水体卫生

,水体卫生,张慧珍公共卫生学院环境卫生学教研室A310办公电话：67781461E-mail : ,第四章 水体卫生,第四章 水体卫生,概 述,概述水的重要意义水的分布我国水资源的概况水环境对健康的影响有关水的一些概念,第 一 节,水资源的种类及其卫生学特征,地球上的天然水源分为降水、地表水和地下水三大类,降水 (precipitation or fall water)：是指雨雪雹水 。水蒸气在空气中凝结形成。 特点： 1. 降水的质量取决于大气的卫生质量,易受污染。 2.随时间季节的变化而变化,不易收集，水量无保证。 3.矿物质含量较低，属软水。,第一节 水资源的种类及其卫生学特征,地表水(surface water)：是降水的地表径流和汇集后形成的水体.特点：1.水质水量不稳定（丰水期、枯水期） 2.易受环境影响而水质不良,浑浊度高，细菌含量也高； 3.无机盐含量少，多为软水,溶解氧的含量高，这对水的自净有利。,地下水(underground water)：由降水和地表水经土壤地层渗透到地面以下而形成。 依据不透水层的位置可分为：1.浅层地下水：第一个不透水层以上含水层中潜存的水2.深层地下水：第一个不透水层以下含水层中潜存的水3.泉水(spring water)：是地下水通过地表缝隙自行涌出的地下水,图4.1 地层含水情况示意图1、不透水层 2、浅层地下水 3、不承压的深层地下水 4、承压的深层地下水 5、浅井（由浅层地下水补给） 6、深井（由不承压的深层地下水补给） 7、自流井（由承压深层地下水补给）,第 二 节水质的性状和评价指标,物理性状的指标,（一）水温 温度是水的一个很重要的物理特性，它可影响到水中生物、水体自净和人类对水的利用。 变化范围大约在0.130之间。 地下水在812之间水温增高表明有动力电站、冶金、石油、化工等企业排出了热的冷却水，会导致水体缺氧，热富营养化。,物理性状的指标,（二）色 清洁水应是无色。 1个色度是指1L蒸馏水中溶解1mg金属铂产生的颜色。清洁天然水色度在1525度，湖水可达60度以上。,（三）臭和味 清洁水不应有任何臭气和异味。天然水中臭和味的主要来源有：水生动植物或微生物的繁殖和衰亡；有机物的腐败分解；溶解的气体如硫化氢等；溶解的矿物盐或混入的泥土。,水样臭和味分级,等 级 强度 说 明0 无 无任何臭和味1微弱 一般饮用者甚难察觉,但嗅、 味敏感者可以发觉2 弱 一般饮用者刚能察觉 3明显已能明显察觉4强 已有很显著的臭味5很强 有强烈的恶臭或异味,（四）浑浊度(turbidity)是指悬浮于水中的胶体颗粒产生的散射现象，表示水中悬浮物和胶体物对光线透过时的阻碍程度。浑浊度主要取决于胶体颗粒的种类、大小、形状和折射指数，而与水中悬浮物含量的关系较小。浑浊度的标准单位是以1L水中含有相当于1mg标准硅藻土形成的浑浊状况，作为1个浑浊度单位，简称1度。,化学性状的指标,（一）pH值天然水的pH值一般在7.28.5之间有机物污染：微生物有氧代谢生成CO2，pH下降。富营养化：光合作用消耗CO2，pH上升。酸雨区影响到地表水的pH。,化学性状的指标,（二）总固体(total solid) 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， 总固体愈少、水愈清洁。,水中所有残渣的总和称为总固体(TS)。 TS = 溶解固体(DS)+ 悬浮固体(SS)。 溶解固体(DS)：水样经过滤后，滤液蒸干所得的固体。（表示盐类的含量） 水体的含盐量将影响生物细胞的渗透压和生物的正常生长。悬浮固体(SS)：过滤滤渣脱水烘干后所得固体。（表示水中不溶性固态物质） 悬浮固体将可能造成水道淤塞。,化学性状的指标,（三）硬度(hardness of water)是指溶于水中的钙、镁等盐类的总量,以（CaCO3 mg/L）表示。可分为碳酸盐硬(钙、镁碳酸盐和重碳酸盐)和非碳酸盐硬度（钙、镁的硫酸盐、硝酸盐和氯化物)。