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衛(wèi)生學(xué)電子教材-第二章 生活環(huán)境和健康:第二節(jié) 水

衛(wèi)生學(xué)電子教材第二章 生活環(huán)境和健康:第二節(jié) 水:◎<一、水源種類及其衛(wèi)生學(xué)特征>◎<二、飲用水的衛(wèi)生要求>◎<三、水污染與疾病>◎<四、飲用水的改良對策>歡迎進(jìn)入衛(wèi)生學(xué)精品課程!一、水源種類及其衛(wèi)生學(xué)特征 水是自然界一切生命的物質(zhì)基礎(chǔ)之一。成人體內(nèi)水分含量占體重的65%左右,兒童則可達(dá)80%左右。成人平均一日需水量為2~3L。水中常含有多種無機鹽類,是供給機體所需鹽類的重要來源之一。水的比熱和蒸發(fā)潛熱很高,能貯存和吸收多量的熱,故有調(diào)節(jié)體溫的作
<一、水源種類及其衛(wèi)生學(xué)特征><二、飲用水的衛(wèi)生要求><三、水污染與疾病>
<四、飲用水的改良對策>
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一、水源種類及其衛(wèi)生學(xué)特征

水是自然界一切生命的物質(zhì)基礎(chǔ)之一。成人體內(nèi)水分含量占體重的65%左右,兒童則可達(dá)80%左右。成人平均一日需水量為2~3L。水中常含有多種無機鹽類,是供給機體所需鹽類的重要來源之一。水的比熱和蒸發(fā)潛熱很高,能貯存和吸收多量的熱,故有調(diào)節(jié)體溫的作用。

水在地球上分布很廣泛,約占地球總面積的70%?們λ考s為17億km2(表2-5),但可利用的淡水,即河流、湖泊和淺層地下水,僅占總儲水量的0.2%。我國的淡水資源缺乏,人均水量只有世界人均水量的1/4。由于地球表面受太陽輻射的強度不同,降水量的時空分布有很大差異。我國降水量的70%集中在6~10月間。82%的地面水和70%的地下水集中在長江流域以南地區(qū),北方廣大地區(qū)水源尤為不足。保護(hù)水資源已成為當(dāng)前迫切需要解決的問題。1984年我國頒布了《水污染防治法》,使我國水資源保護(hù)和利用的工作提高到一個新的水平。

據(jù)世界衛(wèi)生組織的統(tǒng)計資料,在發(fā)展中國家大約有15億人不能得到適宜的安全供水。在非洲、亞洲和拉丁美洲,情況更為嚴(yán)重,只有1/5的居民可得到安全給水。目前,我國部分農(nóng)村和少數(shù)城鎮(zhèn)居民用水還未達(dá)到安全衛(wèi)生的要求。為改善我國居民用水衛(wèi)生情況,在第39屆世界衛(wèi)生大會上,我國政府宣布:到2000年要使城市居民全部飲上清潔衛(wèi)生水,90%農(nóng)村人口也能飲上清潔衛(wèi)生水。我國改水的目標(biāo)是以發(fā)展自來水設(shè)施為主,其他改水設(shè)施為輔,加強消毒措施。

 

一、水源種類及其衛(wèi)生學(xué)特征

地球上的天然水源分為降水、地面水和地下水三大類。

(一)降水

降水指雨、雪水。在降水過程中,雨、雪水因與大氣接觸可吸收污染物,并由于大氣成分的地域性差異,使降水的化學(xué)組成出現(xiàn)差異。如沿海地區(qū)降水中的氯化鈉濃度比內(nèi)陸地區(qū)高;內(nèi)陸地區(qū)則因大氣中硫酸鹽含量較沿海地區(qū)高而使降水中的硫酸鹽含量較高。我國沿海島嶼和內(nèi)地干旱地區(qū)的居民常收集降水供生活飲用。降水的特點是礦化度很低,在收集與保存過程中易被污染,且水量沒有保證。

(二)地面水

地面水(surface water)包括江、河、湖及塘等水。因其主要來自降水,故含鹽類較少;但在流經(jīng)地面時,大量雜質(zhì)混入水中而含有較多的懸浮物質(zhì)。季節(jié)、氣候等自然條件對地面水的理化性質(zhì)及細(xì)菌含量有較大影響。

江、河水在漲水期或暴雨后,水中常含有大量泥沙及其他雜質(zhì),使水混濁或帶色,細(xì)菌含量增高,但鹽類含量較低。

湖水由于流動較慢,湖岸沖刷較少,水中雜質(zhì)沉淀較完全,因此水質(zhì)一般較清晰。但往往有大量浮游生物生長、繁殖,使水著色并帶臭味。有時,水體受城市污水及含氮、磷的工業(yè)廢水的污染,使水中氮及磷含量大大增加,出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象。

