环境卫生学课件-人卫版第六版.ppt

职业卫生与环境卫生学教研室 主讲 农清清,第三章 大气卫生,广西医科大学,Guangxi Medical University,【教学目的】 通过对大气卫生章节的学习，要求熟悉大气的结构、理化特征及其卫生学意义；掌握大气污染对健康的直接危害和间接危害，大气中主要污染物的特点及其对人体健康的影响以及大气质量标准的制订原则；熟悉大气污染对健康影响的调查和监测；了解大气卫生防护措施，大气卫生监督和管理。,掌握：大气的垂直结构（大气圈的分层）及卫生学意义。大气污染及大气污染物的转归。大气污染的危害：直接危害（包括公害事件），间接危害（温室效应、酸雨、臭氧的破坏）。大气中主要污染物对健康的影响。一次最高容许浓度和日平均最高容许浓度的概念，制订大气卫生标准的原则、方法及其应用；我国的大气卫生标准。大气污染对健康影响的调查与监测（目的、内容和方法）。 熟悉:大气污染的预防性卫生监督和经常性卫生监督。 了解：大气卫生防护措施。大气污染事故的调查与处理。,【课程学习要求】,第一节 大气的特征及其卫生学意义 一、 大气的结构,（对流层）,（平流层）,（中间层）,（热成层）,（逸散层）,1、对流层 平均厚度12公里 集中了75%的空气和几乎全部的水蒸气 有气象现象 气温随着高度的增加而降低 空气具有强烈的对流运动 2、平流层 1255公里范围 空气气流以水平运动为主 有20km厚的臭氧层 吸收紫外线和宇宙射线 3、中间层 气温随高度的增加而迅速降低 4、热成层 气体处于电离状态 5、逸散层 大气稀薄气温高，分子运动速度快,二、大气的组成 干洁空气 氮、氧、二氧化碳、氩等 水汽 空气中的水份 气溶胶（aerosol） 悬浮在空气中的固体 和液体颗粒,三、大气的物理性状 1、太阳辐射 紫外线的分类 UV-A：400-320nm，穿透皮肤能力强，生物活性弱 UV-B：320-290nm，90%被臭氧层吸收 UV-C：290-200nm，被臭氧层吸收 紫外线的作用 色素沉着、红斑、抗佝偻病、杀菌、免疫增强 日光性皮炎、光电性眼炎、皮肤癌 可见光：400-760nm， 红外线：760-1000nm，热效应、中暑,紫外线的波长与 健康损害的关系？,2、气象因素 作用于人体体温调节 3、空气离子（air ion） 大气中带电荷的物质 产生： 电子+空气分子 阴离子 轻阴离子 重阴离子 空气分子 阳离子 轻阳离子 重阴离子 意义： 空气中重离子数与轻离子数之比50 时，则空 气较为清洁。 阴离子有镇静、催眠、镇痛、降压等作用； 阳离子则引起失眠、头痛、烦躁、血压升高,第二节 大气污染及大气污染物的转归,一、大气污染的来源 天然污染：自然原因造成 大气污染 人为污染：人们生产和生活活动造成,火山喷发的浓烟, 工农业生产,工业企业是大气污染的来源,矿山灰尘, 生活炉灶和采暖锅炉 在采暖季节，采暖锅炉是居民区大气污染的重要来源 交通运输 城市大气污染的主要来源之一 主要污染物：颗粒物、NOx、CO、多环芳烃等 其他 扬尘、挥发物、事故,二、大气污染物的种类 1、按属性分为：物理性、化学性和生物性 2、按污染物在大气中的存在状态分为 （1）气态污染物 包括气体和蒸汽 含硫化合物 含氮化合物 碳氢化合物 碳氧化合物 卤素化合物 （2）颗粒污染物 有固体和液体两种形态。,常用空气动力学直径表示颗粒物的大小 在气流中，如果所研究的颗粒物与一个有单位密度的球形颗粒物的空气动力学效应相同，则这个球形颗粒物的直径就定义为所研究颗粒物的空气动力学直径。 颗粒物按粒径分为： 总悬浮颗粒物（TSP） 100m 可吸入颗粒物（IP） 10 m 细颗粒物（PM2.5) 2.5m 超细颗粒物（PM0.1) 0.1m,3、按污染物的形成过程分 （1）一次污染物 由污染源直接排入大气中,物理和化学性质未发生改变的称之;如CO、 SO2 颗粒物、碳氢化合物。 （2）二次污染物 污染物排入大气后在物理、化学的作用下发生变化或与其它物质发生反应，形成新的、不同于一次污染物的、毒性更大的污染物称之。 紫外线 NOx和HCs 臭氧、醛类、过氧酰基硝酸酯,三、影响大气中污染物浓度的因素 污染源的排放情况 1.排放量 2.与污染源的距离 有组织排放 无有组织排放 3.排出高度 烟囱高度加烟气抬升高度,污染物的排放量是决定大 气污染程度的最基本因素, 气象因素 风和湍流 风玫瑰图：将一定时期内各个风向出 现的频率按比例标在罗盘坐标上。 