（自然地理学专业论文）山东省饮水安全评价研究.pdf

首都师范大学硕士学位论文中文摘要 中文摘要 随着国际上一些地区和国家饮水恶性事件的频繁发生，饮水安全问题引起了全球的关 注，并已成为全球性的重大战略性问题。本文针对人类对健康饮用水需求的严竣形势，提 出了饮水安全的概念，并由此探讨了饮水安全评价的基本理论问题，在此基础上以山东省 为研究区域构建饮水安全评价指标体系，引入熵权法分别对山东省城市和农村饮水安全进 行评价。 评价结果表明，影响山东省农村饮水安全的指标主要有集中供水( 到户) 普及率、现状 人均供水量、现有集中供水工程供水潜力和集中供水通村率；影响山东省城市饮水安全的 主要指标是人口密度和自来水普及率。 山东省农村饮水安全状况相对较好的地区有青岛市、淄博市、菏泽市、潍坊市、莱芜 市、聊城市，其它地区低于全省总体水平。根据农村饮水安全综合指数的等级划分，山东 省所有地区饮水安全状况均没有达到较安全水平；其中青岛市和淄博市2 个地区的农村饮 水安全状况为稍安全；荷泽市、潍坊市、莱芜市、聊城市、滨州市、烟台市、东营市、枣 庄市、临沂市、济南市、威海市1 1 个地区处于较不安全状况；泰安市、德州市、济宁市、 日照市4 个地区为不安全。 山东省城市饮水安全的发展趋势是稍不安全的城市比例减少，不安全的城市增加，部 分城市由稍不安全状况演变为不安全级别，如蓬莱市和聊城市等，部分城市由不安全级别 转变为稍不安全级别，如禹城市和临沂市。 最后，针对饮水安全评价结果以及山东省饮水安全出现的问题，本文分别从技术手段、 管理体制、公众意识和政策引导等方面对饮水安全的保障提出了建议和对策。 关键词；山东省，饮水安全，指标体系，熵权法，饮水安全综合指数 首都师范大学硕士学位论文 英文摘要 a b s t r a c t i t sw e l lk n o w nt h a tw a t e ri st h eb a s i cd e m a n df o rm a n k i n d ss u r v i v a l d i n g i n gw a t e rc r i s i s h a sa t t r a c t e dh i g h l ya t t e n t i o nb ya l lc i r c l e so fs o c i e t yp r e s e n t l y m o r e v e r , t h es h o r t a g eo fw a t e r r c 踟啊c e t h ei n c r e a s i n go fw a t e rd i s a s t e ra n dt h ed e t e r i o r a t i o no fw a t e re n v i r o n m e n tw i l lb ea c o n t i n u o u sp h e n o m e n o ni nt h ef u t h u r e b a s e do nt h i su r g e n tp o s i t i o n , t h i st h e s i sp u t sf o r w a r dt h e c o n c e p to fd r i n k i n gw a t e rs e c u r i t y ( d w s ) a f t e rp r e s e n t i n gt h eb a s i ct h e n r t i c a lc o n c e p t i o no f d w sa s s e s s m e n t , t h ei n d e xs y s t e mf o rd w sa s s e s e m tw a sc o n s t r u c t e d t h ee n t r o p y - r i g h t m e t h o dw a si n t r o d u c e df o rt h ec a l c u l a t i o no ft h ed r i n k i n gw a t e rs e c u r i t yi n d e x ( v w s o o nt h e b a s i so fa b o v e , t h et h e s i se v a l u a t e dt h ec o n d i t i o no fd w si ns h a n d o n gp r o v i n c e t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ep e r c e n t a g eo fp o p u l a t i o nw i t ha c c e s st ow a t e r , t h er a t i o no f w a t e rs u p p l yt ov i l l a g e ，t h ep e r s o n a lv o l u m eo fw a t e rs u p p l y , t h ew a t e rs u p p l yp o t e n t i a lo f p r e s e n