塘水容量較小,自凈能力差,受地表生活性污物污染的機會多,因而是地面水中水質(zhì)較差的水源。

(三)地下水

地下水(underqround water)主要來源是滲入地下的降水、河湖塘等地面水。根據(jù)它和地殼不透水層的關(guān)系及流動情況,地下水可分為淺層地下水、深層地下水和泉水三種。

1.淺層地下水淺層地下水系指潛藏在地表與第一個不透水層之間的水。淺井即取自淺層地下水。此種水多半來自附近滲入地下的降水或湖、河水。因經(jīng)地層的滲濾,其中大部分懸浮物和微生物已被阻留,致使淺層地下水的水質(zhì)物理感官性狀較好,細(xì)菌含量較少;降水滲入地層時,因所經(jīng)土壤的化學(xué)組成不同,而溶解了各種不同的礦物鹽類,使水質(zhì)變硬。

2.深層地下水位于第一不透水層以下的水被稱為深層地下水。往往潛藏在兩個不透水層之間。因距地表較深,覆蓋的地層厚,不易受到地面的污染,水質(zhì)及水量都比較穩(wěn)定,水溫恒定,水質(zhì)無色透明,細(xì)菌數(shù)少,礦化度高,硬度大,是一種比較理想的飲用水水源。故常作為城鎮(zhèn)集中式供水的水源之一。

3.泉水由地表縫隙自行涌出的地下水稱泉水。因地質(zhì)構(gòu)造不同,泉水分為靠重力流出的和靠壓力流出的兩種。前者多來自淺層地下水,故水質(zhì)與淺層地下水相似,較易受污染,水量不穩(wěn)定。后者來自深層地下水,水質(zhì)與深層地下水相似。泉水在農(nóng)村常用作分散式給水的水源。

 

 

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二、飲用水的衛(wèi)生學(xué)要求

水源水經(jīng)過適當(dāng)選擇并經(jīng)過必要的衛(wèi)生處理后,必須符合《生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB 5749-85)》的要求,才能供飲用。水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是開展飲水衛(wèi)生工作、評價飲水水質(zhì)的依據(jù),F(xiàn)將飲用水的基本衛(wèi)生要求歸納為下列幾方面加以介紹。

(一)流行病學(xué)上安全

飲用水應(yīng)不含病原微生物和寄生蟲蟲卵,以保證不傳播介水傳染病。水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求:大腸菌群數(shù)1L水中不應(yīng)超過3個,細(xì)菌總數(shù)每ml水中不超過100個。根據(jù)實驗研究資料,用氯化消毒法使水中大腸菌群降至10個/L時,水中傷寒桿菌、副傷寒桿菌、痢疾桿菌、布氏桿菌和鉤端螺旋體等病原體均已全部被殺死,故大腸桿菌群數(shù)是水質(zhì)是否達(dá)到流行病學(xué)上安全的重要指標(biāo),而細(xì)菌總數(shù)則是評價水質(zhì)清潔和凈化效果的指標(biāo)。

為了達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn),確保水質(zhì)安全,當(dāng)水進(jìn)行加氯消毒時,應(yīng)保證接觸時間不得少于30分鐘;水中游離性余氯應(yīng)不低于0.3mg/L。當(dāng)自來水管網(wǎng)出現(xiàn)二次污染時,余氯易被消耗,故余氯可作為是否發(fā)生二次污染的信號。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定管網(wǎng)末梢水中余氯不得低于0.05mg/L。

(二)感官性狀良好

飲用水外觀應(yīng)無色、透明、無臭、無異味。

1.色度清潔水淺時為無色,深時呈藍(lán)色。沼澤地帶的地面水,由于含腐植質(zhì)而可呈棕黃色,有大量藻類生存的地面水可呈綠色或綠黃色,含有大量低鐵鹽的地下水汲出地面后,因低鐵氧化成高鐵而呈黃褐色。當(dāng)水體受到工業(yè)廢水污染時,可呈現(xiàn)該工業(yè)廢水的特有顏色。水的色度可用鉑鉆比色法測定。色度在15~20度時,一般視覺為無色。水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定色度不得超過15度,并不得呈現(xiàn)其他異色。經(jīng)過凈化處理后的水,色度通常不超過15度。

2.渾濁度清潔水應(yīng)是透明的。如水中含有大量懸浮物(如泥砂、粘土、水生生物等)時,則可使水產(chǎn)生渾濁。當(dāng)渾濁度為10度時,可使人感到水的渾濁。飲用水標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定一般不超過3度,特殊情況不超過5度。