也可分为暂时硬度和永久硬度。 暂时硬度：加热可沉淀部分。永久硬度：加热不能沉淀部分。,自然界氮循环,化学性状的指标,(四)含氮化合物 包括有机氮、蛋白氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。,氨氮,亚硝酸盐氮,硝酸盐氮,意 义,清洁水,水体新近被粪便污染,水体新近被污染，分解正进行,水体曾被污染，分解正进行，已趋自净,旧污染已基本分解完成，又有新污染,化学性状的指标,（五）溶解氧（dissolved oxygen，DO） 指溶解于水中的氧量。空气中氧气和水温是影响DO的两大因素。 大气氧分压，DO；水温，DO。 光合作用、有机物分解耗氧、复氧作用 。耗氧过程：污染物经微生物有氧代谢而消耗氧的过程。复氧过程：大气中氧向水中溶解的增氧过程。有氧代谢和无氧代谢产物不同，水体发臭属严重污染。DO是作为评价水体受有机物污染及其自净程度的间接指标，,化学性状的指标,（六）化学耗氧量（chemical oxygen demand, COD）是指在规定的条件下，用强氧化剂氧化1升水中有机物所消耗的氧量。是评价水中有机物含量的间接指标。指标无法区分还原性物质的种类，是一项表观总体指标。,化学性状的指标,（七）生化需氧量（biochemical oxygen demand， BOD ） 是指水体中的有机物在有氧条件下，被微生物分解时所消耗的溶解氧量。 BOD是评价水体污染状况的一项重要指标。影响BOD的因素是水中的有机物和水温， 一般清洁水中BOD2051mg/L。,化学性状的指标,（八）氯化物和硫酸盐 氯化物增高表明水可能受到人畜粪便、生活污水或工业废水的污染。 地面水中的硫酸盐含量突然升高时，表明水被生活污水，工业废水或硫酸铵化肥等污染的可能。卫生标准为小于250 mg/L。,化学性状的指标,（九）总有机碳和总需氧量总有机碳（total organic carbon, TOC）是指水中全部有机物的含碳量，它只能相对表示水中有机物的含量，是评价水体有机需氧污染程度的综合性指标之一，但不能说明有机污染的性质。总需氧量（total oxygen demand, TOD）指一升水中还原物质（有机物和无机物）在一定条件下氧化时所消耗氧的毫升数，是评定水体被污染程度的一个重要指标。其数值愈大，污染愈严重。,微生物学性状指标,指示菌：具有代表微生物污染总体状况的菌体称为指示菌。可以在一定程度上反映所有病原微生物的污染状况，具有代表性，检测方便。,微生物学性状指标,（一）细菌总数（bacteria count） 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 。 细菌总数只可作为水被生物性污染的参考指标。,微生物学性状的指标,（二）大肠菌群 大肠菌群(total coliforms)：指一群需氧及兼性厌氧的在37生长时，能使乳糖发酵、在24h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。用它作为粪便污染水体的指示菌的原因: 它是肠道中数量多而且较易培养的细菌 它在环境中生存条件与肠道病原菌相似 检验方法较简便。,目前利用提高培养温度的方法来区别不同来源的大肠菌群细菌:粪大肠菌群：培养于44.50.2的温水浴内能生长繁殖使乳糖发酵而产酸产气的大肠菌群细菌。,微生物学性状的指标,第 三 节水体的污染源和污染物,水体污染（water pollution）是指人类活动排放的污染物进入水体，其数量超过了水体的自净能力； 使水和水体底质的理化特性和水环境中的生物特性、组成等发生改变； 从而影响水的使用价值，造成水质恶化，乃至危害人体健康或破坏生态环境的现象 。