饮用水水质对人体健康的影响.doc

饮用水水质对人体健康的影响饮用水水质法规新纪元现代饮用水保护和法规建设的进程在美国得到最充分的体现，因此通过对20世纪美国关于饮用水立法的发展和历史性事件的回顾，就可以充分理解这一世纪整个人类发展饮用水事业的轨迹。20世纪的第一个50年十九世纪的美国有大量的腹泻性流行病暴发，发病的部分原因是由于水受污染引起并传播的。正是这样的结论孕育了水的净化方法的发展。美国的第一座过滤系统于1887年在马萨诸塞州的劳伦斯城建造，石英砂作滤料，用于过滤从美里麦克河引来的河水。到1907年，全美国已建立了33座机械式滤池和13座砂滤池。与此同时，美国国会在1899年通过河流和港口法，禁止向可通航的水体排放废弃物。第一座滤池投入使用几年后，水处理的另一手段氯消毒被采用。氯消毒于1909年首先在新泽西的泽西城应用，结果加氯后水中细菌数下降到可以忽略的程度，由此证明加氯处理是保证水质的有效方法。此后不久加氯处理在水处理中广被应用。美国现在75%的大型市政水厂和95%的小型水厂都采用氯消毒。1984年联邦污染控制法被颁布施行。随后该法案被修改并更名为清洁水法。该法案使政府能更强有力地执行禁止向可航运水体排放污染物的规定。法案特别规定污染无的产生者，如工厂和污水处理厂，必须在排放前处理他们排放的污水，以减少污染物的排放。这些水处理手段的应用和对联邦政府规定的饮用水中细菌标准的实施，使常见的水致流行性疾病得到很好的控制。到20世纪中期，美国公众开始享受到史无前例的高质量的饮用水。20世纪的第二个50年饮用水在20世纪的下半叶有两方面的重要发展。第一个方面是通过饮用水提高公众的健康水平。这主要通过在公共供水系统里加氟来防止龋牙。这是饮用水第一次被用作预防疾病的手段。第二个方面是认识到饮用水水源受到有机物的污染，而这种污染有害健康。二战后美国工业化进程中一个显著特点是合成有机物被大量使用。这些合成有机物的排放很快就引起人们的注意，因为发现饮用水源水中有机污染物浓度在增加。逐渐增长的科学意识认识到有毒化合物的危害、对癌症的担心、测定微量有机物技术水平的提高、不断高涨的环保运动等等，使人们认识到本世纪40年代的水质法规已远远不能满足保护美国饮用水水质的要求。为了应付这些新的挑战，美国国会在1974年通过了安全饮水法（SDWA）。这是历史上最全面的保护水源和饮用水的法律。安全饮水法规定美国环保局代表联邦政府监管地表和地下水源、制定水质标准和有关法律规划、对联邦各州供水系统提供资金支持。动态监测以保证这些法规的执行也是他们整体职责的一部分。保护公众免受污染物危害的国家标准被正式颁布以便“采用美国环保局认可的可行技术、处理工艺和其它手段，并考虑经济因素，以最大限度地保护公众的健康。”为了达到这一目标，美国环保局规定了两类标准：强制性标准，即污染物最高允许浓度（MCLS）；非强制性标准，即从人体健康角度考虑规定的有毒物质的最高允许浓度目标（MCLGS）。规定应控制的有机物和污染物主要有微生物污染物、金属离子和无机化合物、挥发性有机物（VOC）、有机化合物和放射性。饮用水和传染病人们对饮用水中污染物对健康危害的认识最早是从致病细菌开始的。基于这一认识，采取了许多卫生和净化手段以减少致病细菌的威胁。由于采取了这些措施，西方工业国家水致传染病的发病率大幅度减少。尽管这些国家在这方面取得了很大的成就，水致传染病仍是受关注的重点。目前除了对那些过去众所周知的水致传染病表示关注外，又发现好几种新的水致传染病。控制和防止这些传染病的暴发成为新的重大挑战。细菌性传染病细菌广泛存在于土壤、水和有机物中。动物肠道，包括人的肠道里也生长有大量的细菌，帮助消化食物。当某些细菌在新的环境里生存时，就会引起疾病。如果饮水时这些细菌随水进入人体，就会引起诸如腹泻和肠道痉挛等病症。像霍乱弧菌会引起急性肠道传染性疾病霍乱，它是最早发现的水致疾病；埃希氏大肠杆菌的突变菌株O157：H7，其释放出胞外毒素，能引起严重的出血性腹泻、肾功能衰竭，甚至引起死亡；还有像空肠弯曲杆菌（Campylobacter）、沙门氏菌(Salmonella)、志贺氏菌(Shigella)都是由水传播并引起腹泻的细菌。 原生动物原生动物在水体和自然界广泛存在，一部分生活在水体里的原生动物能引起消化道疾病。