3.臭和味清潔水應(yīng)不具任何臭氣和異味,如水中有異嗅異味,則可能是水被污染或含有其它物質(zhì)。衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定飲水不得有異嗅異味。

4.其他不得含有肉眼可見物。

(三)化學(xué)性狀良好,不含任何有害化學(xué)物

1.pH值為了使飲用水既不影響飲用者的健康,也不影響氯化消毒的效果,而且自來水管道不受腐蝕,飲用水的pH值范圍以6.5~8.5為宜。

2.總硬度硬度是指溶于水中的鈣、鎂等鹽類的總量,以CaCO3(mg/L)表示。水的硬度過高,可引起暫時性胃腸功能紊亂。硬水還可形成水垢,影響茶味,消耗肥皂,給日常生活帶來不便。故飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定硬度不得超過450mg/L(以CaCO3計)。

3.鐵、錳、銅、、揮發(fā)性酚、陰離子洗滌劑、硫酸鹽、氯化物及溶解性固體當(dāng)飲用水中含有某些化學(xué)物質(zhì)并超過一定限量時,不僅可使水呈色和產(chǎn)生異味,且能引起胃腸道不適。如含有鐵、錳或銅的水可使接觸的物品著色。鋅可使水產(chǎn)生金屬澀味或渾濁。含酚的水在進(jìn)行氯消毒時,產(chǎn)生氯酚臭。陰離子洗滌劑可使水產(chǎn)生泡沫或異味。硫酸鹽和氯化鈉可使水產(chǎn)生苦味或咸味,并有輕度腹瀉作用。為防止產(chǎn)生這些不良作用,飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了上述物質(zhì)的上限值(表2-6)。

4.氟化物飲用水中氟含量不得超過1mg/L。飲水中氟含量過高可引起氟斑牙,嚴(yán)重時可引起氟中毒。

5.氰化物、砷、硒、汞、鎘、鉻、、銀硝酸鹽等水中這些化學(xué)物質(zhì)含量過高,如長期飲用則可造成健康損害。水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)作出了這些物質(zhì)最高容許限量值

 6.氯仿、四氯化碳、苯并(a)芘、滴滴涕、六六六該五種化合物在飲用水中曾經(jīng)檢出過,且有潛在性危險,但目前尚缺乏簡便易行的測試方法。這些物質(zhì)的來源主要是污染,此外,當(dāng)原水含有腐植質(zhì)時,用氯消毒后可形成三鹵甲烷類物質(zhì),其中以氯仿含量最高。氯仿對大鼠和小鼠有致癌作用,我國《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中建議不超過60μg/L。四氯化碳具有多種毒理學(xué)效應(yīng),且可誘發(fā)肝癌。苯并(a)芘是強致癌物。衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定四氯化碳不超過3μg/L,苯并(a)芘不超過0.01μg/L。滴滴涕及六六六均有高度蓄積性,能誘發(fā)動物肝腫瘤,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定分別為不超過1μg/L及5μg/L。

7.放射性物質(zhì)由于放射性物質(zhì)的廣泛使用,其廢水和廢渣可能污染水源。我國規(guī)定飲用水的總α放射性不超過 0.1Bq/L,總β放射性不得超過 1Bq/L。

(四)水量充分,取水方便

水量應(yīng)能滿足城鎮(zhèn)或居民點總用水量的需要,并應(yīng)考慮到近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展。我國幅員遼闊,各地用水量因氣候條件、衛(wèi)生設(shè)備的完善程度不同而有很大差別。根據(jù)部分省、市在農(nóng)村所做的調(diào)查,使用集中供水栓或送水到戶的農(nóng)村,日生活用水量約為40~80L/人。

 

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三、水污染與疾病

 

水體遭受有毒化學(xué)物質(zhì)污染后,通過飲水或食物可使人群發(fā)生急性或慢性中毒,含致病微生物的人、畜糞便或污水污染水源時,可引起介水腸道傳染病流行。有些污染物可使水質(zhì)感官性狀惡化,妨礙水體的正常利用。也有些污染物能抑制非病原性微生物的生長和繁殖,影響水中有機物的氧化分解及水體的天然自凈能力。

1.水的生物污染水中微生物絕大多數(shù)是天然寄生者,大部分來自土壤及大氣降塵,對人一般無致病作用。但隨垃圾、人和畜的糞便以及某些工農(nóng)業(yè)廢棄物進(jìn)入水體的微生物可包括一些致病微生物(表2-7),如飲用此種未經(jīng)消毒的水,則可能導(dǎo)致腸道傳染病的發(fā)生。

 

