环境卫生学水体卫生.ppt

1、第二章 水体卫生,1,掌握： 1. 水资源的种类及卫生特征。 2. 水质评价指标及分类。 3. 水体污染源和主要污染物。 4. 水体自净和污染物转归。 5. 水体污染对健康的危害。 6. 地表水环境质量标准制定的原则。,第二章 水体卫生,2,一、水体(Water body)： 是河流、湖泊、沼泽、水库、地下水、冰川和海洋等“贮水体”的总称。同时也是一个完整的生态系统，包括水、悬浮性物质、溶解性物质、底质和水生生物。,尼亚加拉瀑布,维多利亚瀑布,水和水体？,第二章 水体卫生,3,75%， 这些淡水资源几乎无法利用。,22.6%，但一半的地下水资源处于800米以下的深度，难以开采，而且过量开采地下

2、水会带来诸多问题。,地球总水量的2.8%,0.6%，是陆地上的植物、动物和人类获得淡水资源的主要来源。,（二）水资源种类及其卫生学特 征 （3）悬浮物质,二、水资源及其卫生学特征,水资源,是指全球水量中对人类生存、发展可用的水量，主要指逐年可以得到更新的那部分淡水。,（一）水资源种类,降水 (precipitation）,由地表蒸发至大气的水汽随着气流传播各处，在特定条件下，遇冷凝结成高度分散的液态和固态的凝结物，并以雨、雪、雹等形式降落下来，统称为降水。,地表水 (surface water),降水在地面径流和汇集后形成的水体。包括江河水、湖泊水、水库水等。,地下水 (underground

3、 water),降水和地表水经土壤地层渗透到地表以下而形成。,5,第二章 水体卫生,第二章 水体卫生,6,卫生学特征：,第二章 水体卫生,7,地表水 ： 水质和水量受流经地区地质状况、气候、人为活动等因素的影响较大。 水质一般较软，含盐量较少， 由于流经地表，能将大量泥沙及地表污染物冲刷至水中，故其浑浊度大，细菌含量较高， 暴露于大气，水中溶解氧含量也较高.,卫生学特征：,类型： 封闭型：湖水、水库水 开放型：江水、河水等,思考：封闭型、开放型地表水卫生学特点有哪些区别？,第二章 水体卫生,8,地层,不透水层,透水层,由颗粒细小、致密的黏土及岩石构成,由颗粒较大的沙、砾石组成，能渗水与存水,地

4、下水：,卫生学特征：,第二章 水体卫生,9,第二章 水体卫生,10,浅层地下水 是指潜藏在地表下第一个不透水层上的地下水。是我国广大农村最常用的水源。 水质物理性质良好、细菌数较地面水少， 但硬度增加， 水中溶解氧因被土壤中生物化学过程消耗而减少。 深层地下水 是指在第一个不透水层以下的地下水。常被用作城市集中式供水水源。 水量较稳定，水质透明无色，水温恒定，细菌数很少，但矿物盐类含量高，硬度大。 泉 水,第二章 水体卫生,11,三、水质性状的评价指标：,（一） 物理性状指标 水温 : 色、臭、味 : 浑浊度 (turbidity): 水的浑浊度是指悬浮于水中的胶体颗粒产生的散射现象，表示水中

5、悬浮物和胶体物对光线透过时的阻碍程度。浑浊度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。 常把1L水中含有1mg标准硅藻土形成的浑浊状况，称作1个浑浊度单位，简称1度。,第二章 水体卫生,12,不浑浊的水不一定未受污染。 消毒的功效：高浊度保护病原微生物免受消毒剂影响，促进管网系统中细菌的生长繁殖，增加需氧量。因此消毒前水的浊度一般不应超过1NTU。,注意,第二章 水体卫生,13,(二)化学性状指标,pH值 : 天然水7.28.5 水质的净化消毒，减少腐蚀等，控制pH值非常必要。 硬度 : (hardness): 是指溶于水中钙、镁盐类的总含量，以CaCO3(mg