,工业废水(industrial wastewater)生活污水(domestic sewage)农业污水其它,一、水体污染的主要来源,冶金、化工、电镀、造纸、印染、制革、化肥、钢铁、焦化、农药、食品、炼油、酸洗、核研究生产,汞，铬、镉、铅、锌，,酚类、苯类、糖类、蛋白质、农药、油类,砷、氰、氟、硫,热污染、放射性污染酸碱污染,水体污染来源工业废水,工业生产未处理或处理不彻底的废水排放，是目前最大污染源。在工业大发展时期，导致公害病。,工业废水的特点：（1）工业废水的水质和水量因生产工艺和生产方式的不同差别很大。（2）除冷却水外，都含有多种与原料有关的物质，而且它们在废水中的存在形态往往各不相同。,硫酸盐、磷酸盐、铵盐、硝酸盐、亚硝酸盐重碳盐,纤维素、淀粉、糖类、脂肪、蛋白质、尿素,肠道病原菌、病毒、寄生虫卵,无机物 有机物 微生物,水体污染的来源生活污水,粪便污水：致病微生物造成介水传染病。洗涤用水：高P洗涤剂造成水体富营养化。典型合成洗涤剂化学配方：十二烷基苯磺酸钠 1.520% 活性剂成份Na5P3O10 3050% 助洗、填充剂Na2SO4 515% 防止衣物再污染Na2SiO3 48% 同上羧甲基纤维素 0.51.5% 同上光学增白剂 微量 颜色明亮,富营养化（eutrophication） ：向水体排放营养元素后，使水中植物和微生物大量生长，通过有氧代谢而消耗水中DO，水质恶化。富营养化危害：1）严重影响水产养殖业（DO下降）；2）严重污染饮用水水源（有机物增加）。,生活污水的特点：（1）生活污水的产量与生活用水量近似，而生活用水量与各地区气候、上下水道设备、经济状况及生活习惯有关。故生活污水的水量具有明显的昼夜和季节性的周期变化。（2）.生活污水的成分主要为粪尿和洗涤用水，故水中含有多种有机物、肠道细菌、病毒和肠道寄生虫卵等。（3）.生活污水来源多、分布广、治理较困难。,农业污水(agricultural sewage)：农牧业生产排出的污水及降水活灌溉水流过农田或经农田渗漏排除的水。特点：水量分散，面广，难收集， 难治理；化肥、农药、耗氧有 机物、微生物含量高。,水体污染的来源农业污水,农药（有机氯农药）的滥用造成全球性水源污染，从珠穆朗玛峰到南极、北极的积雪水中都能检测到有机氯农药。,废物的堆放、 掩埋和倾倒等。例如：电池的污染 墨盒的污染,水体污染的来源其它,二、水体的污染物,物理性污染物,化学性污染物,生物性污染物,三、我国水环境污染的概况,水环境保护旧账未清又欠新账；二分之一城市市区地下水污染严重；部分河流枯水期基本没有生态流量；城乡居民饮用水安全存在极大隐患 。,水环境功能划分,为防治水污染，保护地表水水质，保障人体健康，维护良好的生态系统，我国于2002年修改颁布了地表水环境质量标准。在标准中，依据地表水水域环境功能和保护目标，按功能高低依次划分为五类： 类 主要适用于源头水、国家自然保护区； 类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护 区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼 鱼的索饵场等； 类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护 区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业 水域及游泳区； 类 主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱 乐用水区； 类 主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。,长江水系水质总体良好。94个国控断面中，类、类和劣类水质断面比例分别为80.9%、13.8%和5.3%。,黄河水系总体为轻度污染。主要污染指标为氨氮、化学需氧量和五日生化需氧量。43个国控断面中，类、类和劣类水质断面比例分别为69.8%、11.6%和18.6%。,珠江水系水质总体良好。