 介水傳染病的流行特點是:①水源一次大量污染后,可出現(xiàn)暴發(fā)性流行,絕大多數(shù)病例的發(fā)病日期集中在該病最短和最長潛伏期之間。但如水源經(jīng)常受污染,則病例可終年不斷;②病例的分布與供水范圍一致,絕大多數(shù)患者都有飲用同一水源的歷史;③一旦對污染源采取治理措施,加強飲用水的凈化和消毒后,疾病的流行能迅速得到控制。

介水傳染病暴發(fā)流行案例:

某市,人口115萬,約80%的人以灌渠、坑塘等地面水為飲用水。一條河渠自西向東穿過市鎮(zhèn)后流向市郊農(nóng)村。城市中的生產(chǎn)、生活廢水未經(jīng)處理直接排入河中。市鎮(zhèn)內(nèi)有設(shè)有傳染病科的綜合醫(yī)院,日排水量在 300噸以上,病人糞便也隨污水排入下水道后進(jìn)入河內(nèi)。該市 1986年 1~11月底傷寒發(fā)病人數(shù)達(dá)4 253例,超過該市歷史(1958~1985年)同期平均發(fā)病人數(shù)的6.9倍,僅11月份的發(fā)病人數(shù)就相當(dāng)于平均年發(fā)病人數(shù)的1.9倍。調(diào)查發(fā)現(xiàn)患者集中于河渠排污口的下游地帶。這一地區(qū)居民中飲用河水的人傷寒發(fā)病率為6.5%,而飲用塘水的人發(fā)病率為0.62%,兩者相比相對危險度為10.48。位于排污口上游5km的居民中,飲用河水者的傷寒發(fā)病率為0.26%,飲用下游河水及上游河水相比,相對危險度為25.00。排污口下游居民中傷寒患者93.35%系飲用了河水而發(fā)病的。該地段河水細(xì)菌總數(shù)超過飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)1.2×105倍,大腸菌群超標(biāo)5.3×103倍。在醫(yī)院污水排出口、城鎮(zhèn)污水排污口及排污口下游河水中均檢出傷寒桿菌。以上資料表明:該市傷寒暴發(fā)流行主要是由于城市污水及醫(yī)院污水污染水源所致。

2.水的化學(xué)污染當(dāng)前,常見污染水源的化學(xué)物有汞、鎘、砷、氰、鉻、鉛、農(nóng)藥等,這些污染物造成的危害程度,可因各種具體情況而有差異,F(xiàn)將水中較常見的化學(xué)污染物的危害列舉如下:

1.汞

(1)污染來源:汞是構(gòu)成地球元素之一,自然界中主要以硫化汞的形式存在于巖石中。巖石中的汞可被氧化為金屬汞或二價汞離子而進(jìn)入空氣、水、土壤等環(huán)境中。天然水中含汞量甚微,一般不超過0.1μg/L。水體受汞污染時,水中汞含量乃明顯升高。進(jìn)入水中的汞多吸附在懸浮的固體微粒上而逐漸沉降于水底,故底泥中汞含量常較水中為高。

常見的汞污染源主要為工業(yè)企業(yè),如化工、儀表、含汞農(nóng)藥、冶煉、燈泡、氯堿等工廠廢水;此外,醫(yī)院口腔科廢水以及農(nóng)田中使用含汞農(nóng)藥也是常見的污染源。

(2)危害:污染水體的汞、特別在底泥中的汞,在微生物的作用下可被甲基化形成有機汞(以甲基汞為主),后者毒性較無機汞增大許多倍,更易為生物體吸收,并可通過食物鏈在生物體內(nèi)逐級濃集,致使某些水生物體內(nèi)汞含量達(dá)到令人產(chǎn)生中毒的水平。日本熊本縣水俁灣地區(qū)發(fā)生的水俁病就是眾所周知的當(dāng)?shù)鼐用耖L期食用該灣中含甲基汞甚高的魚貝類而引起的一種公害病。水俁病曾造成50多人死亡、數(shù)百人致殘的嚴(yán)重后果。

甲基汞吸收入人體后分布很廣泛,除腎、肝等臟器蓄積外,尚可通過血腦屏障在腦組織內(nèi)蓄積,也可透過胎盤屏障進(jìn)入胎兒體內(nèi),發(fā)揮胚胎毒性,已有調(diào)查報告指出甲基汞污染區(qū)的畸胎率及染色體畸變率增加。甲基汞自體內(nèi)排出很慢,生物半減期全身平均約為70天,腦組織的生物半減期則為180~245天。甲基汞主要侵害中樞神經(jīng)系統(tǒng),中毒的臨床表現(xiàn)如下:

開始時有肢體末端或口唇周圍麻木刺痛感,隨后可出現(xiàn)手部動作障礙、感覺障礙、無力等,以及震顫、語言障礙、聽力及視力障礙、步態(tài)失調(diào)等,嚴(yán)重者可致全身癱瘓、精神錯亂、甚至死亡。