风速：决定大气污染物稀释的程度和范围 湍流运动：风的不规则运动，有利于污染 物的稀释扩散。,广州市多年风向频率图, 温度层结 即气温的垂直梯度, 决定大气的稳定程度， 影响大气湍流的强弱。 气温的垂直分布：用大气温度垂直递减率 （） 表示，高度每增加100米，气温通常下降0.65度 气温垂直分布的三种情况,大气稳定度：气块垂直运动的程度,（1）稳定状态 空气团受力移动后， 逐渐减速，并有返回 原来高度的趋势,（2）不稳定状态 空气团一离开原位就 逐渐加速运动，并有 远离起始高度的趋势,（3）中性状态 空气团被推到某一定 高度后，既不加速也 不减速,可用 、 d 判断,（1）d 大气垂直对流弱，大气中的污染物扩散极差,（2）d 有利于空气垂直对流，大气中的污染物容易扩散,（3）d 空气垂直对流不剧烈，大气中的污染物可以扩散，但不充分,d :干绝热垂直递减率 :大气垂直温度递减率, 气压 低压 中心空气形成上升气流，有利于污染物扩散和稀释。 高压 中心空气向周围下降，形成反气旋，阻止污染物扩散。 气湿 用相对湿度（%）表示 气湿大：不利于污染物扩散。,（三）地形 山谷：容易形成逆温，不利于污染物的扩散。 城市的高大建筑物间犹如峡谷，可以阻碍近地 面空气污染物的扩散。 热岛(heat island)现象：人口密集的城市热量散发 远远大于郊区，结果造成城区气温较高，往郊 外方向气温逐渐降低。如果在地图上绘制等温 图，城区的高温部就像浮在海面上的岛屿，称 为热岛现象。 海风和陆风:,四、大气污染的转归 自净 概念：指大气中的污染物在物理、化学和生物学作用 下，逐渐减少到无害程度或者消失的过程。 方式：扩散和沉降 发生氧化和中和反应 被植物吸附和吸收 转移 向下风侧转移 向平流层转移 向其它环境介质转移 形成二次污染和二次污染物,第三节 大气污染对人体健康的影响,一、大气污染物进入人体的途径 呼吸道（主要途径） 上呼吸道 下呼吸道 气管支气管：有纤毛系统 细支气管和肺泡：有吞噬细胞 消化道 粘膜、皮肤,经呼吸道吸收的物质 对机体的危害较大,二、大气污染对健康的直接危害 急性危害 1. 烟雾事件,coal smog incident,photochemical smog incident,光化学烟雾事件,伦敦烟雾事件,煤烟型烟雾事件与光化学型烟雾事件发生条件的对比,2、事故性排放引发的急性中毒事件 我国重庆开县“12.23”特大天然井喷事件,前苏联切尔诺贝利 核电站爆炸事件,印度博帕尔毒气泄漏事件, 慢性影响 1.影响呼吸系统功能 刺激作用 上呼吸道炎症 COPD 2.降低机体免疫力 唾液溶菌酶含量下降 SIgA减少 主要影响物：细颗粒物、O3 3.引起变态反应 哮喘 变应性鼻炎 4.其他 有毒元素可引起各系统各器官的病变, 慢性中毒等。,（三）心血管疾病 短期和长期研究都表明：细颗粒物浓度和心血管疾病 死亡率有关 （四） 肺癌 大气污染程度与肺癌的发生和死亡率呈正相关关系 毒理学实验/流行病学研究证实空气中的砷、BaP等污 染物有致癌作用 吸烟与大气污染可能有协同作用。,三、大气污染对健康的间接危害,（一）温室效应（greenhouse effect） 1.定义:大气层中的某些气体能吸收地表发射的热辐射，使大气增温，从而对地球起到保温作用。,温室气体：CO2、甲烷、氧化亚氮（N2O）、含氯氟烃（氟里昂，CFCs,2.温室效应的医学影响 有利于病原体及有关生物的繁殖，扩大生物媒介传染病、介水传染病的流行 与暑热相关疾病的发病率和死亡率增加 增高真菌孢子及花粉的浓度，增加过敏性疾病发病率 。,南极臭氧层空洞增大,损耗臭氧层的物质有哪些？, 臭氧层破坏 概念：人类活动排入大气的某些化学物质与臭氧作用，导致臭氧损耗。 破坏臭氧层的物质：N2O、CCI4、CH4、溴氟烷烃 类（哈龙类，Halons）以及氯氟烃（CFCs）等。 作用最大的是CFCs和哈龙类物质。,臭氧层破坏对健康影响： 人群皮肤癌和白内障发病率的增加 对其它动植物也有杀伤作用, 酸雨（acid rain） 概念：降水的pH值小于5.6。 形成：受多种因素影响，主要前体物质为SO2 和NOx。 危害： 对土壤和植物产生危害 影响水生生态系统 对人类健康产生影响 其它,酸雨酸雪污染了河川，造成 “酸流”，令溪鳟纷纷死于鳃部伤害,酸雨的危害,2006年酸雨分布图,酸雨腐蚀的森林,酸雨腐蚀雕刻, 影响小气候和太阳辐射 大气污染严重地区儿童佝偻病增多 经空气传播疾病易于流行 冷化效应 其他： 影响居民的生活卫生条件等,主要空气污染物有SO2、颗粒物、 NOx 、O3、 CO和铅等。