33个国控断面中，类、类和劣类水质断面比例分别为84.8%、12.2%和3.0%。,松花江水系总体为轻度污染。主要污染指标为高锰酸盐指数、总磷和五日生化需氧量。42个国控断面中，类、类和劣类水质断面比例分别为45.2%、40.5%和14.3%。,海河水系总体为中度污染。主要污染指标为化学需氧量、五日生化需氧量和总磷。63个国控断面中，类、类和劣类水质断面比例分别为31.7%、30.2%和38.1%。,辽河水系总体为轻度污染。主要污染指标为五日生化需氧量、石油类和氨氮。37个国控断面中，类、类和劣类水质断面比例分别为40.5%、48.7%和10.8%。,淮河水系总体为轻度污染。主要污染指标为化学需氧量、总磷和五日生化需氧量。86个国控断面中，类、类和劣类水质断面比例分别为41.9%、43.0%和15.1%。,在淮河支流河南沈丘闸附近的一个河道边，安徽界首环保局局长张凤轩拿着从河里打出的一瓶水（右）和一瓶矿泉水做比较 ，对记者说：“这水排到下游，能喝吗？” 张凤轩还告诉记者，他们曾经顺着这条“污”河向上走，最后发现在源头有河南的一家大型企业。,这是河南省信阳市一条穿越居民小区充斥着各式生活垃圾的河道。该河道通往淮河支流浉河,垃圾混合的淮河水,直接往河中倾倒弃土,航道受阻.,河道伤痕累累,淮河淮南段境内一养猪场将垃圾直排淮河,5月9日，淮南市杨郢孜排污总口附近，一大型化工厂正在向围墙外排污,在阜阳市颍上县城关镇詹家沟村五里沟的条小沟渠中，记者发现一条“白色泡沫水龙”正在川流不息。该县环境监测站工作人员承认，这是一家叫环宇纸品公司的企业正向颍河口直排工业污水。,南京秦淮河草场门桥下水中死鱼漂浮,一群南京师范大学的学生自发来到南京中华门城堡前的广场上，摆放了1200只盛满秦淮河水的塑料碗，让市民看到秦淮河水的浑浊，闻到秦淮河水的恶臭，并欲以此向人们敲响警钟：赶快行动起来，拯救母亲河,这位大眼睛的小姑娘叫乔沛然，她曾于2000年6.5环境日在中央电视台向亿万观众控诉水污染之害，要求政府加快淮河水污染治理,生活在遭受水污染的 环境中，使许多人患了不孕症；由于污染物的致畸作用，近年畸形儿，痴呆儿出人意料的增多。 比起不孕症患者，这位母亲是幸运的，但她却没能生下一个幸运儿，她的孩子黄志伟因先天畸形，几乎不能直立行走.,直肠癌手术后的孔贺勤,4年内动了3次肿瘤摘除手术腹部红孔为人造肛门.,村民张桂芝、患食道癌晚期，黄孟营村,淮河水污染了，村里的坑塘也随之污染，河水有多黑，坑塘，沟渠里的水就有多黑；河水是什么味，井水就有什么味,污水中游泳的孩子,守着淮河没水吃，水污染已给这些儿童的心理蒙上了阴影.,无数株枯木魂归大地，无数条死鱼怒问苍天；一片片庄稼颗粒无收，一口口水井五毒俱全；一个个行人掩鼻而过，一座座新坟飞扬纸钱,课题3. 淮河流域水污染与肿瘤的相关性评估研究内容1、针对淮河流域水污染状况，研究淮河流域水体污染谱和水质污染特征。2、在既往污染状况资料和人群肿瘤发病资料综合分析和结合淮河流域水体污染谱和水质污染特征分析的基础上，研究淮河流域水体污染谱和水质污染特征与淮河流域居民肿瘤发病情况和三间分布，揭示淮河流域水体污染与淮河流域人群肿瘤发生的关系。研究目标1、研究淮河流域水体污染谱和水质污染特征，沿淮流域居民肿瘤发病情况和时空分布。2、阐明沿淮流域水体污染与肿瘤发病的相关关系。申请条件1、有长期研究流域水体污染与健康关系特别是肿瘤的研究基础；2、有大规模、区域性人群流行病学调查的经验和工作基础。拟安排经费：650万元,湖泊（水库）,28个国控重点湖（库）中，满足类水质的4个，占14.3%；类的2个，占7.1%；类的6个，占21.4%；类的5个，占17.9%；劣类的11个，占39.3%。主要污染指标为总氮和总磷。,26个国控重点湖泊（水库）中，主要污染指标为总氮和总磷。营养状态为重度富营养的1个，占3.8%；中度富营养的2个，占7.7%；轻度富营养的8个，占30.8%；其他均为中营养，占57.7%。