2.鉻

(1)污染來源:鉻為銅灰色耐腐蝕的硬金屬,有多種化合物。鉻是構(gòu)成地球元素之一,廣泛存在于自然環(huán)境中。地面水中含鉻平均約為0.05~0.5μg/L。鉻在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用較為廣泛,含鉻的工業(yè)廢水(如電鍍廢水)和廢渣是污染水體的主要來源。

(2)危害:鉻化合物的毒性以六價鉻為最大,它可干擾多種重要酶的活性,影響物質(zhì)的氧化、還原和水解過程,并能與核酸、核蛋白結(jié)合,還可能誘發(fā)癌。鉻中毒主要是由六價鉻引起。飲用含鉻量高的水時,對消化道可有刺激或腐蝕作用,表現(xiàn)有惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉、血便以致脫水;同時可伴有頭痛、頭暈、煩躁不安、呼吸急促、口唇指甲青紫、脈速、甚至少尿或無尿等嚴(yán)重中毒現(xiàn)象。六價鉻對人的致死劑量約為5g。有人認(rèn)為鉻屬于可疑致癌物。

3.氰化物

(1)污染來源:氰化物分為無機和有機兩類。無機氰化物主要是氰氫酸及其鹽類氰化鈉、氰化鉀等。有機氰化物(腈)主要有丙烯腈和乙腈等。氰化物在工業(yè)中應(yīng)用很廣,如煉焦、電鍍、選礦、染料、化工、醫(yī)藥和塑料等工業(yè)中均用到氰化物,其廢水可導(dǎo)致水源污染。

(2)危害:氰化物污染水體引起人群、家畜及魚類急性中毒的事例,國內(nèi)外均有報道。長期飲用被氰化物污染的水(濃度大于 0. 14mg/L)可出現(xiàn)頭痛、頭昏、心悸等癥狀。攝入體內(nèi)的氰化物,可與硫代硫酸鹽在酶促下生成硫氰化物,后者在體內(nèi)過量蓄積時,能抑制甲狀腺激素的合成,影響甲狀腺功能,造成甲狀腺功能低下、甲狀腺增生、腫大。

4.酚類化合物

(1)污染來源:天然水中不含有酚,水中的酚均來自含酚的工業(yè)廢水污染。許多工業(yè)廢水中可含有不同量的酚或酚類化合物,例如焦化廠(含酚量可大于1000mg/L)、煤氣廠、化工廠、制藥廠、煉油廠、合成纖維廠、染料廠等的工業(yè)廢水如未經(jīng)一定的凈化處理,直接排放時,都可能污染地面水或地下水。此外,糞便和含氮的有機物在分解過程中,也可能產(chǎn)生少量酚類化合物,故在大量的城市糞便污水中也含有酚。

(2)危害:酚是一種原漿毒,可使蛋白質(zhì)凝固,可由消化道及皮膚吸收中毒。酚類化合物在體內(nèi)大部分分解失去毒性,隨尿排出;少部分可轉(zhuǎn)化為多元酚。因酚有特殊臭味,故極少發(fā)生飲用水引起的急性中毒事件。但飲水氯化消毒時,水中如含酚大于 0. 001mg/L時,則可形成氯酚,后者使感覺閾顯著增高,如長期飲用,可引起記憶力減退、皮疹、頭昏、失眠、貧血等癥狀。急性中毒可表現(xiàn)為腹瀉、口腔炎、及黑尿等。

酚類化合物的種類很多,毒性的大小及表現(xiàn)也有所不同,一般認(rèn)為,一元酚為較強的神經(jīng)毒,而多元酚的毒性較低。有些酚的化合物(如五氯酚)在動物實驗中尚呈現(xiàn)有致畸作用。酚類化合物污染水源后,尚可對水中魚類及水生生物產(chǎn)生較明顯的危害,不僅能使魚貝類產(chǎn)生臭味,且影響水產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)量和質(zhì)量。

5.多氯聯(lián)苯

(1)污染來源:多氯聯(lián)苯(PCB)是一組由氯置換聯(lián)苯分子中的氫原子而形成的化合物,無色或淡黃色油狀液體或樹脂狀。性質(zhì)穩(wěn)定,基本不溶于水,不易水解和氧化。工業(yè)上常用作增型劑,絕緣劑、高溫潤滑劑、橡膠軟化劑以及油漆、油墨等的添加劑等。如未經(jīng)處理任意排放,可造成水源污染。