tp r o j e c tw e r ei m p o r t a n tf a c t o r t sc o n t r o l l i n gt h ed w si nt h er u r a la r c & h o w e v e r , t h e p o p u l a t i o nd e n a i t ya n dt h ep e r c e n t a g eo fp o p u l a t i o nw i t ha c o e s st ot a pw a t e rw e r eb a s i cf a c t o r s c o n t r o l l i n g t h eu r b a nd w s 稚 t h ec o n d i t i o no fm r a ld w so fq i n g d a o ，z i b o ，h e z c ，w e f f a n g , l a i w ua n dl i a n c h e n gc i t y w e r eb e t t e rt h a no t h e rc i t i e so fs h a n d o n gp r o v i n c e b a s e do nt h et h ed w s ig r a d e , a l lt h er u r a l a r e a sw e r eb e l o wt h e t h er e l a t i v ed w sc o n d i t i o n t h ed w sc o n d i t i o no fq i n g d a oa n dz i b oc i t y w e r er e l a t i v es a f e t y t h ed w sc o n d i t i o no fh e z e ，w e i f a n g , l a i w u , l i a o c h e n g , b i n z h o u , y a n t a i ， d o n g y i n g , z a o z h u a n g , l i n y i ，j i n a na n dw e i h a ic i t yi sr e l a t i v ew o r s e t h ed w s c o n d i t i o no f t a i a n ，r i z h a o ，d e z o u ，j i n i n gc i t yw e r eu n s a f e t y t h ep e r c e n t a g eo fc i t i e sw i t hr e l a t i v ew o r s ed w sc o n d i t i o nw a sd e c r e a s e da n dt h eo p p o s i t e t r e n dw a so b s e r v e di nc i t i e s 稍t hu n s a f t yd w sc o n d i t i o n t h ed w sc o n d i t i o no faf e wc i t i e s w a sc h a n g e df r o mw o r s et ou n s a f e t ys u c ha sp e n g l a ia n dl i a o c h e n gc i t yw h e r e a saf e wc i t i e s w e r ec h a n g e df r o mu u s a f e t yt ow o r s es u c ha sy u c h e n ga n dt j n y ic i t y c o n t r a p o s i n gt ot h ee v a l u a t i o nr e s u l t sa n dt h ep r o b l e m sr e l a t e dt od w s i ns h a n d o n g p r o v i n c e ，目0 1 n ea d v i c ea n dc o u n t e r n l e a s u r e sa r ed r a w nt oe n s u r ed w si nv i e wo ft e c h n i q u e m e a u s ，m a n a g m e n ts y s t e m ，p u b f i cc o n s c i o u s n e s sa n dp o l i c yl e a db a s e do nt h ep r i n c i p l ef o r h a r m o n i o u sc o e x i s t e n c eo fh u m a na n dn a t u r ea n dg u i d e db ys u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n tc o n c e p t k e y w o r d s ：s h a n d o n gp r o v i n c e ；d r i n k i n gw a t e rs e c u r i t y ；i n d e xs y s t e m ；e n t r o p y - r i g h tm e t h o d ； d d n k i n gw a t e rc o m p r e h e n s i v es e c u r i t yi n d e x 首都师范大学硕士学位论文 目录 一、城市饮水安全存在的主要问题 二、城市饮水安全对策 第六章结论与展望 一、结论 二、展望 参考文献 致谢。 