卫生学教学课件张绮第二章生活环境与健康-水

1、第二节 水,掌握： 生活饮用水的基本卫生要求，我国生活饮用水水质标准； 水体污染的主要来源； 水污染对健康的影响：水的生物性污染与介水传染病，水体汞污染对居民健康的危害，水的净化和消毒的意义； 饮水氯化消毒法的原理和影响因素。,我国水资源概况,相对贫乏,分布不均,为世界人均水量的1/4，在世界排第110位,东南多雨，西北干旱，90%的地面径流和70%的地下径流分布在南方,第二节 水,水源的种类,降 水 地表水 地下水,二、生活饮用水水质标准 （一）生活饮用水水质卫生要求 1. 不得含有病原微生物和寄生虫虫卵 2. 所含化学物质及放射性物质不得危害人体健康 3. 感官性状良好 4. 应经消毒处理

2、并符合出厂水消毒剂限值 及出厂水和管网末梢水消毒剂余量的要求。,（二）生活饮用水水质标准 1985年发布的生活饮用水卫生标准（GB574985）已不能满足保障人民群众健康的需要。为此，卫生部和国家标准化管理委员会对原有标准进行了修订，联合发布新的强制性国家生活饮用水卫生标准（GB57492006）（下称“新标准”）。,生活饮用水卫生规范（2001年）,水质指标,常规检查项目：34,非常规检查项目：62,感官性状 一般化学指标,感官性状良好,毒理学,放射性,不产生毒性和潜在危害,细菌学,流行病学安全,（二）生活饮用水水质标准,1. 感官性状和一般化学指标,色 浑浊度 臭和味 肉眼可见物 pH值,

3、总硬度 铝 铁锰铜锌 耗氧量 其他,总硬度：溶于水中的钙、镁等盐类总量，以CaCO3表示 硬度过高：胃肠功能紊乱、生活不便 硬度过低：心血管疾病 标准：450mg/L（以CaCO3计）,2. 毒理学指标,砷 铬 氰化物 氟化物 汞 硝酸盐,硒 氯仿 镉 铅 四氯化碳,4. 细菌学指标:,细菌总数：细菌总数限值为100 CFU/ml 总大肠菌群：每100m1水样中不得检出 粪大肠菌群：主要来源于人畜粪便 游离性余氯：评价氯化消毒的重要指标，是管网是否有二次污染的信号,3. 放射性指标：、放射性,（一）水体污染的主要来源 生物性污染 化学性污染 物理性污染,三、水污染与疾病,1.生物性污染 某些行

4、业的工业废水（制革、屠宰业）、医院污水和生活污水排入水体后，其中所含的病原微生物污染了水体，可造成介水传染病的流行。 2. 化学性污染 水体受到工农业废水和生活污水污染，使水体含有各种有害化学物质,水体中的无机污染物主要有汞、镉、铅、砷、铬、磷、氰化物；有机污染物主要有酚类、苯类、卤烃类化合物和油类等。,富营养化(eutrophication)是含有大量氮、磷等营养物质的污水进入湖泊、河流、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。 由于占优势藻类的颜色不同，故水面上可呈现绿色、红色、棕色、乳白色等。 这种现象出现在江河湖泊中称为

5、水华,出现在海湾中称为赤潮。,水华,赤潮,3. 物理性污染 热污染是工业企业向水体排放高温废水所致，由于水温升高，使化学反应和生化反应速度加快，水中溶解氧减少，影响水中鱼类和生物的生存和繁殖。 放射性污染主要来自核动力工厂排放的冷却水、向海洋投弃的放射性废物、核爆炸的散落物、核动力船舶事故泄漏的核燃料等。 放射性污染物可附着在生物体表面，也可在生物体内蓄积。,（二）水生物性污染对人体健康的危害 水受到生物性污染后，最常见的危害是引起介水传染病（water-borne communicable disease）的流行。 介水传染病是指通过饮用或接触受病原体污染的水，或食用被这种水污染的食物而传播