(2)危害:多氯聯(lián)苯進(jìn)入體內(nèi)可蓄積于脂肪組織及臟器中。目前人體內(nèi)檢出的PCB雖然尚不致影響居民的發(fā)病率和死亡率,但能否致畸、致突變、致癌卻是很值得進(jìn)一步研究的問題。我國臺灣和日本都曾發(fā)生過多氯聯(lián)苯中毒事件,但都是多氯聯(lián)苯污染食物引起的。據(jù)報道,人攝入 0.5~0.2g PCB即出現(xiàn)中毒癥狀,表現(xiàn)為皮疹、色素沉著、浮腫、無力、嘔吐等,已證實多氯聯(lián)苯可以通過胎盤屏障進(jìn)入胎兒體內(nèi)。

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※<四、改良飲用水質(zhì)的衛(wèi)生對策>

飲用水水質(zhì)如未能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求時,應(yīng)找出原因并采取相應(yīng)的衛(wèi)生對策,以改善水質(zhì),使之達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。一般可采取改進(jìn)或另選水源及加強其衛(wèi)生防護(hù),以及采取必要的凈化或消毒處理等措施。

(一)水源選擇及衛(wèi)生防護(hù)

1.水源選擇基本衛(wèi)生要求

(1)水量充足:水源水量應(yīng)能滿足城鎮(zhèn)或居民點的總用水量,并考慮到近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展。

(2)水質(zhì)良好:水源水質(zhì)的感官性狀、化學(xué)指標(biāo)經(jīng)凈化處理后,應(yīng)能達(dá)到生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。毒理學(xué)指標(biāo)也應(yīng)符合生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。大腸菌群具體要求是:不經(jīng)凈化處理只經(jīng)過消毒后即供生活飲用的水源水,每升水不超過1000個;經(jīng)凈化處理和消毒后,供作飲用的水源水,每升水不超過10000個。

(3)便于水源的衛(wèi)生防護(hù):要保證飲用水水源能經(jīng)常符合水質(zhì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),除了要完善自來水廠的凈化設(shè)備外,更應(yīng)該選擇衛(wèi)生狀況較好,取水點防護(hù)條件優(yōu)越的水源。有條件的地區(qū)宜優(yōu)先考慮選用地下水作為飲用水水源。采用地面水作水源時,應(yīng)結(jié)合城鎮(zhèn)發(fā)展總體規(guī)劃,取水點應(yīng)設(shè)在城鎮(zhèn)和工礦企業(yè)的上游。

(4)技術(shù)經(jīng)濟(jì)上合理,方便群眾取用。

2.水源水的衛(wèi)生防護(hù)

飲用水的給水方式有兩種,即集中式給水和分散式給水。集中式給水通常稱為自來水,是指由水源集中取水,對水進(jìn)行凈化和消毒后,通過輸水管和配水管網(wǎng)送到給水站和用戶。集中式給水是城鎮(zhèn)居民的主要取水方式。分散式給水是指居民直接從水源分散取水,是廣大農(nóng)村居民的主要取水方式。

(1)集中式給水的衛(wèi)生防護(hù):采用地面水水源作飲用水應(yīng)設(shè)置衛(wèi)生防護(hù)帶。具體要求在取水點周圍半徑不小于100m設(shè)有明顯標(biāo)志的水域內(nèi),不得從事一切可能污染水源的活動,河流取水點上游1000m至下游1000m水域內(nèi),不得排入工業(yè)廢水和生活污水,其沿岸不準(zhǔn)gydjdsj.org.cn/rencai/堆放污染水源的廢渣、垃圾、有毒物品等;進(jìn)水口應(yīng)高于河床約1m,低于水面約1.5m。采用地下水作飲用水源時,要注意井壁的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)嚴(yán)密不漏水,井周圍應(yīng)有一定距離的衛(wèi)生防護(hù)帶,在這個區(qū)域內(nèi)不得有污染源存在。

(2)分散式給水的衛(wèi)生防護(hù)

1)井水衛(wèi)生防護(hù):用井水作水源時,應(yīng)注意井址的選擇和井的結(jié)構(gòu)。并應(yīng)設(shè)在污染源的上游,地勢較高不易積水處,周圍不得有可造成井水污染的污染源(如廁所、糞坑、污水凼、畜圈等)。井的結(jié)構(gòu)要合理:井壁上部距地面2~3m范圍內(nèi)應(yīng)以不透水材料構(gòu)筑,井周以粘土或水泥填實,以防www.med126.com附近污水滲入井內(nèi);井底用砂、石鋪裝;井口應(yīng)用不透水材料作成高出地面0.2m左右的井臺,井臺向四周傾斜,周圍并設(shè)專門的排水溝,以防井臺上污水倒流入井;臺上井口應(yīng)置高出井臺面0.1~0.2m的井欄;井口設(shè)蓋,配備公用吊桶并保持桶底清潔(圖2-4)。當(dāng)前我國南北方農(nóng)村均曾推廣密封水井,用壓水機抽水;或筑管井以手壓式或腳踏式抽水機取水,既方便取水,又可防止污染,是一種較好的井水防護(hù)方法。