6、/L)表示。 类型：暂时硬度、永久硬度。碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度 没有硬度的健康基准指导值。,第二章 水体卫生,14,14,硬 度,指溶于水的钙、镁等盐类的总量，以CaCO3(mg/L)表示。,分类,钙、镁的重碳酸盐和碳酸盐,钙、镁的硫酸盐、氯化物等,水经煮沸可去除的硬度,水经煮沸不能去除的硬度,第一种,第二种,第二章 水体卫生,15,15,硬度卫生学意义,硬度增高的危害,有研究报道，硬度与心血管病呈负相关。,地下水的硬度高于地面水。,地面水受硬度高的工矿废水污染时，或排入水中的有机物分解释出二氧化碳，使地面水的溶解力增高时，均可使水的硬度增高。,第二章 水体卫生,16,总固体（Total s

7、olid）: 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。 溶解性固体（TDS）: 主要有钙、镁、钠、钾等阳离子及碳酸盐、碳酸氢盐、氯化物、硫酸盐和硝酸盐阴离子。 作用：影响水的味道；水管热水器家用设备锅炉等结垢。使饮用者不快。 目前还没有摄入水中TDS可能对健康有影响的可靠数据。,1200 mg/L及过低都无法接受,第二章 水体卫生,17,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。,NH4+-N NO2 -N NO3-N 卫生学意义 正常 正常 新近污染，危害性大 正常 正常 曾污染，向净化发展，仍危害 正常 正常 污染已久、自净完成、危

8、害小 正常 继续污染、有机物正在分解 正常 近期无污染、向净化发展 污染已久、仍继续污染、危害大,第二章 水体卫生,18,把由氨转化成硝酸盐的过程称为氨的硝化过程。 a、氨氮： 氨氮增高在排除自然原因干扰（如雷雨干扰、流经沼泽地的径流受植物分解氮及地层中硝酸还原的氨氮等）后，表示有人畜粪便污染。 b、亚硝酸盐氮： 增高表示水中无机化过程尚未完成。 c、硝酸盐氮： 表示水中无机化过程完成。,第二章 水体卫生,19,溶解氧 （DO）: 指溶解在水中的氧含量。其含量与空气中的氧分压、水温有关。 化学耗氧量（COD）: 指在一定条件下，用强氧化剂如高锰酸钾或重铬酸钾等氧化水中有机物所消耗氧的量。 CO

9、Dcr; 高锰酸盐指数,区别？,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量。 实际工作中，规定以200C培养5日后1L水中减少的溶解氧量为五日生化需氧量（BOD520）。,第二章 水体卫生,20,总有机碳（total organic carbon, TOC ） ： 水中全部有机物的含碳量。单位:mg/L 评价水体有机需氧污染程度的综合性指标之一；只能相对表示水中有机物的含量，不能说明有机污染的性质。 总需氧量（total oxygen demand, TOD）: 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

10、重要指标。 总氮和总磷： 水中能被过硫酸钾氧化的有机氮和无机氮化合物的总量。 水中可被强氧化剂转变成磷酸盐的各种形态磷的总量。,评价和控制水体富营养化的主要指标。,第二章 水体卫生,21,（三）微生物学性状指标,细菌总数(Bacterial Count)：,指1ml水在普通琼脂培养基中经370C培养24h后生长的细菌菌落数。,卫生学意义：,评价水质清洁度和考核净化效果。,饮用水卫生标准：,限值为 100 CFU/ml,第二章 水体卫生,22,1.在实验条件下，人工培养基上生长的细菌菌落， 只能说明在该实验条件下适宜生长的细菌数，不能表示水中所有的细菌数。,2.不能指示出有无病原菌的存在。只能作

11、为水被微 生物污染的参考指标。,目前最好的指示菌是大肠菌群、粪链球菌、产气荚膜杆菌； 减毒株脊髓灰质炎病毒、大肠杆菌噬菌体,选择水的指示菌的条件,(1)人类粪便中普遍存在，且数量较多的细菌,(2)在水中存活的时间比致病菌的稍长或差不多,(3)在粪便污染的水中可均匀分布且稳定,(4)适合在各种水体中生存,(5)对氯或其它因素的抵抗力比病原菌强或相当,(6)生物学特性稳定，检验方法简单易行,23,第二章 水体卫生,第二章 水体卫生,24,总大肠菌群 (total coliforms),指一组需氧及兼性厌氧的在370C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。,卫生标准：,限值为