6 0 “ 图目录 6 4 6 4 图1 1 饮水安全研究技术路线1 4 图2 - 1 山东省行政区划图 图2 - 2 山东省水系图1 8 图2 - 3 山东省2 0 0 5 年河流断面水质类别图2 2 图3 - 1 农村饮水安全评价指标体系 图3 - 2 城市饮水安全评价指标体系 图3 - 3 饮水安全指数与安全状态的对应关系 图4 1 山东省农村人口比例变化 图4 2 山东省农村饮水安全评价指标权重值 图4 - 3 山东省农村饮水安全单项指数的区域差异3 9 图4 _ 4 山东省各地区农村饮水安全综合指数 图4 - 5 山东省典型地区农村饮水安全单项指数对综合指数的贡献度。4 1 图4 - 6 山东省近5 0 年来城市人口变化趋势4 2 图4 _ 7 山东省1 7 市地区降水量分布( 2 0 0 0 2 0 0 4 ) 4 3 图4 8 山东省2 0 0 6 年城市水源地水质状况季节变化 图牟9 山东省城市污水处理能力4 7 图4 - 1 0 山东省1 7 市城市污水处理率， 图4 - 1 1 山东省城市供水能力变化趋势 图4 - 1 2 山东省2 0 0 1 年各地区居民实际用水量比较4 9 图4 - 1 3 山东省城市用水普及率变化 图4 - 1 4 山东省城市饮水安全评价指标权重值 图4 - 1 5 山东省城市饮水安全综合指数总体情况 i i i 首都师范大学硕士学位论文 目录 图4 - - 1 6 山东省城市饮水安全单项指数时间变化( 1 9 9 5 - 2 0 0 4 年) j 2 图4 - 1 7 山东省2 0 0 0 2 0 0 4 年城市饮水安全综合指数散点图。 表目录 表1 - 1 饮用水中典型微量元素与人体健康研究概况6 表4 1 山东省农村饮水安全人口分布与其它地区的比较3 4 表4 - 2 山东省农村水质性饮水不安全人口分布与其它地区的比较3 5 表4 - 3 山东省农村饮水定额调查统计表3 6 表4 4 山东省各地区农村饮水安全指数 表4 - 5 山东省2 0 0 1 年1 7 市水资源量 3 8 4 3 表4 - 6 山东省2 0 0 6 年1 7 市水源地水质状况4 5 表4 7 山东省各市区供水方式及供水量比较 表4 - 8 山东省城市饮水定额调查统计表 表4 9 山东省各地区城市饮水安全综合指数( 2 0 0 0 - 2 0 0 4 ) i v 首都师范大学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取 得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体己经发表或撰 写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 熟含叶 i j 日期：2 西f 莎月，2 日 首都师范大学位论文授权使用声明 本人完全了解首都师范大学有关保留、使用学位论文的规定，学校有权保留学位论文 并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版。有权将学位论文用于非赢利 目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查阅。有权将学位论文的内容编入有关数据 库进行检索。有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规 定。 学位论文作者签名： 缸含l 斗 i f 日期：蚺6 月阳 首都师范大学硕士学位论文 第一章绪论 第一章绪论 第一节研究背景及意义 近年来，由于国际上一些地区和国家频繁发生饮水恶性事件，饮水安全和卫生问题引 起了全球的关注，饮水安全已成为全球性的重大战略性问题。世界卫生组织的调查表明； 在发展中国家，有8 0 的疾病是因为饮用了不安全、不卫生的水而传播的，每年大约有 2 0 0 0 万人死于饮用不卫生的水，饮水安全问题严重地威胁着人类生命 据初步调查，全国农村有3 亿多人饮水不安全，其中约6 3 多万人饮用高氟水，2 0 0 万人饮用高砷水，3 8 0 0 多万人饮用苦咸水，1 9 亿人饮用水有害物质含量超标，血吸虫病 区约1 1 0 0 多万人饮水不安全；相当一部分城市水源污染严重。保障饮水安全已成为构建和 谐社会的必然要求。党中央、国务院及有关部门对饮水安全问题高度重视。胡锦涛总书记 多次对饮水安全工作做出重要批示，强调“要把切实保护好饮用水源，让群众喝上放心水 作为首要任务”温家宝总理在政府工作报告中指出：“我们的奋斗目标是，让人民群众喝 上干净的水、呼吸清新的空气，有更好的工作和生活环境。”