6、的疾病，又称水性传染病。,流行原因： 水源水受病原体污染后，未经妥善处理和消毒即供居民饮用。 处理后的饮用水在输配水和贮水过程中，由于管道渗漏、出现负压等原因，重新被病原体污染。 水中的病原体有三类： 即致病菌、病毒及寄生原虫和蠕虫。 最常见的有伤寒、痢疾、霍乱、病毒性肝炎等肠道传染病以及血吸虫病等寄生虫病。,介水传染病的流行特点： 水源一次大量污染后，可出现爆发性流行，绝大多数病例的发病日期集中在该病最短和最长潜伏期之间。 病例的分布与供水范围一致，绝大多数患者都有饮用同一水源的历史。 一旦对污染源采用治理措施，加强饮用水的净化和消毒，疾病的流行能迅速得到控制。,2.藻类及其毒素污染 水体富

7、营养化程度不仅影响水生态环境，还能加快和促使有毒藻类的繁殖和生长并产生毒素。 蓝藻（blue-green algae）是富营养化水域里生长较为普遍的藻类。,（三）水化学性污染对人体健康的危害 当前，水中危害较大的有机污染物主要有酚类化合物、苯类化合物、卤烃类化合物、苯并(a)芘、农药等。无机性污染物主要包括汞、镉、铅、铬、及砷等重金属，氰化物和氟化物等。这些污染物造成的危害程度，可因各种具体情况而有差异。,（三）水化学性污染对人体健康的危害 来源：工农业废水、生活污水,含大量氮、磷：富营养化,含有害化学物：急慢性中毒,1. 汞（重点）： 含汞工业废水、医院口腔科废水、含汞农药污染水体， 沉积在

8、底泥,微生物,甲基化,甲基汞,食物链,生物富集,例如：水俣病：长期食用含甲基汞甚高的鱼贝类,日本熊本县水俣湾地区发生的由于当地居民长期食用该湾中含甲基汞甚高的鱼贝类而引起的一种公害病。,自1950年，海面不时泛起一片片白肚子死鱼,有海鸥坠落水中,镇上的猫跳海自杀,1953年，出现患怪病的人,1）甲基汞的毒性及其发病机理 吸收：呼吸道和消化道吸收率为95%-100%，与Hb、RBC的巯基结合，可透过血脑、胎盘屏障。 排泄：t1/2 （全身）70d，（脑组织）180245d 损伤CNS，不可逆。,2）慢性甲基汞中毒的临床表现 原因是长期摄入小剂量甲基汞。 主要靶器官是CNS，最突出的症状是神经精神

9、症状。 症状：感觉障碍共济失调、视野缩小、听力障碍、语言障碍 全身瘫痪、精神错乱死亡。 Hunter-Russel症侯群：水俣病最典型特异性体征， 包括末梢感觉减退，视野向心性缩小，共济运动 失调及听力和语言障碍。,我国1986年11月颁布了水体污染慢性甲基汞中毒诊断标准及处理原则（GB6989-86）的国家标准。诊断标准如下所述： 甲基汞吸收：头发中总汞值超过10g/g，其中甲基汞值超过5g/g者，即为甲基汞吸收。 观察对象：在汞吸收的基础上，出现3项体征当中的12项阳性体征者即为观察对象。,3. 氰化物,污染来源：,作用机制：游离氰离子与细胞色素氧化酶中的Fe3+ 结合，造成细胞窒息死亡。

10、,危害：剧毒，毒性取决于析出游离CN-的数量。主要表现为缺氧症状和体征。,无机：氰 有机：腈,CN- + S2O3 2-,硫氰酸酶,SCN-（解毒）,体内一般无足够的硫代硫酸盐,4. 酚类化合物 （1）污染来源： 天然水中不含有酚（phenol），水中的酚均来自含酚的工业废水污染。此外，粪便和含氮的有机物在分解过程中，也可能产生少量酚类化合物，故在大量的城市粪便污水中也含有酚。 我国规定，挥发酚类的限值为0.002mg/L。,（2）危害 酚是一种原浆毒，可使蛋白质凝固，可由消化道及皮肤吸收中毒 因酚有特殊臭味，故极少发生饮用水引起的急性中毒事件 长期饮用氯化消毒的水(含酚0.001mg/L），

