溶解。對(duì)微生物起毒害作用 溫度較高，排入自然水體會(huì)引起熱污染易燃：常含有低燃點(diǎn)的揮發(fā)性液體，如汽油、苯等 多種多樣有害成分：硫化物、汞、鎘、砷等2、生活污水污染糞便污水：致病微生物造成介水傳染病。洗滌用水：高P洗滌劑造成水體富營(yíng)養(yǎng)

13、化。*主要特性： SS含量：200-500mg/1 BOD： 210-600mg/1含磷、氮、硫高，含大量合成洗滌劑，并含有多種微生物（細(xì)菌、病原菌等）生活廢水的排放易造成水體富營(yíng)養(yǎng)化富營(yíng)養(yǎng)化：向水體排放營(yíng)養(yǎng)元素后，使水中植物和微 生物大量生長(zhǎng)，通過(guò)有氧代謝而消耗水中DO，水質(zhì)惡化。 水體中氮、磷超標(biāo)是造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要原因富營(yíng)養(yǎng)化危害：1、嚴(yán)重影響水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)（DO下降）；2、嚴(yán)重污染飲用水水源（有機(jī)物增加）。滇池的富營(yíng)養(yǎng)化3、農(nóng)業(yè)污染 農(nóng)藥（有機(jī)氯農(nóng)藥）的濫用造成全球性水源污染，從珠穆朗瑪峰到南極、北極的積雪水中都能檢測(cè)到有機(jī)氯農(nóng)藥。1964年，Rachel Carlson出版寂靜的春天

14、描述了DDT對(duì)環(huán)境的污染，特別是生態(tài)系統(tǒng)20世紀(jì)6070年代，越來(lái)越多的研究結(jié)果證實(shí)了寂靜的春天中的科學(xué)預(yù)言：“過(guò)于依賴合成殺蟲劑，無(wú)異于飲鴆止渴！”1、物理性污染物1）熱污染（thermal pollution） 廢熱水是水體熱污染的主要來(lái)源。水體水溫增加導(dǎo)致二、水體污染物2）放射性污染（radioactive pollution）： 天然放射性物質(zhì) 一部分是在地球形成時(shí)結(jié)合在地球中的放射性元素及其衰變產(chǎn)物，另一部分來(lái)自宇宙射線的作用。它們主要有40K、14C、238U、232Th等。這些物質(zhì)可通過(guò)降雨、巖石風(fēng)化、采礦和選礦等過(guò)程進(jìn)入水體。人工放射性物質(zhì) 主要來(lái)源于各種核試驗(yàn)、核戰(zhàn)爭(zhēng)、核艦艇

15、、核燃料再生及各種含放射性的藥劑?？赏ㄟ^(guò)降雨、地面水的徑流、廢水排放等方式進(jìn)入水體。危害3)懸浮物污染 懸浮物是指水中含有的不溶性物質(zhì)，包括固體物質(zhì)和泡沫塑料等。懸浮物質(zhì)影響水體外觀，妨礙水中植物的光合作用，減少氧氣的溶入，對(duì)水生生物不利。2、化學(xué)污染物 水體的化學(xué)性污染可分為有機(jī)性和無(wú)機(jī)性污染。1）無(wú)機(jī)污染（inorganic pollution） 主要來(lái)源于工礦業(yè)的廢水和生活污水。（1）汞和甲基汞公害事件：水俁病事件 （2）元素鎘與痛痛病 發(fā)生在日本富山縣神通川流域的一種含鎘廢水污染農(nóng)田而引起的公害病,患者全身疼痛,日夜呼叫,故名痛痛病。發(fā)病主要機(jī)制 腎臟腎小管上皮細(xì)胞鎘中毒后,其重吸收功

16、能受損,鈣離子等經(jīng)尿液排泄過(guò)多,造成血鈣低下,反饋性引起骨鈣釋放過(guò)多,導(dǎo)致骨質(zhì)疏松,引發(fā)骨骼持續(xù)性、針刺樣疼痛。（1）酚 指芳香烴中苯環(huán)上的氫原子被羥基取代所生成的化合物。（天然水體中含有一定量的酚，水中的酚主要來(lái)自工業(yè)廢水的污染。）體內(nèi)代謝 1）吸收 可通過(guò)皮膚和胃腸道吸收。 2）分布 肝、血、腎、肺 3）代謝 低濃度酚能使蛋白變性,高濃度能使蛋白沉淀。對(duì)皮膚、粘膜有強(qiáng)烈的腐蝕作用,也可抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)或損害肝、腎功。大部分在肝臟氧化成苯二酚、苯三酚，并同葡萄糖醛酸結(jié)合而失去毒性，然后隨尿液排出。吸收后的酚在24小時(shí)內(nèi)可排泄完畢，不在體內(nèi)蓄積，因此，酚類化合物的中毒多發(fā)生于各種事故中。2）有

17、機(jī)性污染（organic pollution） 酚污染事件1）美國(guó)威斯康星州南部農(nóng)村地區(qū)，1974年7月曾因裝有37900L酚的一節(jié)車廂脫軌溢出，滲漏到周圍水井中，以致造成酚污染中毒事件。2）1980年12月湖北省鄂城縣梁子湖，因捕魚投入五氯酚鈉，造成水源污染，引起1223人中毒。3）1984年5月蘇州市沙州縣一水井，因受附近化工廠苯酚的污染，導(dǎo)致該水井的飲用者全部中毒。 PCBs在水中極為穩(wěn)定，而且易附著在顆粒物上沉積于底泥中，或通過(guò)水生物攝取進(jìn)入食物鏈系統(tǒng)，發(fā)生生物富集作用。 (2)多氯聯(lián)苯（PCBs） 又稱氯化聯(lián)苯，是由一些氯置換聯(lián)苯分子的氫原子而形成的化合物。污染來(lái)源 生產(chǎn)潤(rùn)滑油、切削油、農(nóng)藥等；在油漆、復(fù)印紙、粘膠劑及封閉劑的生產(chǎn)過(guò)程中作為添加劑。PCBs（多氯聯(lián)苯）事件 1967年，日本米糠油事件 1979年，中國(guó)臺(tái)灣油癥事件 1986年，加拿大PCBs泄漏事件PCBs的典型危害 皮膚和內(nèi)臟器官受損 導(dǎo)致癌癥、免疫力低下 孕婦如果中毒將影響胎兒，發(fā)育極慢 神經(jīng)毒性、行為毒性（3）氰化物污染來(lái)源理化性質(zhì)是一類含有氰基(CN-)的化合物。毒性大小取決于它們?cè)谌梭w內(nèi)是否易于生成游離氰基。煉焦、電鍍、選礦、化工及合成纖維等工業(yè)排放的廢水。毒作用機(jī)制危害急慢性中毒主要表現(xiàn)為中樞神經(jīng)系統(tǒng)癥狀。急性中毒分為四期氰化物經(jīng)口進(jìn)入人體 氫氰酸。游離氰離子與細(xì)胞色