,第四节 大气中主要污染物对人体健康的影响,一,第五节 大气质量标准 一、基本概念 1、 大气质量标准： 为了保护人群健康和生存环境，对大气中有害物质以法律形式作出的限值规定以及实现这些限值所作的有关技术行为规范的规定。 2、 基准(criteria)：通过科学研究得出的对人群不产生有害或不良影响的最大浓度，是根据剂量反应关系和一定的安全系数确定的，不具法律效应。 3、 标准(standard)：国家或地方对环境中有害因素提出的限量要求以及实现这些要求所规定的相应措施。具有法律效应。,二、我国制定环境卫生标准的原则： 不引起急性或慢性中毒及潜在的远期危害 对主观感觉无不良影响 应对人体健康无间接危害 选用最敏感指标 经济合理和技术可行,三、制订方法 大气中有害物质嗅觉阈和刺激作用阈的测定 毒理学试验 吸入染毒： 可采用静式吸入染毒 和动式吸入染毒两种方式。 根据染毒时间的长短分为：急性吸入染毒、亚慢性吸入染毒试验、慢性 吸入染毒试验。 2. 气管内注入染毒 ： 适用于颗粒物染毒。整体动物试验的观察指标有： （1）呼吸功能检查：呼吸频率、呼吸动力学、气体交换效率 （2）形态学检查： （3）支气管肺泡灌洗液：,常用的体外方法有： （1）肺灌流、 （2）肺组织切片培养、 （3）细胞培养。 通过整体动物试验和体外实验，得到污染物的毒性特征及剂量-效应和剂量-反应关系，以最大无作用浓度作为制订大气污染物最高容许浓度的毒理学依据。 参考浓度（RFC）制订步骤 （1）NOAEL，LOAEL （2）上述参数除以不确定系数、修正系数，得出RFC。,流行病学方法 将大气检测资料与健康效应资料进行统计学处理，得出人群受影响的程度。确定阈浓度和阈下浓度。 快速计算方法 方法粗略，不能替代毒理学和流行病学方法 健康危险度评价方法,四、我国的大气卫生标准 1982年发布的大气环境质量标准对一系列污染物制订了浓度限值，每个标准物分为三级； 1987年和1989年，分别修订了工业企业设计卫生标准中大气铅和飘尘的卫生标准； 1996年修订了大气环境质量标准，后修订为环境空气质量标准; 2002年修订了工业企业设计卫生标准 ； 环境空气质量标准规定了不同形式浓度限值，如1小时平均浓度限值、日平均浓度限值、年平均浓度限值。,第六节 大气污染对健康影响的调查和监测,一、污染源的调查 点源污染 对一个工厂或一座烟囱对周围大气影响的调查 主要调查内容： 地理位置及其与周围居住区/公共建筑的距离 生产性质、规模；排放有害物质的车间、工序；生产工艺过程；操作制度及生产设备 废气中污染物的种类、排放量/方式/规律/高度 废气净化设备及其效果，回收利用情况 锅炉型号，燃料品种，燃烧方式，烟囱高度，净化设备 车间内外无组织排放情况, 面源污染 对整个城市或工业区的大气污染源进行调查 调查主要内容： 该地区地形、地理位置、气象条件 功能分区及工厂和锅炉烟囱等污染源的分布 人口/建筑密度、人口构成 民用燃料种类和用量、炉具种类/型号、排烟方式、取暖方式 交通干线分布、机动车种类/流量和燃料类型 路面铺设和绿化情况 线源污染 主要是交通污染 内容：线路上交通工具种类/流量和行驶状态，燃料种类和燃烧情况，废气成分等,二、污染状况的监测 采样点的选择 与调查监测目的和污染源类型有关 1.点源监测 四周布点 扇形布点 下风侧 35个方位 捕捉烟波布点 2. 区域性污染监测 按城市功能分区选择有代表性地区布点 几何状布点 根据污染源和人口分布及城市地形等因素布点。, 采样时间 日平均浓度测定的采样时间 年平均浓度测定的采样时间 5 12个日均值 一次最大浓度的采样时间 10 20 min 监测指标 点源监测：选排放的主要污染物为监测指标 区域监测：常用SO2、PM10、TSP，区域内主 要污染物 采样记录 监测结果的分析与评价,三、人群健康调查 1、调查目的： 探讨病因；研究不同类型大气污染环境人群受影响的类型和危害程度;评价大气质量。 2、选定调查现场：根据大气调查监测结果及有关资料选定；暴露现场条件应符合调查目的，避免各种混杂因子，选择对照区。 3、调查对象：选择暴露机会多的人群，或易感人群；避免有关混杂因子的干扰；对照人群也按此要求选定。涉及伦理问题，需获伦理委员会的批准，填写知情同意书。