汪恕诚部长在全国农村饮水 安全工作会议上提出：“要把保障饮水安全、维护生命健康作为水利工作的首要任务”。 山东省作为南水北调东线的重要组成部分，是面源与浅层地下水污染交互影响的典 型区，水源地保护和水质改善极具重要战略意义( 国家环境保护总局，2 0 0 6 ) ，以山东省 为例研究饮水安全问题可为调水沿线或库区周边地区环境保护管理策略调整；完善水源地 水质安全评价指标体系与方法；制定饮用水源地环境质量标准和分质供水标准，修订现行 饮用水国家标准等提供有益参考。 第二节国内外研究进展 一、对饮水安全问题的理解 饮水安全问题通常是指在人类社会生活中发生的与饮用水有关的问题( 如水源地污 染、水质性地方病、因干旱等造成的水量短缺等) ，由此给人类社会带来危害( 如人体健 康状况恶化、人口死亡、饮水舒适度降低等) ，进而引发一些经济社会和区域安全问题。 由于人类社会活动影响，使水资源总量减少、污染加剧、区域水循环平衡受到干扰，水资 源的区域竞争愈演愈烈，饮水安全也面临越来越大的挑战。 饮水安全问题的内涵应该包括两方面：一个是饮水安全的自然属性，即水资源分布不 首都师范大学硕士学位论文第一章绪论 均、干旱、苦咸水、地方病等自然型的饮水安全问题；一个是饮水安全的社会属性，由于 人类对自然水循环的干预导致饮水安全凸现为社会问题，如水量短缺、水质污染、水分配 不均、水资源浪费、水价攀升、水管理混乱等等。饮水安全问题的外延是指由饮水安全引 发的其它安全问题，如人体素质下降、地区冲突、社会政治经济稳定及国家安全等。 由以上的分析，可以对饮水安全问题理解为：在现在或者将来，由于自然或人类的干 扰导致饮水资源质、量波动，或是二者耦合，使得人类赖以生存的区域饮水安全状况发生 了对人类不利的演变，并正在或将来要对人类社会的各方面产生不利影响，意即人类用水 的不可持续发展。 二、饮用水与人体健康关系研究 ( 一) 饮用水与人体健康关系研究的形成和发展 据b a k e r ( 1 9 4 9 ) 记述，早在史前时期人类就开始寻求纯水；梵文艺术和埃及碑文中 就有有关水处理知识的记载；新约全书里讲述了受污染的水能致病：“水用三遍而虫生， 许多人因水而死，因为水变苦了”( b a r z i l a ye ta 1 ，2 0 0 2 ) ；淮南子一书中提出“土地各 以类人”的概念，认为土壤对人体健康存在影响，而土壤也是通过饮水和食物对人体产生 危害。可见，很早以前人类就已经开始关注饮用水的健康问题；s n o w ( 1 8 5 5 ) 于1 8 5 4 年 在伦敦市区所进行的详细的霍乱流行病的研究，首次证实公共给水能够成为人类的污染 源，威胁人类健康；在1 9 0 7 年h a z e n 的著作中得出过滤可取得优良的水质；在1 9 0 8 年推 广使用加氯消毒以后，水处理取得了最重大的进展，进而也带动了饮水标准的制定。 由于不合理的生产，导致环境恶化。我国七大流域已有7 0 以上的河段受到污染，流 域内1 4 的人口在饮用不符合卫生标准的水。调查表明，8 0 的疾病和5 2 的儿童死亡与 饮用水水质不良有关，世界各医院住院人数的5 0 是因水污染而患病。由于水质污染，全 世界每年有5 0 0 0 万儿童死亡，3 5 0 0 万患心血管病，7 0 0 0 万人息结石病，9 0 0 0 万人患肝炎。 近3 0 年来我国癌症发病率持续上升；全国的高m 压患者以每年2 5 的速度递增，现在已 经超过1 亿人。因水质产生的饮水安全问题成了科学界关注的新焦点。 ( 二) 饮用水与人体健康关系研究的内容与方法 1 安全、健康饮用水的标准探讨 建立饮用水水质安全的评价依据。按照我国规定，安全饮用水是符合生活饮用水卫生 标准( g b 5 7 4 9 8 5 ) 的水。安全饮用水的出发点是能满足人体的生命维持和安全的基本营 养需要。安全饮用水标准的界定是评判饮用水与人体健康关系的基础。 2 首都师范大学硕士学位论文 第一章绪论 在安全饮用水的基础上，能够进一步促进人体健康的健康饮用水也是探讨的内容之 一。对于健康饮用水的科学内涵，f o x 指出健康水的标准是含有一定硬度( 理想的是1 7 0 m g l 左右) ，要有一定量的溶解性总固体( 理想的是3 0 0 m g l ) 和p h 值偏碱性( 在7 0 以上) ( f o x ，1 9 9 6 ) 李复兴( 1 9 9 4 ) 将健康饮用水界定了七条标准，包括( 1 ) 不含有毒 有害及有异味的物质；( 2 ) 水的硬度适中，以碳酸钙计，每升含5 0 - 2 0 0m g 为宜；( 3 ) 人 体所需矿物质含量及比例要适中；( 4 ) p h 呈微碱性；( 5 ) 水中溶解氧及c t h 含量适中；( 6 ) 水分子团小；( 7 ) 水的生理功能如渗透力、溶解力、代谢力等要强。 2 水体中元素、污染物质与人体健康的关系研究 2 1 影响人体健康的元素普查 微观上讲，饮水与健康的关系主要是元素与人体的关系。通过调查统计元素高于危险 性水平较高的特殊地区和人群，通过流行病学研究和试验室毒性研究评价其危害，建立饮 用水元素与人体健康的对应关系，确立元素的作用阙值。 