因为比细菌少得多的原生动物就能引起腹泻，同时原生动物对氯的抵抗能力比细菌要强得多，因此由饮用水中原生动物引起的流行病暴发次数也比由细菌引起的要多得多。最常见的由水传播疾病的原生动物有隐孢子虫（Cryptosporidium）、贾第虫(Giardia)、圆孢子虫(Cyclospora)。病毒众所周知，感冒即由病毒引起。病毒还能导致严重的疾病如肝炎、艾滋病和狂犬病。通常来说，如果饮用水充分加氯，由水传染的病毒性疾病可以得到预防。菲斯特里亚藻（Pfiesteria，杀鱼藻）最近又发现一种新的水致传染病，由菲斯特里亚琵西西达藻传播。正如其名字所暗含的意思“杀鱼藻”一样，该藻能毒死多种鱼类，其原因在该藻能释放出毒素，使鱼致病并最终使鱼毒死，生活在菲斯特里亚藻生长水域附近的渔民和居民在吸入这些藻排出的含有毒素的气体后也会致病。有报道说病人发生短时间的记忆散失和神经系统受损。在发展中国家，诸如霍乱、伤寒及其它传染性腹泻的原因是由于贫穷和卫生条件差，而在发达国家，更多的关注诸如隐孢子虫这类新发现的致病微生物。饮用水和致癌风险对饮用水和致癌风险的关系这一问题的提出是基于这样一个事实：随着分析技术的发展，研究人员在饮用水中发现多种化学物质，其浓度足以造成饮用者有致癌的潜在威胁。20世纪六七十年代后制定的水质标准都考虑了对癌症的预防因素。饮用水中致癌物种类饮用水中致癌物的分类可以有不同的方法，这里以进入饮用水的方式分类。第一类通过自然因素在水源地进入水体；第二类有人类生产、生活产生的污染物在水源地进入水体；第三类是在水处理过程中产生的。其中，从水源地通过自然因素进入水体的可能致癌物主要包括砷、石棉和放射性物质；由于人类生产、生活产生的污染进入水体后的潜在致癌物主要包括硝酸盐和有机化合物。水处理过程中产生的致癌物水污染和致癌风险的问题与氯有关。氯作为最广泛使用的饮用水消毒剂为控制饮用水传播的传染病起了巨大的作用，但现在却被发现它也会产生致癌的消毒副产物。为了证实氯代消毒副产物是否会引起癌症发病率增加，科研人员开展了以人为对象的研究，结果发现饮用加氯的饮用水地区的居民结肠癌、直肠癌和膀胱癌的发病率增加。但到目前为止最为可靠的结论是饮用水中氯代消毒副产物与膀胱癌相关。氯代消毒副产物引起直肠癌的研究结果还缺乏一致性。饮用水对雌性激素和生育能力的影响人的生育能力丧失和性器官异常的发生是怎么跟饮用水联系在一起的，答案只有一个，那就是饮用水为这些类雌性激素类化合物进入人体提供了途径。自从二战结束到80年代早期，数以亿吨的人类制造的合成有机化合物被排放到环境中。这些合成有机化合物的大部分最终通过各种渠道进入水体。其中一部分通过工厂排放废物被直接倒入河流、港湾和湖泊等水体，其它的合成有机化合物通过间接渠道也进入水体。另外一个途径是有机物渗入土壤，最终进入地下含水层。这些潜在的污染源最终都导致水源的污染，也同样污染了在水中生存的鱼和其它动物。这些鱼和动物，作为人的食物，把污染物最终转移到人体内。动物实验表明胚胎与雌性激素接触后刺激前列腺和子宫的发育。更令人感兴趣的是这些类雌性激素化合物是否对脑部组织有影响。几项研究都发现在怀孕时经常食鱼的妇女生下的小孩容易发生智力障碍、注意力不集中和多动症等疾病。据推测可能因为鱼体内含有高浓度的类雌性激素化合物。此外，科学家也正在研究类雌性激素化合物是否对乳腺癌的发生有一定的贡献。饮用水中矿物元素含量对健康的影响近些年科学家研究了饮用水中矿物元素对健康的影响，一些研究认为饮用水中的矿物元素对人体有益，可以防止和延缓随着人口老龄化的趋势而越来越普遍的一些慢性病。这一发现引起很大兴趣，因为这意味着用相对很少的钱改善水的硬度就可以在很大范围内提高公众的健康水平。饮用水硬度和心血管病科学家研究发现饮用水硬度与心血管病发病率呈负相关关系，也就是说，一个地区饮用水硬度越高，当地居民心血管病的发病率就越低。饮用水硬度可以防治心血管病的一个原因是因为这些矿物元素可以补充维持心脏和血管正常功能必不可少的成分。在这方面，镁的作用越来越受关注。如果镁的浓度太低，细胞膜的电信号传递功能就会不正常，最终导致神经细胞和肌肉细胞可能过于兴奋且不稳定。镁浓度低还可能导致心跳不正常，脉搏紊乱，血管痉挛，关键器官供血不足，在这种情况下就可能发生心脏病甚至猝死。水的硬度中另一种有助于减少心脏病和中风的元素是钙。