,三、人群健康调查 暴露评价 方法： 大气监测资料 调查问卷 个体暴露测定 生物材料监测 健康效应测定 所选方法和指标尽可能简便易行 疾病资料 包括原始资料和二次资料。主要包括： 死亡和发病率资料收集、调查表 体检 生物材料监测。 资料统计 运用各种统计学方法,第七节 大气卫生防护措施 一、规范措施 合理安排工业布局，调整工业结构 完善城市绿化系统 加强居住区内局部污染源的管理 二、工艺和防护措施 改善能源结构，大力节约能耗 控制机动车尾气污染 改进生产工艺，减少废气排放,第八节 大气卫生监督和管理 一、预防性卫生监督 参与规划 审查图纸 二、经常性卫生监督 环境监测 健康监测 建立危险品档案 信息和决策 三、大气污染事故的调查和应急措施 日常准备 平时收集有关资料，建立危险化学品档案及事故处理工作网。 现场措施 1. 调查和急救 2. 控制污染源 3. 保护高危人群 总结,第四章 水体卫生,【教学目的】 通过本章的学习，要求掌握水质性状及评价指标；水体污染的定义、主要来源及主要危害；地表水环境质量标准的研究方法和制订原则；水体污染调查监测的目的、内容和方法；医院污水的主要危害及处理方法。熟悉各种水体的污染特点；水体污染物的转归；地表水环境质量标准中的主要指标及制订依据。,尼亚加拉瀑布,【课程学习要求】 掌握：水资源的种类及卫生特征。 水质的性状和评价指标。水体的污染源和主要污染物。水体污染对健康的危害。地表水环境质量标准制订的原则。 熟悉：地表水环境质量标准中常见的指标。 水体污染的卫生调查、监测和监督。 了解：了解污水处理。水体卫生防护。,第一节 水资源的种类及其卫生学特征,一、降水 二、地表水 三、地下水 1、浅层地下水 2、深层地下水 3、泉水,第二节 水质的性状和评价指标,一、物理性状指标：判断水质的感官性状好坏，说明水质是否受到污染。 （一） 水温 （二） 色 （三） 臭和味 (四) 浑浊度,二、化学性状指标,（一） pH值 （二） 总固体 是指水样在一定温度下缓慢蒸发至干后的残留物总量，包括水中的溶解性固体和悬浮性固体。 （三） 硬度 （四） 含氮化合物 1、氨氮：增高，表示水体新近可能受人畜粪便污染。 2、亚硝酸盐氮：增高，表示水中有机物的无机化过程尚未完成，污染危害仍然存在。 3、硝酸盐氮：增高，而前两者不高，表示该水体过去曾受有机物污染，现已完成自净；增高，而前两者也增高，提示水体过去和新近均有污染，或过去受污染，目前自净正在进行。,（五） 溶解氧 1、清洁地表水的溶解氧含量接近饱和状态 2、当有机物污染水体和藻类大量死亡时，水中溶解氧倍消耗，甚至出现厌氧状态 3、溶解氧含量可作为评价水体受有机物污染及其自净程度的间接指标。 （六） 化学耗氧量 （COD） 不能反映有机污染物的化学稳定性及其在水中降解的实际情况。 （七） 生化需氧量（BOD）：指水中有机物在有氧条件下被需氧微生物分解时消耗的溶解氧。BOD520 能反映水体中微生物分解有机物的实际情况。,（八） 氯化物 （九） 硫酸盐 （十） 总有机碳和总需氧量 1、总有机碳：评价水体有机需氧污染程度的综合性指标之一。 2、总需氧量：评价水体被污染程度的一个重要指标。 （十一） 有害物质 Hg、Cd、As等,三、 微生物学性状指标,（一） 细菌总数：指1ml水在普通琼脂培养基中经37培养24小时后生长的细菌菌落数。它不能表示水中所有的细菌数，更不能指出有无病原菌存在，可作为水被生物性污染的参考指标。 （二） 总大肠菌群：指一群需氧及兼性厌氧的在37生长时能使乳酸发酵、在24小时内产酸产气的革兰氏阴性无芽孢杆菌。可作为粪便污染水体的指示菌。,第三节 水体的污染源和污染物,水体污染（water pollution) 一、水体污染的主要来源 （一） 工业废水 （二） 生活污水 （三） 农业污水 （四） 其他,松花江水污染,松花江上游吉林中石油的双苯厂爆炸导致约100吨苯类污染物进入松花江，导致哈尔滨全市停水4天。,73,其他污染 : 固体废弃物、城市垃圾、海上石油开采、大型运油船只泄漏事故及航海船只产生的废弃物。,沾染了油污的海鸟,固体废弃物污染,二、水体污染物,第四节 水体的污染、自净和污染物的转归,一、各种水体的污染特点 （一） 河流 （二） 湖泊、水库 （三） 地下水 (四) 海洋,水体富营养化的过程,水华-色彩斑斓的七彩太湖,水华-太湖水, 有营养,赤潮,二、我国水环境污染的概况 三、水体污染的自净及其机制 (一）水体污染的自净 1、定义 2、有机物自净过程：三阶段 （1）有机物化学氧化分解 （2）有机物在微生物 作用下生物氧化分解 （3）含氮有机物的硝化过程 （二）水体自净过程的特征 七大特征,（三） 水体自净的机制 1物理净化：混合、稀释、沉降、吸附、迁移 2化学净化：分解与化合、氧化与还原、酸碱中和 3生物净化 （1）地表水自净作用中最为重要且最为活跃的净化作用，对降低水中有机污染物至关重要。 （2）复氧作用 （3）氧垂曲线 （4）Cp点的意义,（耗氧曲线）,（复氧曲线）,四、水体污染物的转归,（一） 污染物的迁移 （二） 污染物的转化 （三） DDT在水生食物链中的迁移和转归分析,生物富集：bioenrichment 指某些生物不断从环境中摄取浓度极低的污染物，在体内逐渐聚集，使该物质在生物体内达到相当高、甚至引起其他生物或人中毒的浓度。 生物放大：biomagnification 由于各级生物个体的生物富集作用，使污染物在食物链的高端生物体内比低端生物体内逐渐增加、放大。 指不同生物个体，绝对量和浓度均可。,两个概念：,第五节 水体污染的危害,一、生物性污染的危害 1、介水传染病的流行情况 2、水体富营养化的危害 3、藻类毒素,藻类毒素,鱼腥藻,微囊藻,迄今为止，已发现微囊藻毒素有70多种异构体。,Microcystin-LR的化学结构,Adda: 3-amino-9-methoxy-2,6,8-trimethyl- 10-phenyldeca-4,6-dienoic acid,Microcystin-LR L指leucine R指arginine,MCLR induced DNA strand breaks,MCLR alone,Medium alone,* p 0.05, * p 0.01 vs. untreated,二、化学性污染的危害 （一） 汞和甲基汞 （二） 苯酚类化合物,1.精神症状：神经衰弱综合征 精 神障碍、谵妄、昏迷等 2.神经症状：Hunter-Russer综合征,肢端感觉麻木、向心性视野缩小、,听力及语言障碍、,共济运动失调,水俣病,先天性水俣病,精神迟钝、发笑、 咀嚼吞咽困难、动作协调障碍、大发作性癫痫、阵发性抽搐、肌肉萎缩。 智力低下、发育不良、 四肢变形。,斜视、语言困难,（三） 多氯联苯,三、物理性污染的危害,（一） 热污染 （二） 放射性污染,第六节 水环境标准,一、水环境质量标准 （一） 地表水环境质量标准 1. 地表水环境质量标准中主要指标及其制订的依据 2. 地表水环境质量标准的研究方法 我国制订地表水环境质量标准的原则,我国制订地表水环境质量标准的原则,防止通过地表水传播疾病 防止通过地表水引起急性或慢性中毒及远期危害 保证地表水感官性状良好 保证地表水自净过程能正常进行 根据以上原则，用实验研究和环境流行病学调查相结合的方法制订标准。,（二） 水环境功能区划 二、水污染物排放标准,污水处理厂,第七节 水体卫生防护,一、推行“清洁生产”，开展污染源头预防 二、工业废水的利用与处理 （一） 工业废水的利用 （二） 工业废水的处理 1 物理处理 2 化学处理 3 物理化学处理 4 生物处理,污水处理厂,三、生活污水的利用与处理 四、医院污水的处理 五、我国污水处理的现况,第八节 水体污染的卫生调查、 监测和监督,一、水体污染的调查 （一） 污染源调查 （二） 水体污染的调查 （三） 水体污染对居民健康影响的调查,二、水体污染的监测,（一） 江河水系的监测 1采样断面与采样点的选择 清洁或对照断面污染断面 自净断面 2采样时间和次数 至少在平水期、枯水期和丰水期各采样1次，每次连续2 3天。 3水质监测项目 取决于水体的用途、水体污染状况及监测的目的 4水体底质的监测 5水生生物的监测,（一） 湖泊、水库的监测 （二） 海域的监测 （三） 地下水的监测 三、水体的卫生监督和管理 四、水体污染紧急事故处理,鸡的恐怖片,第五章 饮用水卫生,【教学目的】 通过对饮用水卫生章节的学习，使学生深刻认识饮用水与人群健康关系的重要性，真正意识到保护好我们赖以生存的水资源，保证供给居民安全、量足、质优的饮用水，对防止疾病的发生、促进人体健康及维持和提高人民生活水平具有重要意义。同时使学生能掌握饮用水卫生的基本理论和基本知识，将来在实际工作中运用起来得心应手。,【课程学习要求】 掌握：介水传染病的流行原因及流行特点。生活饮用水卫生标准制定的原则。集中式给水水源选择的原则。氯化消毒的原理及影响因素。 