2)地面水衛(wèi)生防護(hù):取水點周圍25~30m范圍內(nèi)不得有污染源;江河水應(yīng)采用分段或分時用水;多塘水地區(qū)可分塘用水;水庫、湖水可分區(qū)用水。應(yīng)禁止在用水區(qū)洗滌、養(yǎng)殖或作其他可能污染水源的活動,以保證飲用水清潔。有條件地區(qū)可建設(shè)岸邊自然滲井或沙濾井進(jìn)行過濾取水。

(二)水的凈化

各種天然水源水,一般情況下水質(zhì)不能滿足生活用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求,為此需要經(jīng)過凈化和消毒等衛(wèi)生措施處理后才能飲用。水的凈化包括沉淀和過濾處理,目的是除去水中的懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)和部分病原體,改善水的感官性狀。如果水中有異味或含有過量的鐵、銅、氟等,則尚需采取特殊處理。

1.混凝沉淀天然水中懸浮的雜質(zhì)有時顆粒甚小,難以自然下沉,需加入適當(dāng)?shù)幕炷齽┎拍軐⒓?xì)微顆粒凝聚成大顆粒而沉降,叫做混凝沉淀(coagulative precipitation)。

(1)原理:混凝沉降的原理主要有以下解釋:

1)電荷中和作用:混凝劑投加入水中后,水解形成帶正電荷的膠粒,能和水中帶負(fù)電荷的膠粒相互吸引,使彼此的電荷的中和而凝聚。凝聚的顆粒稱絨體或礬花,具有強大的吸附能力,能吸附懸浮物質(zhì)以及部分細(xì)菌和溶解性物質(zhì)。絨體通過吸附作用,體積逐漸增大而易于下沉。下沉過程中還可進(jìn)一步吸附上述物質(zhì)。

2)吸附架橋作用:混凝劑經(jīng)水解和縮聚形成線型結(jié)構(gòu)的高聚物,后者對膠體微粒有強烈的吸附作用。隨著吸附微粒的增多,高聚物彎曲變形,或成網(wǎng)狀,從而起到架橋作用,微粒間因距離縮短而相互粘結(jié),逐漸形成粗大的絮凝體。絮凝體也能吸附部分細(xì)菌和溶解性物質(zhì),最終因重力而下沉,F(xiàn)以硫酸鋁為例說明,硫酸鋁〔Al2(SO4)3·18H2O〕水解形成水合鋁離子〔Al(H2O)63+,再進(jìn)一步水解成羥基絡(luò)合物,最終生成難溶的水合氫氧化鋁〔Al(OH)3(H2O)3〕。

〔Al(H2O)63++ H2O 〔Al(OH)(H2O)52++H3O+

〔Al(OH)(H2O)22++ H2O 〔Al(OH)2(H2O)4++ H3O+

〔Al(OH)2(H2O)4++H2O 〔Al(OH)3(H2O)3〕↓+H3O+

(2)影響混凝效果的因素:主要有:①原水中懸浮粒子的性質(zhì)、粒度和含量;②原水中溶解性有機物和離子的成分和含量;③水溫;④水的pH值和堿度;⑤混凝劑的種類和用量等。由于因素復(fù)雜,故一般需通過混凝試驗來確定混凝劑的用量及條件。

(3)常用混凝劑:主要有無機鹽類及高分子混凝劑兩大類。無機鹽類混凝劑有硫酸鋁、明礬和三氯化鐵(FeCl3· 6H2O)等,后兩者的作用原理與硫酸鋁基本相同。高分子混凝劑中常用的有:①聚合氯化鋁,其化學(xué)式有多種。我國目前使用的有聚合氯化鋁〔Al2(OH)nCl6-nm,(式中n=1~5,m≤10),和堿式氯化鋁〔Aln(OH)mCl3n-m〕兩種。一般而言,聚合氯化鋁對各種水質(zhì)適應(yīng)性較強,最優(yōu)pH值范圍廣,對低溫水效果好。②聚丙烯酰萬。聚丙烯酰胺可單獨處理高濁水,亦可用于助凝作用。

為改善混凝條件,有時需加一定量的助凝劑。例如,當(dāng)水的堿度不足時,可加石灰等堿劑;或當(dāng)鋁鹽所產(chǎn)生的絮凝體小而松散時,可使用聚丙烯酰胺、活化硅膠、骨膠等高分子助凝劑,使絮凝體變粗且緊密,以改善絮凝體結(jié)構(gòu),促進(jìn)混凝沉淀作用。