,中营养状态、轻度富营养状态和中度富营养状态的湖泊（水库）比例分别为46.2%、46.1%和7.7%。,第 四 节水体的污染自净和转归,一、各种水体污染特点,（一）河流 河流的污染程度取决于河流的径污比、河水混合能力、河水流动的推力作用和河流的大小。,（二）湖泊、水库 湖泊、水库以水面宽阔、流速缓慢、沉淀作用强，稀释混合能力较差，水交换缓慢为特点。,藻类毒素污染危害水体富营养化: 就是指人类将含有N、P的废水排入水体中，引起藻类以及其它浮游生物迅速繁殖（疯长），水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其它生物大量死亡的现象。多见于 流较缓的湖泊、池塘、水库或海湾河口。,水体富营养化的危害1 使水质出现异臭异味2 水生动物窒息死亡3 藻类分泌有害物质破坏水生生态系统4 消耗水中的溶解氧，使鱼贝类缺氧死亡。5 产生毒素，使人发生中毒死亡现象。水体出现负营养化时，浮游生物大量繁殖，因占优势的浮游生物的颜色不同，水面往往呈现蓝色、红色、绿色、棕色、乳白色等。这种现象在江河湖泊中称为水华，发生在海湾中则称为赤潮,水华,滇池水华,各种水体污染特点,（三）地下水 地下水的水质动态与地表水有着密切关系。地下水污染过程缓慢，地下水自净能力较差。（四）海洋 污染源多而复杂，污染范围大。海湾更容易发生水体富营养化。,赤潮,2000年9-10月发生于大鹏湾的赤潮.jpg,在监测船上看到，赤潮绵延汹涌，令人触目惊心,束毛藻为引致本次赤潮的元凶,取出来的水样飘浮着大量微生物,赤潮生物：能形成赤潮的浮游生物。全世界的赤潮生物：约有300种左右，隶属于10个门类。我国海域存在的赤潮生物：约有127种，隶属于8个门类。我国沿海已发生赤潮的赤潮生物：有30多种，主要是甲藻类（15种），其次是硅藻类（7种）和蓝藻类（4种）。,赤潮的颜色：可因形成赤潮的生物种类不同而呈现出不同的颜色。红色、粉红色赤潮：夜光藻、红海束毛藻、中缢虫、红硫菌等； 黄色、茶色、茶褐色赤潮：裸甲藻； 绿色赤潮：绿色鞭毛藻； 土黄、黄褐色、灰褐色赤潮：硅藻类。,主要赤潮生物原生动物红色中缢虫 细胞由前后2个不同的球体接合而成，长度一般为3050m，纤毛从两个球体接合部位侧面倾斜伸出。本种分布在温带到北极的河口水域。我国大连湾海域，广东沿海红海湾、大亚湾东部和珠江口的外伶河水域均发生过红色中缢虫赤潮，持续时间2天左右。,甲藻：夜光藻 本种是世界性的赤潮生物，也是我国沿海引起赤潮最普遍的原因种。该藻曾在南海、长江口外海域多次引发赤潮。,塔玛亚历山大藻 该藻分布较广，在较暖的海域里发生赤潮的频率较高，日本海、菲律宾、马来西亚、埃及、西班牙、阿根廷、意大利、美国、澳大利亚、香港等地均有赤潮记录。我国海域在南海大鹏湾、厦门海域和胶州湾均有发现，需警惕该种引发赤潮。,链状亚历山大藻该种分布广，北美、欧洲、南非、智利阿根廷和亚洲海域均有分布，青岛胶州湾可见。本种可产生麻痹性贝毒（PSP）。,具毒冈比甲藻 偶然性浮游生物，主要生长在珊瑚礁、浅污水塘和热带亚热带海湾，常粘附于底层水域植物上。我国西沙有本种的分布。本种可产生西加鱼毒素（CFP）。,渐尖鳍藻 世界范围种，分布在寒带与温带浅海海域。我国沿海均有分布。该种可产生腹泻性贝毒（DSP）。,具尾鳍藻 世界性种，主要分布在热带、亚热带海域。我国南沙群岛、西沙群岛、海南岛、广东珠江口、大亚湾、大鹏湾等都有分布。日本曾报道赤潮发生前后鱼类大量死亡。本种可产生腹泻性贝毒（DSP）。,二、水体污染的自净及其机制,水体自净,指水体受污染后，污染物在水体的物理、化学、生物学作用下，使污染成分不断稀释、扩散、分解破坏或沉入水底，水中污染物浓度逐渐降低，水质最终又恢复到污染前的状况。,水体自净的机制,物理净化作用,混合、稀释,沉降,挥发逸散,物理过程不减少绝对量，但影响浓度 分布，对水体自净极为有利。,水体自净的机制,化学净化作用分解化合氧化还原、中和作用化学过