熟悉：二氧化氯消毒原理。饮用水的其它健康问题。 了解：臭氧、紫外线消毒；涉水产品卫生要求。给水的卫生防护。水质处理的设备。水质的特殊处理。饮用水的卫生调查、监测与监督。,第一节 饮用水的卫生学意义 一.饮用水的卫生学意义 1.水是生命之源，是构成机体的重要成分，人体内的一切生理和生化活动如体温调节、营养输送、废物排泄等都需要在水的参与下完成。 2.水与人们的日常生活关系密切，在保持个人卫生、改善生活居住环境和促进人体健康等方面，水都起者重要作用。,第二节 饮用水污染与健康,一.饮用水污染与疾病 (一)介水传染病（water-borne communicable diseases） 1.概念 通过饮用或接触受病原体污染的水而传播的疾病，又称水性传染病。 2.流行的原因 a.水源受病原体污染后，未经妥善处理和消毒即供居民饮用。 b.处理后的饮用水在输配水和贮水过程中重新被病原体污染。,3.病原体种类 介水传染病的病原体主要有三类：细菌,如伤寒杆菌 病毒,如腺病毒 原虫，如血吸虫。 4.流行特点 水源一次严重污染后,可呈爆发流行,短期内突然出现大量病人,且多数患者发病日期集中在同一潜伏期,若水源经常受污染,则发病者可终年不断。 病例分布与供水范围一致。 一旦对污染源采取处理措施，并加强饮用水的净化和消毒后，疾病的流行能迅速得到控制。,diarrhea, vomiting, muscle cramps,dysentery bacillus痢疾杆菌,vibrio cholerae霍乱弧菌,diarrhea, vomiting, muscle cramps,（二）化学性污染中毒,1.氰化物 （1）污染来源 （2）理化性质：各种氰化物毒性得大小取决于它们在人体内是否易于生成游离氰基。 （3）毒作用机制：游离氰离子与细胞色素氧化酶中的Fe 3+结合，形成氰化高铁细胞色素氧化酶，使Fe 3+失去传递电子的能力，中断呼吸链，阻断细胞内氧化代谢过程，造成细胞窒息死亡。 （4）危害：氰化物急慢性中毒主要表现为中枢神经系统症状。,罗马尼亚 巴亚马雷金矿的含氰化钠的污水溢过堤坝， 三百万立方米受污染的水流入邻国匈牙利的蒂萨河， 在蒂萨河面已收集到100多吨的死鱼 ，还有更多的鱼葬身河底，所幸的是河里氰化物的浓度还不至于使人丧命。,2. 硝酸盐 （1）污染来源 （2）作用机制与危害：摄入硝酸盐后，在胃肠道某些细菌作用下，可还原成亚硝酸盐，亚硝酸盐与血红蛋白结合形成高铁血红蛋白，后者不再有输氧功能，因而可造成缺氧，严重时可引起窒息死亡。亚硝胺在动物实验中是确认致癌、致畸和致突变物。,二、 饮用水的其他健康问题 (一) 饮水氯化消毒副产物与健康危害 1. 氯化消毒副产物的种类 (1) 挥发性卤代有机物:主要有三卤甲烷类 (2) 非挥发性卤代有机物:主要有卤代乙酸类 2.影响氯化消毒副产物形成的因素 (1)有机前体物的含量 (2)加氯量、溴离子浓度以及pH等因素,3.饮水氯化消毒副产物与肿瘤 许多氯化副产物在动物实验中证明具有致突变性和/或致癌性,有的还有致畸性和/或神经毒性作用。 4.减少氯化副产物的措施有： 采用生物活性炭法除去或降低有机前体物含量；通过混凝沉淀和活性炭过滤等净化措施来除去或降低氯化副产物；改变传统氯化消毒工艺；采用其他消毒方法。 （二）饮水硬度与健康 水的硬度是指水中多价阳离子数量的总和，通常是指水中钙、镁离子的含量。与饮水硬度关系最为密切的健康问题是心血管疾病。,（三）藻类及其代谢产物与健康危害 藻类在自来水消毒过程中可与氯作用生成三氯甲烷等多种有害副产物，增加水的致突变活性。 （四）饮水内分泌干扰物与健康危害 （五）高层建筑二次供水污染与健康问题 高层建筑二次供水又称高层建筑二次加压供水，它是指供水单位将来自集中式供水或自备水源的生活饮用水，贮存于水箱或贮水池中，再通过机械加压或凭借高层建筑形成的自然压差，二次输送至水站或用户的供水系统。,第三节 生活饮用水标准及其用水量标准 一、生活饮用水水质标准 （一）标准的制定原则 a.要求水质在流行病学上安全； b.所含化学物质及放射性物质对人体健康无害； c.确保水的感官性状良好,(二）我国生活饮用水水质标准及其制定依据 1.感官性状及一般化学指标 （1） 色：饮用水色度不应超过15度。 （2） 浑浊度：要求管网末梢水的浑浊度不超过3度。 （3） 臭和味：饮用水中不得有异臭和异味。 （4） 肉眼可见物：饮用水不应含有沉淀物及肉眼可见的水生生物。 （5） pH值：饮用水的pH值为6.58.5。 （6） 总硬度：饮用水中总硬度不超过450mg/L （7） 铝：饮用水中铝不超过0.2mg /L （8） 铁：饮用水中铁不超过0.3mg /L （9） 锰：饮用水中锰不超过0.1mg /L （10）铜：饮用水中铜不超过1.0mg /L,（11）锌：饮用水中锌量不超过1.0mg /L （12）挥发酚类：饮用水中挥发酚类不超过0.002 mg /L （13）阴离子合成洗涤剂：饮用水中阴离子合成洗涤剂浓度不 超过0. 3 mg /L。 （14）硫酸盐：饮水中硫酸盐含量不超过250 mg /L。 （15）氯化物：饮水中氯化物含量不超过250 mg /L。 （16）溶解性总固体：饮水中溶解性总固体含量不超过1000 mg /L。 （17）耗氧量：生活饮用水中耗氧量不得超过3mg /L。 2.毒理学指标 （1）砷：饮水中砷量不超过0.05mg /L。 （2）镉：饮水中镉量不超过0.005mg /L。,（3） 铬：六价铬比三价铬毒性大。故规定饮水中六价铬不得超过0.05 mg /L。 （4） 氰化物：规定饮水中氰化物不得超过0.05 mg /L。 （5） 氟化物：规定饮水中氟化物不得超过1.0 mg /L。 （6） 铅：规定饮水中铅量不得超过0.01 mg /L。 （7） 汞：规定饮水中汞量不得超过0.001 mg /L。 （8） 硝酸盐：规定硝酸盐氮不得超过20 mg /L。 （9） 硒：规定饮水硒不得超过0.01 mg /L。 （10）四氯化碳：规定饮水中四氯化碳含量不得超过0.002 mg /L。 （11）氯仿：规定饮水中氯仿含量不得超过0.06 mg /L。,3.细菌学指标 （1）细菌总数：是评价水质清洁度和考核净化效果的指标。规定细菌总数不得超过100CFU/ml。 （2）总大肠菌群：指在37。C下培养24小时和48小时后，能发酵乳糖并产酸产气的革兰氏阴性无芽孢杆菌。 来自人和温血动物粪便，还能来自植物和土壤。规定任意100ml水样中不得检出每升水不得超过3个。 （3）粪大肠菌群：粪大肠菌群来自人和温血动物粪便 ，检出粪大肠菌群表明水已被粪便污染。规定任意100 ml水样中不得检出粪大肠菌群。 （4）游离性余氯：指用氯消毒时，加氯接触一定时间后，水中所剩的氯量。规定管网抹梢水中游离性余氯不应低于0.05 mg /L。 4.放射性指标,44.5,二、 生活用水量标准 1.城市居民生活用水量标准 2.农村生活饮用水量卫生标准 第四节 集中式给水 集中式给水：是指由水源集中取水，经统一净化处理和消毒后，通过输水管送到用户的供水方式。 优点：1.有利于水源的选择和防护；2.易于采取改善水质的措施，保证水质良好；3.用水方便；4.便于卫生监督和管理。 缺点：水质一旦被污染，其危害面亦广。,一、水源选择和卫生防护 （一）水源选择的原则 1.水量充足 2.水质良好 3.便于防护 4.技术经济合理 （二）水源卫生防护 1.地表水水源卫生防护 （1）取水点周围半径100m的水域内，严禁任何可能污染水源的活动。 （2）取水点上游1000m至下游100m的水域不得排入工业废水和生活废水 （3）以河流为给水水源的集中式供水，可根据实际需要，把取水点上游1000m以外的一定范围河段划为水源保护区。,（4）受潮汐影响的河流，水源保护区范围应相应扩大。 （5）作为生活饮用水水源的水库和湖泊，根据不同情况，将整个水域及其沿岸划分为保护区。 （6）对生活饮用水水源的输水明、暗渠应重点保护。 2.地下水水源卫生防护 （1）生活饮用水地下水水源保护区、构筑物的防护范围和影响半径的范围，跟地理位置、水文地质条件、供水的数量、开采方式和污染源的分布有关。 （2）在单井或井群的影响半径范围内，不得使用工业废水和生活污水灌溉和施用难降解或剧毒的农药。 （3）工业废水和生活污水严禁排入渗坑或渗井。 （4）人工回灌的水质应符合生活饮用水水质要求。,二、取水点和取水设备 （一）地表水的取水点和取水设备 （二）地下水的取水点和取水设备 三、水质处理 （一）混凝沉淀 1.原理 （1）压缩双电层处理：水中粘土胶团具有吸附层和扩散层，合称为双电子层。双电子层中正离子浓度由内向外降低，最后与水中的正离子浓度大致相等。如向水中加入大量电解质，则其正离子就会挤入扩散层，进而进入吸附层，使胶体表面的电位降低，因而使双电层变薄，这种作用称为双电层作用。