11、可形成氯酚，使感觉阈显著增高，引起记忆力减退、头昏、失眠、贫血、皮疹、皮肤搔痒等症状，尿酚明显升高,5. 多氯联苯 多氯联苯（polychlorobiphenyl，PCB）是一组由氯置换联苯分子中的氢原子而形成的化合物，为无色或淡黄色油状液体或树脂状。性质稳定，基本不溶于水，不易水解和氧化。工业上常用作增型剂，绝缘剂、高温润滑剂、橡胶软化剂以及油漆的添加剂等。如未经处理任意排放，可造成水源污染。 我国规定，多氯联苯的限值为2.0105mg/L 。,四、改良饮用水质的卫生对策,水源,澄清池,快滤池,反应池,沉淀池,清水池,一级泵站,二级泵站,管网,水源净水流程：,加混凝剂,加氯,用户,1混凝沉淀

12、（coagulation and precipitation） 加混凝剂使水中悬浮颗粒和胶体物质互相粘附聚合成较大颗粒而从水中沉降的过程。 目的：去除天然水中难以自然沉降的细小颗粒，如悬浮物质、溶解性物质和细菌等 混凝剂的种类： - 混凝剂种类繁多 - 常用的混凝剂有金属盐类（铝盐和铁盐等）和高分子两类 - 助凝剂：在澄清浑水中只起辅助作用 影响混凝效果的因素： - 水中微粒的性质和含量 - 水温 - 水的pH - 水中有机物和溶解盐含量 - 混凝剂的使用种类和方法,（二）水的净化,混凝沉淀：,水中杂质,悬浮物 胶体物 溶解性杂质,100m，可自然沉淀。,0.1100m，带负电，不能自然沉淀。

13、,真溶液，很稳定。,混凝沉淀：在水中加入混凝剂，使分散的胶体颗粒相互粘附聚合成较大颗粒，然后从水中沉降下来的过程。 主要去除胶体物质和部分微生物。,混凝剂和助凝剂：,混凝剂,铝盐：硫酸铝，明矾Al2(SO4)3K2SO424H2O 铁盐：三氯化铁（FeCl36H2O）,硫酸亚铁（FeSO47H2O） 碱性式氯化铝：即聚合氯化铝，称三号混凝剂。Al2(OH)nCl6-nm(n=15，m10) 。最多用。 聚丙烯酰胺：（polyacrylamide，PAA)，,助凝剂,使用目的：加强混凝过程，节约混凝剂用量。 分类： 按作用分三类。,调整混凝过程中的pH酸碱类 加大矾花的粒度、比重和结实性，使矾花

14、既便于下沉，又不易破碎粘土，活化水玻璃，等 氧化及其它作用氧化剂类。如加氯将亚铁氧化成高铁 。,影响混凝效果的主要因素,混凝过程的最终目的：是为了产生一种结实而比重又大的大粒矾花，以便迅速彻底和水分离矾花产生与长大情况直接标志着混凝效果。,水温：水温低时，絮凝体形成慢，颗粒细小，松散； 水中微粒的性质和含量：微粒少时，混凝效果差； 水的pH和碱度：水的pH影响水解产物存在形态； 水中有机物和溶解盐类含量； 混凝剂的种类和用量； 混凝剂投加方法(前后顺序)、搅拌强度和反应时间等。,2过滤 (Filtration) 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 目的： 水的

15、浊度达到生活饮用水水质标准的要求 去除水中大部分病原体，如致病菌、病毒以及寄生原虫和 蠕虫等 残留的微生物失去悬浮物的保护，为滤后消毒创造了条件。,城市生活废水，沉渣泛起，泡沫横流。,通过混凝沉淀和过滤后变为净水。,（三）水的消毒：,目的： 杀灭残余微生物，保证饮用水在流行病学上安全。,方法：,化学消毒法,物理消毒法,煮沸、紫外线、超声波消毒,氯、二氧化氯、臭氧、过氧化物、溴、碘以及某些金属离子等消毒。,在选择饮水消毒剂时，应考虑以下因素： 杀灭病原体的效果；控制和监测的难易；剩余消毒剂的有无；对水质感官性状的影响；消毒剂及消毒副产物对健康的影响以及预防或消除的可能性；经济和技术上的可行性。,