12、每100ml水样中不得检出。,卫生学意义：,可作为粪便污染的指示菌。,第二章 水体卫生,25,粪大肠菌群(耐热大肠菌群，fecal coliforms)：,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。,卫生标准：,每100ml水样中不得检出。,第二章 水体卫生,26,小结：,水资源的种类及卫生学特点： 地表水和地下水的卫生学特点。 水质性状和评价指标： 化学性状指标：硬度、含氮化合物、溶解氧、化学耗氧量、生化需氧量 微生物学指标：,第二章 水体卫生,27,思考题： 封闭型、开放型地表水有哪些？卫生学特点有哪些区别？ 三氮、三氧卫生学意义？ 水质评价微生物学指标包

13、括哪几项？卫生学意义。,第二章 水体卫生,28,水体污染的来源和污染物：,水体污染： 指人类活动排放的污染物进入水体，使水质、底质的理化特性和水环境中的生物特性、组成发生改变，从而影响水的有效利用，造成水质恶化，危害人体健康和破坏生态环境的现象。,第二章 水体卫生,29,水体污染的来源：,1工业废水(Industrial Wastewater)：世界范围内水污染的主要原因。 特点 ：是水质和水量因生产品种、工艺和生产规模等的不同而有很大差别，且含有多种与原料有关的物质，存在形态也各不相同，不同工业企业排出的废水差别很大。,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

14、入松花江，导致哈尔滨全市停水4天。,30,第二章 水体卫生,第二章 水体卫生,31,2生活污水(Domestic Sewage) :来自家庭、机关、商业和城市公用设施及城市径流的污水统称为生活污水。 特点：生活污水的水量具有明显的昼夜和季节性的周期变化，且来源多，分布广，治理较苦难。 3.农业污水(Agricultural Sewage): 指农牧业生产排出的污水及降水或灌溉水流过农田或经农田渗漏排出的水。,第二章 水体卫生,32,4、其 他 : 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。,第二章 水体卫生,33,水体的污染、自净和转归,各种水体的污染特点

15、： 河 流：污染程度随径流量变化；污染物扩散快；污染影响大 湖泊、水库：相对封闭性；自净能力减弱；污染物长期停留，发生量的积累和质的变化，改变水体状况。 水体富营养化（eutrophication） 地下水：污染过程缓慢，不易发现；不易查清来源和途径；不易排出，治理困难。 海洋：污染源多而复杂；持续性强，危害性大；污染范围大。 to,第二章 水体卫生,34,水体富营养化（eutrophication）,湖泊、水库、海湾水接纳大量含氮、磷的污水，水中 氮、磷等营养元素过多，促使藻类等浮游生物大量繁殖的现象。 赤潮（red tide）、水华（algae bloom）,第二章 水体卫生,35,第二章

16、 水体卫生,36,色彩斑斓的七彩太湖。,太湖水-有营养。,第二章 水体卫生,37,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,第二章 水体卫生,38,第二章 水体卫生,39,后果： 恶化水的感官性状 降低水的溶解氧含量，导致水体自净能力减弱，破坏水生生态平衡 用作自来水水源时常堵塞水厂滤池，增加制水成本，并使水质出现异臭异味，甚至与氯消毒剂发生反应，产生致突变、致癌物质。,第二章 水体卫生,4

17、0,中国各海区赤潮发生情况（1952-1998）,第二章 水体卫生,41,长江“输液”救太湖,新华网南京2004年月日电:中国的第一大河流长江向第三大淡水湖太湖输送了.亿立方米的江水，用以“治疗”这一中国著名湖泊严重的水污染。,第二章 水体卫生,42,我国水污染概况？,查阅资料！ 中国环境质量状况公报,第二章 水体卫生,43,水体自净（self-purification）： 指水体受污染后，污染物在水体的物理、化学和生物学作用下，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。 影响因素：受纳水体地形；水文条件；微生物种类、数量；水温和复氧能