,常规净化：混凝沉淀 过滤 消毒,混凝沉淀：（或澄清） 化学品混合池， 絮凝池， 沉淀池 过滤 ： 快速砂滤 消毒： 用氯消毒， 洁净水储藏池， 泵,（2）电性中和作用：投加于水中的混凝剂，经水解后形成带正电荷的胶体，能和水中带负电荷的胶体相互吸引，使彼此的电荷中和而凝聚。 （3）吸附架桥作用：多指金属盐类混凝剂和呈线型结构的高分子混凝剂，在水中形成线型高聚物后，能强烈吸附胶体颗粒。 2.混凝剂的种类和特性 常见的有金属盐类和高分子化合物两类。前者如铝盐和铁盐，后者如聚合氯化铝和聚丙烯酰胺等。 3.影响混凝效果的因素 水中微粒的性质和含量 水温 水的pH和碱度 水中有机物和溶解盐含量 混凝剂的种类和用量 混凝剂的投加方法、搅拌强度和反应时间等。,4.混凝设备 （1）混凝剂投加设备：包括计量设备、药物提升设备、投药箱、必要的水封箱及注入设备等。 （2）反应设备：使混凝颗粒形成肉眼可见的絮状物。 5.沉淀设备 去除反应后的絮状物，要求出水浊度小于10度。 6.澄清 （二）过滤 过滤是指浑水通过石英砂等滤料层以截留水中悬浮杂质和微生物等的净水过程。 1.过滤的净化原理 （1）筛除作用 （2）接触凝聚作用 2.影响过滤效果的因素：滤层厚度和粒径 滤速 进水水质 滤池类型,通过混凝沉淀和 过滤后变为净水。,（三）消毒 饮用水消毒方法主要有氯化消毒，二氧化氯消毒，紫外线消毒和臭氧消毒。 1.氯化消毒 是最普及和有效的方法。氯制剂主要有液氯、漂白粉、漂白粉精和有机氯制剂等。 有效氯的概念 （1）基本原理： 氯溶于水后的化学反应： Cl2+H2O HOCl+H+Cl- HOCl H+OCl- 漂白粉和漂白粉精在水中均能水解为次氯酸： 2 Ca(OCl)Cl+2H2O Ca(OH)2+2HOCl+CaCl2 Ca(OCl)2+2H2O Ca(OH)2+2HOCl,氯的杀菌作用机制： a.由于次氯酸体积小，电荷中性，易于穿过细胞壁； b.同时它又是一种强氧化剂，能损害细胞膜，使蛋白质、RNA和DNA等物质释出，并影响多种酶系统，从而使细菌死亡。 氯与水中存在的 一定量氨氮可发生可逆反应 NH2Cl+H2O NH2Cl+ HOCl NHCl2 +H2O NHCl2 + HOCl NCl3 +H2O （形成一氯胺和二氯胺,氯胺是弱氧化剂，杀菌作用不如HOCl强，需要较高浓度和较长接触时间。）,NH3+HOCl,（2）影响消毒效果的因素 1）加氯量和接触时间,需氯量: 杀灭细菌和氧化水中的有机物和还原性无机物需要的氯的总量。 余氯：为保证消毒效果，加氯量必须超过水的需氯量，使在氧化和杀菌后还能剩余一些有效氯，此剩余的有效氯称为余氯。 游离性余氯 (HOCl和OCl) 化合性余氯 (NH2Cl和NHCl2) 生活饮用水卫生标准规定： 游离性余氯：接触30分钟后，有0.30.5mg/L 化合性余氯: 接触12h后，有12mg/L,加氯量和余氯量的关系（图5-1） 如果水的需氯量=0，则 加氯量=余氯量，如OA 当水中有机物少，无游离 氨时，如图5-1 MB所示，即加 氯量为M时，余氯为零。此后， 随着加氯量的增加，余氯开始 逐渐增多。,余氯量（mg/L）,加氯量（mg/L）,o,A,B,M,图5-1 水中无氨时加氯量与余氯的关系,水中的氨含量较多时，加氯量 和余氯量的关系（图5-2）。该实线 的意义是：在出现余氯后随着加氯量 的增加，余氯量逐渐上升，但产生的 是化合性余氯。当余氯量升至C点时， 加氯量如再增加余氯反而下降，原因 是氯胺在过量氯作用下分解： 2NH2Cl+HOCl N2+3HCl+H2O NHCl2+HOCl NCl3+H2O 达D点时，分解过程结束。如继续加氯，则余氯量又重新 上升，这时形成的余氯全部为游离性余氯，故D点为折点。,余 氯量 （mg/L）,加氯量（mg/L）,o,A,B,C,D,2）水的PH值：次氯酸是弱电解质， HOCl H+OCl- 消毒时PH值不宜太高。 3）水温：水温高，杀菌效果好。 4）水的浑浊度：水的浑浊度高，杀菌效果降低。 5）水中微生物的种类和数量：不同微生物对氯的耐受性不同。一般来说，大肠杆菌抵抗力较低，病毒次之，原虫包囊抵抗力最强。水中微生物的数量过多，则消毒后水质较难达到卫生标准。,（3）氯化消毒的方法,种类 原理 优点 缺点,1）普通氯 游离性 化消毒法 余氯,接触时间短， 效果可靠,含有三卤甲烷等氯化 副产物使水有致突性,2）氯胺消 毒法,一氯胺 二氯胺,1）三卤甲烷类物质生成减少；2）防止氯酚臭的形成；3）化合性余氯较稳定，作用时间长。,1）消