2 2 饮用水中相关元素对人体作用的影响因素 ， 2 2 1 剂量与个体敏感性 决定某种元素对人体有害和无害的重要因素是它的量。德国科学家伯特兰德 ( c a b e r t r a n d ) 在研究生物必须元素时，发现植物缺少某种元素不能成活，元素适量茁壮成j 长，当元素过量时就显示出对植物的毒性，甚至导致死亡。例如人体对必须元素氟就十分 敏感，饮水中所含氟元素的最适浓度为0 5 1 0m g l ( 朱颜明等，2 0 0 2 ) 。同时，个人的健 康、生理状况、遗传基因等可以影响人体对环境异常变化的反应强度和性质，年龄和性别 也可以改变元素对人体的作用。 2 2 2 作用时间 许多化学元素，尤其是重金属，具有蓄积性。当长时间地摄入量大于排泄量时，就可 以在体内蓄积达到中毒阈值。元素在体内的蓄积程度一方面决定于元素和器官组织的亲和 力，另一方面也取决于在生物体内的半衰期长短。半衰期逾长，该元素在体内就愈难排出。 例如s r 的半衰期长达3 6 年，一旦在体内蓄积就很难自然排出，而对于那些半衰期较短的 元素，如m o ( 5 天) 、s e ( 1 1 ) 天就容易从体内排出了。 2 2 3 化学元素在体内的相互作用 化学元素作用于人体常常不是单一的。当两种或两种以上元素作用于人体时，机体的 反应就有以下四种情况：即相互无影响、相加作用、相乘作用和拮抗作用。一般相互无影 响的情况比较多，即机体的剂量反应关系是独立的。相加作用时，它们的反应是共同的， 3 首都师范大学硕士学位论文第一章绪论 如铜和铁在机体内显示生理协同作用，没有铜，在生物合成机制中铁就不能进入血红蛋白 分子。因此，当铁充足而缺少铜时，人就会发生贫血症( 吴沈春，1 9 8 2 ) 。相乘的机会不 多，目前最引人注目的是拮抗作用，如a g c u 、a u c u 、c u z n 、z n c d 、a s s e 、l i n a 、 r b k 、b a s r 、h g - s e 等，它们作用时相互的。例如在高砷的水环境中，当硒含量也很高时。 便可降低砷的毒性。杨克敌等研究认为，饮水中加硒能促进体内氟的排泄，增强机体的抗 氧化能力，硒对氟引起的脂质过氧化作用的拮抗机制可能与机体的排氟能力提高及体内抗 氧化酶活力明显增强有关( 杨克敌等，1 9 9 6 ) 。汞、砷中毒时可以选用硒来拮抗。 2 3 饮用水中有害元素、污染物质对人体健康的生态风险评价 健康风险评价就是评价水体中有害元素、污染物质是否对人体健康构成威胁、危害的 潜在频率和后果。它的任务就是识别风险的类别与等级，预测事故的影响范围、危害程度， 为制定事故的预防对策和应急措施提供科学依据，在维护公众健康方面具有不可替代的作 用。主要的评价方法有风险识别、剂量效应关系、暴露评价、风险表征四个步骤。 2 3 1 风险识别 风险识别是进行风险评价的基础，它定性地分析水体中某种物质是否对人体健康有毒 性和危害作用，以及这种物质的健康效应类型，这一步骤通常通过动物实验、流行病学资 料的调查、体外试验、分子结构比较等方法来对化学污染物进行识别，并进一步判定化学 物质效应类型、有无反应阈值，以便采取不同的评价方法进行进一步风险分析。 2 3 2 剂量效应关系 剂量效应关系是生态风险评价的重要核心部分，也是开始进入定量评价的阶段，目的 是求得某化学物质的剂量与健康的定量关系。 2 3 3 暴露评价 暴露评价是对污染物质暴露途径和特征的评价，从污染物的暴露源到汇予以正确描 述。暴露特征，包括有毒物质理化特征及其释放情况，在水环境中的转归与分布，暴露途 径、暴露浓度、暴露持续时间等。 2 3 4 风险表征 风险表征是把风险发生的概率与损害程度以一定的量化指标表现出来，目的是说明一 个区域水体中化学物质对人体健康的影响。 2 4 饮用水与人体健康关系研究的主要方法 饮用水与人体健康是涉及流行病学、毒理学、水化学等多领域的交叉专题。近年来的 研究显示出多学科研究饮用水与人体健康的必要性、必然性和潜在优势。饮用水与安全的 4 首都师范大学硕士学位论文第一章绪论 研究方法也涉及到各个领域的基本方法，相关研究方法也会促进饮用水与健康研究方法的 深入、发展。 2 4 1 饮用水中有害物质检测鉴定方法 研究饮用水与人体健康离不开对饮用水水质的检测。准确的测定出饮用水中所含物质 是进行该方面研究的基础。目前对于常规污染项目则使用原子吸收法、分光光度法、高压 液相色谱法、离子色谱法、膜电极法，甚至一些化学方法等。对水生生物和人体健康有潜 在危害的有毒污染物，主要采用的分析方法有： ( 1 ) 用g c 或g c m s ( 2 ) 用g c m s ( 3 ) 用g o - e ( 4 ) 用i c p 或i c p m s 测定挥发性有机污染物 测定半挥发性有机污染物 测定含有机氯农药及多氯联苯等 同时测定多种金属元素 2 4 2 流行病学研究方法 通过流行病学基本的研究方法，确定饮用水中某元素或污染物与人体健康的相关关系 是饮用水与健康的最基本方法。通过流行病学调查，数据统计分析出相关性，进而分析原 因是很多学者研究的基本思路。在饮用水与人体健康研究中，应加强流行病学研究方法在 此的应用。 