18、力、污染物性质、浓度等。,第二章 水体卫生,44,机制： 1、物理净化：稀释、沉淀、迁移 物理过程不减少绝对量，但影响浓度分布，有利于后续化学和生物净化过程。 2、化学净化 : 分解与化合、氧化还原、酸碱中和等。 化学过程可改变污染物的绝对量和毒性。,第二章 水体卫生,45,3、生物净化： 通过河流、湖泊、水库等水体中生存的细菌、真菌、藻类、水草、原生动物、贝类、昆虫幼虫、鱼类等的代谢作用分解水中污染物。使其数量减少，直至消失的过程。 生物净化是水体自净的主要途径。可作为污水处理的基本原理，加以利用。 有机物、重金属、微生物的净化,第二章 水体卫生,46,时间,氧垂曲线图,溶解氧,正常情况下的

19、溶解氧,a,b,c,Cp,有机物净化,氧垂曲线的意义？,第二章 水体卫生,47,有机物自净过程,易被氧化有机物？,化学氧化分解,生物化学氧化分解？,水温、有机物浓度、微生物种类和数量；BOD5,含氮有机物硝化,第二章 水体卫生,48,特征：,1、总趋势 ？ 浓度逐渐降低 2、大多数有毒污染物转变为低毒或无毒化学物 3、重金属？ 溶解状态可被吸附或转变为不溶性化合物沉淀至底泥或进入食物链中 4、复杂有机物？不稳定污染物？溶解氧？有毒污染物？,第二章 水体卫生,49,水体污染物的转归：,污染物的迁移(transport)： 污染物从一点转移到另一点，从一种介质转移到另一种介质的过程。,空间位置的相

20、对移动,第二章 水体卫生,50,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：,第二章 水体卫生,51,污染物的转化（transformation）： 污染物在水环境中所发生的物理、化学、光转化和生物学作用。 污染物改变了形态或分子结构发生变化，以致污染物的化学性质、毒性及生态效应发生改变。,第二章

21、 水体卫生,52,1921年“六六六”作为化学新物质被合成出来； 1951年瑞士科学家穆勒发现其杀虫效果，试用后马铃薯极大丰收，同类农药开始被研发，如DDT等； 60年代到70年代初，有机氯农药被广泛应用，成为首选品种，穆勒因此获得诺贝尔化学奖； 70年代末，发现高残留、抗药性、致突变性，导致全球停产； 最终后果：全球无处不含有机氯农药。,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。,第二章 水体卫生,53,表 2 滴滴涕在食物链中富集作用 食物链 滴滴涕含量（ppm） 浓缩倍数 水 0.00003 浮游生物 0.04 1300倍 小鱼体

22、内 0.5 1.7万倍 大鱼体内 2.0 6.7万倍 水鸟体内 25.0 88.3万倍,警示： 水体资源的轻微污染会引发危害更大的环境灾害； 长期残留的脂溶性化学物质具有极大的生物放大作用； 位于食物链最高端的人类将是环境污染的最大受害者。,第二章 水体卫生,54,小结：,各种水体的污染特点： 水体富营养化 水体污染的自净： 概念、机制、特征 水体污染物的转归： 迁移、转化的卫生学意义,第二章 水体卫生,55,思考题： 1、不同水体污染特点？ 2、你如何看待我国水环境污染状况？ 3、水体污染物转归主要方式？ 4、DDT毒性、转归特点。,第二章 水体卫生,56,第五节 水体污染的危害,生物性污染

23、危害: 生物性病原体： 来源： 人畜粪便、生活污水、医院废水及食品畜牧等 类型： 致病细菌、致病病毒、寄生虫等 接触方式： 饮用、食物、洗涤、娱乐等 危害： 介水传染病,第二章 水体卫生,57,藻类毒素： 微囊藻毒素（microcystin,MC）: 来源：蓝藻（？约2000种，中国已有记录的约900种。约75%淡水产）、淡水藻类铜绿微囊藻(microcystis aeruginosa) 接触方式：贝类富集、直接接触、饮用等,第二章 水体卫生,58,七肽单环化合物，包括-D-谷氨酸,D-丙氨酸,D-赤-甲基天冬氨酸,N-甲基脱氢丙氨酸和一个特殊的含20个碳原子的氨基酸,(2S,3S,8S.9S