饮用水中的钙可以减少心脏病和中风的机理在于钙对高血压的影响。一些研究发现钙的摄入量低导致血压升高；相反，如果通过饮食补充足够的钙，高血压病人的血压得到降低。饮用水硬度和骨质疏松饮用水中钙的含量对平衡人体随年龄增长而对钙需要的增加很重要。一些研究发现终身维持对钙的高摄取可以保持骨组织的高密度、减少骨折的发生。饮用水硬度和肾结石对于通过饮水摄取的钙量和肾结石的发病率之间的关系到目前为止还没有十分合理的解释。但无论何种解释，最重要的一点建议是：为了避免肾结石的产生应该多喝水（每天超过两升）以维持尿液的稀释度，而且不用担心饮用水中矿物元素的含量。氟和牙洞（龋牙）饮用水中氟的含量对防治牙的衰退和牙洞（龋牙）产生的作用是十分肯定的。但氟是怎样起作用的目前还不清楚，可能氟在牙的形成过程中与珐琅质和牙质的结合而起作用。因为氟在牙齿形成过程中沉积很快，因此儿童长牙时期一定要摄取足够的氟，一旦儿童换牙并长出新牙后，牙齿中氟的含量基本不再增加。饮用水中重金属含量对健康的影响饮用水中重金属对健康有着长期的危害，这些不利影响在开始时症状比较轻微，但长期的危害却非常大。铅铅对人体健康的危害主要是损害神经系统。35岁以前的儿童，脑组织很容易受铅的毒害，并因此使该儿童的神经系统遭受长期的损害，引起行为动作的异常，包括多动症、身体和智力发育延迟、眼和手动作协调能力差、学习障碍等症状，这些危害甚至一直延续到成年阶段。成年人长期受铅污染后可导致疲劳和注意力下降。人体其它器官也会因长期受铅污染而受到危害，例如铅污染引起贫血；骨组织和牙齿受到损害并分别导致身材矮小和牙齿损伤；精子数减少；四肢神经损伤；肌肉发育不正常。血液中铅含量高还可导致血压升高。饮用水中铅的来源主要有两个：第一个也是次要一点的原因是工业污染物排放和农业生产中农药和杀菌剂的使用。另一个主要来源是输水管道腐蚀造成的铅释放，这是饮用水中铅对人体健康危害的主要原因。铜铜跟铅相似，也是因输水管道腐蚀的原因进入饮用水中。饮用水中铜的最高允许含量为1.3mg/L。因饮用水中铜污染而引起的急性肠胃病通常持续时间很短。目前还未发现铜含量过高对健康有长期的危害。铝通常饮用水中铝含量都很低，最高也不超过200g/L，饮用水处理中加硫酸铝以使胶体沉淀、净化水质，但这并不增加饮用水中铝的含量。汞（水银）汞在水中几乎不存在。汞对健康的影响是间接的，主要通过人们食用的鱼肉进入人体。因为我们食用的鱼往往生活在饮用水水源水体中。汞进入水体的途径主要有两个。其一是工业含汞废物直接被倒入河流和港湾；或者有毒废物填埋后污染地下水。另一途径是地壳和火山中汞的蒸气挥发、废物焚烧、金属冶炼和化石燃料燃烧中产生的汞蒸气等进入空气中通过降雨进入水体。瓶装水瓶装水过去曾是富人和特权阶层的专利，现已成为平民百姓日常消费品。从19841999年的15年间，美国瓶装水的消耗量已增加了3倍，而且这种趋势还没有减缓的迹象。瓶装水消耗增加的原因是什么呢？为什么公众舍弃廉价的自来水而饮用价格昂贵的瓶装水呢？更重要的一点，瓶装水消耗的增长与公众的健康的提高相关吗？瓶装水工业概况瓶装水是指密封在卫生容器内、销售给公众饮用、满足所有的州、联邦和行业质量标准的水。瓶装水中除了可以有低于1%（重量百分比）的调味剂外不得含任何甜味剂和其它化合物，如果超过这一含量即被归为软饮料而不属瓶装水。瓶装水主要分成自流井水（Artesian）型、矿泉水型、泉水型、蒸馏水型、碳酸水（汽水）型几类。上述任何种类的瓶装水如果钾的含量低于5g/L，可以被称为不含钾的瓶装水。瓶装水的管理1974年的“安全饮用水法”规定公共饮用水行业由国家环保局归口管理。1975年食品和药物管理局被授权管理瓶装水行业，并由其建立瓶装水的有关水质标准，包括化合物、细菌和放射性等污染物的标准。瓶装水的水质标准与环保局规定的饮用水水质标准基本相似。按照“优质生产制造法”（Good Manufacturing Practises Laws）规定，食品和药物管理局也必须监管瓶装水的生产过程，包括生产车间的卫生维护、生产废水的处理、生产设备和工厂的设计、产品质量的保证等方面。除了联邦一级的管理机构外，各州也有管理瓶装水生产和销售的部门。州一级的管理部门主要负责对瓶装水水源的检查、取样和分析，同时也负责管理检测瓶装水水质的实验室。进口的瓶装水必须达到联邦和州的所有各项标