2 4 3 生物诊断法 主要是通过动植物、微生物对污染水质的机体反应确定饮用水中所含物质对生物体造 成的毒理危害，实现对人体毒理危害的研究。通常水中有害物质对健康的影响采用动物实 验的方法，是实现剂量效应关系研究得主要方法。例如，应用藻类毒性实验方法对水体中 污染物的毒性进行检测，国内外进行了大量的研究( l e s e t a l ，1 9 8 4 ) ，其中重金属对藻类 的影响最多也最深入。水体污染物毒性诊断标准的实验方法，选出敏感的实验生物，达到 快速诊断的效果。 ( 三) 饮用水与人体健康关系研究的主要成果 1 水文地球化学异常是饮用水与人体健康关系紧张的根本原因 1 1 单一元素与人体健康方面的研究 大量的研究报道了各类疾病与生命元素的缺乏、过剩和比例不平衡之间的关系。当今 人类非传染性疾病的9 0 以上与元素平衡失调有关，占总死亡人数7 0 的慢性病和位于死 因前列的恶性肿瘤和心血管疾病亦与元素的丰缺失调密切相关( 柴巍中，2 0 0 3 ) 。饮用水 中元素的丰缺导致水型地方病的产生，相关研究成果总结，如表1 - 1 。 5 首都师范大学硕士学位论文第一章绪论 表1 - 1 饮用水中典型微量元素与人体健康研究概况 上述研究集中在流行病学研究，也有地质、环境工作这得参与，但缺乏合作性研究。 研究多集中在单一元素的影响，存在一些元素之间的相互作用研究，相对前者略显薄弱， 今后需加强。 1 2 饮用水硬度和总溶解性固体( t d s ) 对健康的影响 单个元素异常会导致相应的疾病，从总体上看，所有这些矿物元素，包括钙、镁、锶、 铁、锰以及许多微量元素如氟、锌、锡、镉、铅、铜和铬，即所谓的水的硬度，或者说t d s ， 也会对人体健康产生影响。硬度侧重钙和镁元素，而t d s 包括其它的所有的元素。目前饮 用水硬度对人体健康造成的影响尚没有明确的观点。但据美国科学家的研究表明，饮用水 硬度与心血管疾病呈负相关关系。一个地区饮用水硬度越低，当地居民心血管疾病的发病 率就越高。f o x 也指出，水的硬度、t d s 和心脏病死亡率有明确的联系( f o x ，1 9 9 6 ) 。但 目前矿物元素对心血管病和骨质疏松的影响还未有最终结论，理想的利于人类健康的硬度 还没有确切的划分。 2 人类活动引起水质异常是危害人体健康的主要原因 2 1 不合理的农业生产造成的饮用水质下降对人体健康的影响 首先是对农药污染水质对人体的危害研究。六六六、滴滴涕等有机氯农药沉降后演变 成毒性更强的衍生物，这些物质能够破坏动物的生殖能力、给人体带来肝脏组织和肝功能 6 首都师范大学硕士学位论文第一章绪论 受损。实验表明对小鼠有致癌性。黎丹戎、刘宗河等通过对肝癌高发区扶绥县居民进行饮 用水水质全面调查，得出饮用水污染与肝癌发病有关，污染重者死亡率高，反之较低。饮 用污染水可作为多因素的肝癌病因之一肝癌的死亡率与水质中亚硝酸根离子、腐殖酸、 c o d 等含量成正相关( 黎丹戎等，1 9 9 4 ) 。 其次是农业生产中大量化肥使用造成的危害研究。一方面，导致地下水中硝酸盐的含 量上升。人类如果长期饮用硝酸盐含量高的地下水( 含量超过每升1 0 毫克) ，就可能引发 婴幼儿高铁血红蛋白质综合症，即所谓青紫婴儿综合症，也叫蓝婴儿综合症。辽宁省瓦房 店市妇婴医院儿科曾有一婴儿在服用自家井水溶奶粉，导致蓝婴儿综合症( 张维佳，1 9 9 5 ) 另一方面，导致饮用水源的富营养化国内外很多学者研究表明，饮用水中的蓝绿藻及其 产生的毒素与人群中的肝癌有着密切的关系( 余顺章等，1 9 9 5 ；罗皓等，2 0 0 4 ；王红兵等， 1 9 9 5 ；u e n o e t a t ，。1 9 9 6 ) 。孙昌盛等通过对福建省同安县的实地调查分析也得出肝癌高发 区饮用水中广泛存在蓝绿藻，同安县肝癌、食管癌等消化系恶性肿瘤高发与饮用水中藻类 分布相吻合( 孙昌盛等，1 9 9 5 ) 。 2 2 工业生产对饮用水的影响与人体健康 工业生产过程中未经处理的三废污染物对水体的影响。其中重金属污染源主要来源是 工厂排出的废水、固体废弃物。例如冶炼厂，电池厂，电镀厂，农药厂等。重金属污染对 人体健康的危害是多方面、多层次的，其毒理作用表现为：造成生殖障碍、影响胎儿正常 发育、威胁儿童和成人身体健康等。 据分析，目前自来水中重金属污染的主要来源是管道的腐蚀。路凯等以北京市政饮用水 铜管网为研究对象，通过实验得出，使用铜水管的用户抹消水中镉、镍浓度不同程度超标。 调查显示铜水管用户末梢水部分指标超标与使用不锈钢水龙头有关( 路凯等，2 0 0 4 ) 。 石增宝等调查了受工业长期污染的饮用水源对人体健康影响。研究表明，居民的消化 症状发生率显著高于对照组，免疫球蛋白i g o 、i g a 水平显著低于对照组，淋巴胸微核阳 性率和微核率均显著高于对照组( 石增宝等，1 9 9 4 ) 。石油及相关产品中苯、甲苯和汽油 添加剂等已成为许多国家地下水常见的污染源，这些物质有些可能致癌。 2 3 水处理产生的副产物对健康的影响 氯消毒产生的致癌消毒副产物对人体健康的危害已被证实。地面水经净化处理消毒制 成饮用水后，致突变活性或致突变活性增强。