24、)-3-氨酸-9-甲氨酸-2,6,8-三甲基-10-苯癸-4E,6E-二烯酸。另外在环状结构2、4位置上的两个L-氨基酸是不同的,(分别用X和Z标明),不同氨基酸简单字母的缩写被用来区别不同的微囊藻毒素,例如,在这些位置是亮氨酸和精氨酸,简称为MC-LR。由于在这两个位置的氨基酸的不同,而且还有其它一些基团的细微变化,就造成微囊藻毒素的种类较多,仅去甲基化的微囊藻毒素的异体种类将近60多种。,第二章 水体卫生,59,MC-LR毒性： 机制之一：主要靶器官是肝脏，它能抑制蛋白磷酸脂酶1(PP1)和2A(PP2A)的活性，导致细胞内蛋白质过磷酸化,继而影响与细胞生长有关的基因表达，如调节与细胞凋亡

25、有关的癌基因Bc1_2和抑癌基因Bax的表达，使肝细胞的凋亡受阻，一些DNA受损的肝细胞逃避机体的细胞凋亡机制而成为快速增殖的细胞，从而使细胞生长失控，引发肝肿瘤； 最强肝脏肿瘤促进剂。 流行病学研究： 继肝炎病毒、黄曲霉素后又一致肝癌的主要危险因素。 急、慢性中毒 动物：,第二章 水体卫生,60,治理： 较强热稳定性：常规净化和家庭煮沸不能消除和减轻其毒性，增加制水成本、降低安全性；,可被活性碳吸收，可以用活性碳净水器对被污染水源进行净化。 蓝藻等藻类是鲢鱼的食物，可以通过投放此类鱼苗来治理藻类，防止藻类爆发。,标准： WHO饮用水卫生基准安全限值暂定为1g/L；暂定MC容许日摄取量(tol

26、erabledaily intake, TDI)的安全限值为0.04g/(kgd)。 我国生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)规定MC-LR的标准值为1g/L。,第二章 水体卫生,61,化学性污染的危害,第二章 水体卫生,62,（一）苯酚类化合物：,指芳香烃中苯环上的氢原子被羟基取代生成的化合物。单元苯酚、多元苯酚；挥发苯酚、不挥发苯酚。 来源：天然水含微量；重要工业原料： 污染方式：生产、运输、储存、使用,第二章 水体卫生,63,毒性： 人体： 细胞原浆毒物： 皮肤粘膜刺激腐蚀作用、抑制中枢神经系统、损害肝肾功能等。 急性中毒为主：大量出汗、肺水肿、黑尿（苯酚尿）、肝及造血系统损害

27、内分泌干扰作用：通过食物链进入机体 环境：水的感官性状、渔业生产、影响水体自净,第二章 水体卫生,64,“火鸡事件”、 “米糠油事件”、 “油症”,第二章 水体卫生,65,多氯联苯（polychlorinated biphenyls, PCBs）:,是联苯苯环上的氢原子为氯所取代而形成的一类含氯有机化合物。是人工合成有机物。 性质：耐酸碱、耐腐蚀；稳定性、绝缘性、耐热性、不燃性 来源：广泛；水体：食物链 持久性有机污染物（persistent organic pollutants,POPs）？,PCBs危 害,典型环境雌激素样污染物，拮抗雄激素睾酮作用,通过食物链在体内蓄积,其他,通过胎盘和乳汁进入胎儿或婴儿,胚胎原始性腺形成期，引起生殖系统结构改变,子代的发育及出生后行为异常,干扰雄激素体内代谢，直接影响睾丸生精功能,直接影响雌性生殖系统发育和功能,人类可能致癌物,慢性