16、美国安全饮水委员会通过对12种消毒剂或消毒方法的评价后指出：氯、臭氧和二氧化氯是可供公共给水选择的消毒剂。,氯化消毒,化学药剂消毒饮用水的一种最普及和最有效的方法 消毒的氯制剂：主要有液氯、漂白粉Ca(OCl)Cl、漂白粉精Ca(OCl)2和有机氯制剂等。 有效氯：含氯化合物中氯具有杀菌能力的有效成分， 即氯化物分子团中氯的价数大于1者。 漂白粉含有效氯约28%33% 漂白粉精含有效氯60%70% 优氯净含有效氯约60%64%,氯化消毒的基本原理 影响消毒效果的因素 氯消毒方法,氯化消毒的基本原理,氯溶于水后水解生成次氯酸和次氯酸根,Cl2 H2O,HOCl H+ Cl,HOCl,H+ OCl

17、,漂白粉和漂白粉精在水中均能水解成次氯酸,2 Ca(OCl)Cl 2H2O,Ca(OH)2 2HOCl CaCl2,Ca(OCl)2 2H2O,Ca(OH)2 2HOCl,水中含氨时，氨与次氯酸反应生成氯胺 （一氯胺（NH2Cl）和二氯胺（NHCl2）,NH3 HOCl,NH2Cl H2O,NH2Cl HOCl,NHCl2 H2O,消毒效果,次氯酸,次氯酸根,氯胺,氯的杀菌作用机制： 次氯酸体积小，电荷中性，易于穿过细胞壁； 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。 氯对病毒的作用，在于对核酸的致死性损害。病毒缺乏一系列代谢酶，对氯的抵抗力

18、较细菌强。,（2）常用的氯化消毒方法 1）普通氯化消毒法 加氯量约为0.52.0mg/L 加氯接触时间 30 min 适用于水源水质变动小、污染轻、不含酚的水 污染较重的水加氯量可达35mg/L 游离性余氯：水中0.3mg/L， 管网末梢0.05mg/L,普通氯化消毒法,水质较好、基本上无氨、无酚时，加入少量氯即可达到消毒目的的一种消毒法。此时产生的主要是游离性余氯。 优缺点：消毒效果好，但可产生氯化副产物，游离性余氯较不稳定，不易在较长管网中保持至管网末梢。,2）过量加氯消毒法 用于严重污染的水源水 加氯量大大高于通常加氯量，可达10倍以上 余氯量达到15mg/L 消毒后的水需用亚硫酸钠、亚

19、硫酸氢钠、硫代硫酸钠或活性炭脱除过高的余氯,过量氯消毒法,当水源受有机物和细菌污染较严重时，或在野外工作、行军等条件下，需在短时间内达到消毒效果时 ，加过量氯于水中，使余氯达l - 5mg/L。 消毒后的水可用亚硫酸钠、亚硫酸氢钠或活性炭脱氯。,3）持续性氯消毒法 由于在井水或缸水一次加氯消毒后，余氯仅可维持数小时，消毒持续的时间较短。如反复进行消毒，则又较烦琐。 一些地区在实际工作中采用各种持续消毒法，例如可用竹筒、塑料袋、广口瓶或青霉素小玻璃瓶等，容器上面打孔多个，里面放入一次消毒用量2030倍的漂白粉或漂白粉精，将其以绳悬吊于水中，容器内的消毒剂借水的震荡由小孔中漏出，可持续消毒1020

20、d。 持续消毒器上孔的大小和数目多少可根据余氯测定结果确定。,（3）影响氯化消毒效果的因素 1）加氯量和接触时间 为了保证氯化消毒的效果，必需向水中加入足够量的氯，并有充分的接触时间。 加氯量除满足需氯量外，为了抑制水中残存细菌的繁殖，管网中尚需维持少量剩余氯。 需氯量是指因杀菌、氧化有机物以及某些氯化反应等所消耗的氯量。余氯是指加氯氧化杀菌后剩余的氯量。,2）水的pH值 次氯酸是弱电解质，在水中按下式解离： HOCl H+ +OCl。 其解离程度取决于水温和pH值。当PH9.0时，平衡向右移，次氯酸（HOCl）接近100%；PH=7.5时，HOCl和OCl大致相等。HOCl的杀菌效果较OCl高约80倍，因此氯化消毒时水的pH值不宜太高。,2. 水的pH值,pH值5.0，HOCl为100%； pH值= 6.0， HOCl在95%以上； pH值7.0， HOCl含量急剧减少； pH值= 7.5， HOCl和