饮用水的致突变活性强弱受季节、致突变前 体物、加氯量、水中p h 值等因素影响( g r a b o w ，1 9 8 1 ) 。7 0 年代，研究发现饮用水中氯 代消毒副产物与膀胱癌、直肠癌有关( c a n t o r ，1 9 9 2 ) 。吕嘉春等应用回顾性定群研究方法， 7 首都师范大学硕士学位论文第一章绪论 探讨武汉市饮用不同水源与人群白血病发病的关系，研究结果表明人群白血病发病相对危 险度与饮用水致突变作用有显著的正相关关系，与饮用水有机卤代烃污染有关( 吕嘉春等， 1 9 9 4 ) 。此外，研究发现氯化消毒副产物还与生殖发育损害有相关性( 童小萍等，2 0 0 3 ) 。 朱柏华等通过实验探讨了饮用水有机物浓集流速及加氯量对致突变活性的影响。实验表 明，在净水过程中保证流行病学安全前提下，减少加氯量和加氯次数是十分必要的( 朱柏 华等，1 9 9 4 ) 。 3 不同饮水类型与人体健康关系的探讨 基于对健康的影响饮用水可分为传统饮用水，如井水、自来水、河水、池塘水等和新 型饮用水，如矿泉水、纯净水、碱性离子水、活化水等。后者也称为功能水，即用物理的 方法，使水的某种功能得以强化，达到促进健康的作用。各种不同类型饮用水对人体健康 影响尚未取得公认的结论。 3 1 不安全的传统饮用水与人体健康 基于不同饮用水类型污染状况的差异，不同传统饮水类型对人类健康的影响存在差 异一些学者研究了不同饮水类型与某一疾病发病率之间的关系。陈坤等应用回顾前瞻性 方法，以海宁市八个乡镇作为研究区，分析了不同传统饮水类型癌症发病率的差异及其联 系。研究显示，饮用池塘水的肝、肺、胃、食道及结直肠的癌症平均发病率男女均为最高； 而饮用井水的上述5 种癌症的平均发病率最低( 陈坤等，1 9 9 4 ) 。此外，笔者应用相同的 方法对该区各饮用水类型与结直肠癌发病的关系进行了探讨。结果得出饮用河水、池塘水 者，其罹患结肠癌或直肠癌的危险性比相应的饮用井水者至少要高出7 倍以上。刘伯林提 出饮用水类型与血压水平相关。饮用自来水者，其平均血压水平低于饮用河水、池塘水或 井水者( 刘伯林，2 0 0 4 ) 。但并没有分析出这种相关性的原因。这些研究找出了不同饮用 水源对人体健康的不同影响，但各饮水类型中不同污染物的致病机理尚不明确。 3 2 新型饮用水与人体健康 新型饮用水对健康的影响一直是人们关心的问题。宋瑞霞等对纯净水、矿溶水、活化 水、碱性离子水，四种新型饮水进行了安全性及小鼠免疫功能研究，指出新型水未呈现遗 传毒性，对小鼠的免疫功能未产生影响。新型水符合安全饮用水的要求，但并无法指出上 述四种新型饮用水为健康的饮用水( 宋瑞霞等，2 0 0 4 ) 。汤先伟等也利用小鼠试验，探讨 长期饮用活性水、矿泉水和纯净水对小鼠的生物效应。结果表明，饮用活性水的小鼠体重 明显大于对照组，矿泉水和纯净水对小鼠体重无影响，长期饮用商品水引起小鼠耐力和体 力恢复能力明显下降，对肝脏功能、蛋白合成能力和脂肪代谢产生一定的不良作用( 汤先 8 首都师范大学硕士学位论文 第一章绪论 伟等，2 0 0 2 ) 而李业鹏等学者则得出关于新型饮用水对小鼠体重影响的不同结论，活化 水雌性小鼠体重增长的影响并不显著，对雄性小鼠的体重增值明显低于纯净水( 李业鹏等， 2 0 0 4 ) 。因此有关新型饮用水对人体健康的影响仍需进一步深入探讨。另外，虽然新型饮 用水日益受到人们的注意，但更大程度上是作为一种饮料，传统饮用水仍为长久、大众的 饮用水源。因此加强传统饮水安全的研究，治理污染等十分必要。 4 生活饮用水标准的研究 主要集中在生活饮用水水质标准的制定，以及各国生活标准的对比研究。两者相辅相 成促进饮用水标准制定的不断完善。目前我国生活饮用水水质标准是2 0 0 1 年发布的生活 饮用水水质卫生规范。 ( 四) 饮用水与人体健康关系研究中存在的问题与展望 1 主要问题 1 1 研究面相对比较狭窄，广度、深度尚未拓展 上述研究多从饮用水中单一元素或污染物对人体健康的影响的相关分析入手，忽略了 多种元素对人体健康的复合影响。污染物之问的相互作用关系及其生理生态效应不仅受生 物因子的制约，而且和污染物的化学性质及环境条件直接相关( 何永田，1 9 8 6 ) 。有关复 合污染机制的研究比较少。 对饮用水的界定仅局限于狭义的饮用水，而事实上，人作为生态系统中的一级，不仅 直接通过饮水获得，还可以通过饮食食物链的方式间接的获取水资源。因此有必要拓 展饮用水对人体健康研究体系，建立安全的饮用水生态系统概念。林玉娣等对太湖藻类毒 素对人体的危害研究，指出藻类毒素污染饮水湖中生物动物链状危险的确存在， 对人群健康已构成威胁因此，要真正解决饮用水安全问题，需要从生态系统的角度确定 饮用水的安全( 林玉娣等，2 0 0 3 ) 。 1 2 理论研究不够，缺乏理论支持，饮用水与人体健康关系研究的体系尚未建立 多年以来对水的研究，只注意生物体外水的研究，而忽略生物体内水的研究。以人体 为研究的主体，可以把水分为体外( 自然界水) 水与体内水。目前对水研究都集中在体外 水的领域之中，例如水资源、水利、水文、水工程技术、水环境保护等，而对体内水分布、 运动、结构、功能，特别是从细胞水平、分子生物学水平来认识水、研究水更是存在许多 盲区和空白。饮用水与健康的理论研究体系还远远没有建立起来。以饮用水与健康为主题 的书籍还很少。 1 3 研究方法有待拓展 9 首都师范大学硕士学位论文第一章绪论 从研究方法来看，目前研究方法主要集中在动物实验或数据统计分析某一特定水质或 饮水类型与某一类或一种疾病的相关性。水质的检测方法尚需进一步改进。生物方法在我 国研究相对较少。 2 研究展望 ( 1 ) 拓展研究领域，建立饮用水生态系统 ( 2 ) 从生态系统的角度，建立饮用水在各个营养级的安全指标 ( 3 ) 完善饮用水与健康的研究方法 ( 4 ) 完善水学科体系的建立，为饮用水与健康研究提供理论支持 ( 5 ) 加强学科之间的交流与合作 三、饮水安全的研究内容与评价 ( 一)饮水安全的研究内容 在饮水安全研究的内容中，饮水安全的范畴、饮水安全的度量、饮水安全评价和饮水 安全保障体系建设等都是其研究的主要内容，其中饮水安全的度量是最核心的内容。 ( 二)饮水安全评价研究进展 1 研究方法 目前对于饮水安全评价指标体系的系统研究还显见报道，在已有文献中一般将饮水安 全归为区域水安全评价指标体系的一部分( 韩宇平等，2 0 0 3 a ；2 0 0 3 b ) ，关于饮水安全评价 指标体系的分析与评价也仅见于农村( 徐志芬等，2 0 0 6 ) ，城市饮水安全评价指标体系还 比较少见。 在有关饮水安全问题的研究文献中，对饮水安全问题理论上的分析较多( 金鑫等， 2 0 0 6 ) ，即使有数据支持，也是简单的描述性统计，且多见于农村饮水安全问题的分析( 张 蔚云等，2 0 0 6 ；徐志芬等，2 0 0 6 ) 。 在中国南方农村饮水安全评价中首次见到使用组合权重模型( 文俊等，2 0 0 6 ) ，但由 于所选用的指标也较少，难以全面反映饮水安全的问题。尽管如此，使用数学模型评价饮 水安全也是定量研究饮水安全问题的有益探索。定量研究模型在国内外尚不多见，其主要 原因就是如何确定这些评价指标的权重，这也是目前综合评价研究的难点之一( 朱秀珍等， 2 0 0 4 ；j a c o be ta 1 ，1 9 9 7 ；金菊良等，2 0 0 4 ) 。 2 饮水安全评价模型中权重的确定 在区域生态安全评价中，各个指标对生态安全的影响程度是不同的，在评价过程中 需要确定指标的相对重要性，其相对重要性的度量值称为权重或权系数。指标权重的确定 1 0 首都师范大学硕士学位论文第一章绪论 在评价问题的求解过程中具有举足轻重的地位，科学合理地确定指标的权重，直接关系到 评价结果的可靠性与正确性。目前赋权方法大体可以分为三大类，即主观赋权法、客观赋 权法及组合赋权法。 2 1 主观赋权法 是根据评价者主观上对各指标的重视程度来确定权重的方法，其原始数据由专家根据 经验主观判断而得到。主观赋权法的优点是专家可根据实际的评价问题和专家自身的经 验，按重要程度合理有效地确定指标的权重排序，不会出现指标权重与实际重要程度相悖 的情况。缺点在于：它主要反映了专家的主观意向，具有较强的主观随意性；各指标的重 要程度往往很难用准确的数值来描述。层次分析法法是实际应用中使用最多的方法 2 2 客观赋权法 主要根据原始数据之间的关系来确定权重，突出了数据的数学含义，客观性强。但它 过分依赖于实践领域，可能会出现权重的确定与人的主观愿望或实际情况不一致的情况。 因为从理论上来说，多指标评价问题中，最重要的指标不一定使所有评价方案的指标值具 有最大差异，而最不重要的指标却有可能会使所有评价方案的指标值具有较大的差异。常 用的客观斌权法有主成分析法、熵权法、离差及均方差法、多目标规划法等，其中熵权法 用得较多，它利用各指标反映的信息效用值来判断其重要程度的大小( 张卫民，2 0 0 4 ；张 先起，2 0 0 5 ) ，它在城市生态系统健康( 周文华等，2 0 0 5 ) 、城市生态安全( 高长波等，2 0 0 6 ) 评价中得到广泛应用、本研究对于权系数的计算也拟采用熵权法。 2 3 组合赋权法 该方法综合了主、客观赋权的优点，考虑了评价者对指标属性的偏好，同时又减少赋 权的主观随意性，使对指标赋权达到主观与客观的统一，从而使评价结果更加真实可靠。 组合赋权对各种赋权结果的综合通常采用乘法合成的归一化方法和线性加权综合法。 四、关于饮水安全研究进展 1 、饮水安全相关标准的制定 国家有关部门对饮水安全问题极为重视。水利部和卫生部联合制定了农村饮用水安 全卫生评价指标，水利部编制了农村饮水安全工程总体规划及“十一五”规划工作大 纲和全国农村饮用水现状复核评估办法，对调查与评估的内容、方法、标准及基本 要求迸行了统一规定。各相关部门加强了有关用水定额的相关制定，如 农村生活应用水 量卫生标准( g b l l 7 3 0 8 9 ) 、农村给水设计规范( c e c s 8 2 9 6 ) 、室外给水设计规范 ( g b j l 3 8 6 ，9 7 年版) 、村镇供水工程技术规范( s l 3 1 0 2 0 0 4 ) 等，为饮用水的定量研 首都师范大学硕士学位论文第一章绪论 究奠定了基础。 2 、饮水安全问题的理论探讨 饮水安全理论探讨相对研究较少，国内有代表性的是