2.過濾(filtration)過濾是另外一種很常用的凈化措施。

(1)原理:過濾有兩個方面的機制起作用:①機械阻留作用,即水中的懸浮顆粒直徑大于濾料的孔隙者,均不能通過濾料而阻留于濾料表面或濾料中;②接觸混凝及吸附作用,細(xì)小的絮狀物及懸浮微粒,在通過濾料時與濾料碰撞接觸而被吸附于濾料表層,經(jīng)過一段時間,在濾料表面沉積形成濾膜,使凈水效果大大提高。但濾料濾水過久,水中懸浮物可使濾料的微孔阻塞,使濾料阻力越來越大。此時必須停止使用,沖洗濾料之后才可繼續(xù)發(fā)揮凈水效果。

(2)過濾裝置:集中式給水系統(tǒng)中使用各種形式的砂濾池。分散式給水的過濾裝置,可因地制宜、就地取材,采用砂濾井、砂濾池和砂濾缸等。砂濾井多用作塘水及河水的過濾,建于河岸邊或塘邊,使河、塘水經(jīng)過濾料層滲入井中備用。居民家庭用可自制砂濾缸(桶),缸(桶)內(nèi)自下而上鋪石子 10~15cm、細(xì)砂40cm、棕皮和碎石 5cm(圖 2-5)。初濾時往往凈化效果不好,待使用一段時期形成濾膜后效果漸佳。應(yīng)注意砂濾層上經(jīng)常保持有水,否則砂層內(nèi)進(jìn)入空氣影響過濾效果。

(三)水的消毒

水經(jīng)過凈化處理之后,尚不能保證完全去除全部病原微生物。為了使水質(zhì)符合飲用水各項細(xì)菌學(xué)指標(biāo)的要求,確保防止介水傳染病的發(fā)生和傳播,必須進(jìn)行水的消毒(dis-infection)。目前大多數(shù)國家都采用氯化消毒法(chlorination),其他消毒法還有煮沸、紫外線、臭氧、碘、高錳酸鉀等等。一種好的飲水消毒方法必須是對人無害、不惡化水質(zhì)、消毒快效果好、適用范圍廣、不與水中成分起化學(xué)反應(yīng)而降低消毒效果或形成有害物質(zhì),使用方便。

1.氯化消毒

(1)原理:氯氣或其他氯化消毒劑溶于水后,在常溫下即很快水解成次氯酸(HOCl)

Cl2+H2O→HOCl+H++Cl-

2Ca(OCl)Cl+2H2O→2HOCl+Ca(OH)2+CaCl2

Ca(OCl)2+2H2O→2HOCl+Ca(OH)2

次氯酸分子小,不荷電,易于穿過微生物的細(xì)胞壁。同時,它又是一種強氧化劑,影響細(xì)菌的多種酶系統(tǒng),例如使磷酸葡萄糖脫氫酶的巰基被氧化破壞,并損傷細(xì)胞膜,使蛋白質(zhì)、RNA和DNA等物質(zhì)釋出而導(dǎo)致細(xì)菌死亡。次氯酸對病毒的作用在于對核酸的致死性破壞。

由于水中常含有一定量的氨氮,當(dāng)氯加入水中時,除產(chǎn)生次氯酸外,還可產(chǎn)生一氯胺(NH2Cl)和二氯胺(NH4Cl2)。氯胺為弱氧化劑,有殺菌作用,但需要較高的濃度和較長的接觸時間。

(2)消毒方法

1)常量氯化消毒法:即按常規(guī)加氯量進(jìn)行飲水消毒的方法。加氯量的多少根據(jù)水質(zhì)具體情況而定。從理論上要求,適宜的加氯量應(yīng)為需氯量與余氯之和。一般認(rèn)為用氯化消毒時,余氯是評價和控制消毒效果的一項指標(biāo)。適當(dāng)?shù)挠嗦缺硎舅幸堰_(dá)到消毒所用氯的數(shù)量,并略有所余,尚有保持繼續(xù)消毒的能力。水中的余氮含量是不穩(wěn)定的,它隨時間的進(jìn)展而逐漸下降,其降低的速度與水質(zhì)的優(yōu)劣有密切關(guān)系,渾濁水,余氯消失快。實際加氯量多少,可根據(jù)簡單實驗確定。

2)持續(xù)氯消毒法:由于在井水或缸水內(nèi)一次加氯消毒后,余氮僅可維持?jǐn)?shù)小時,因此,消毒持續(xù)的時間較短。如反復(fù)進(jìn)行消毒則又較繁瑣。所以一些地區(qū)在實際工作中,采用了各種持續(xù)氯消毒法,例如可用竹筒、塑料袋、廣口瓶或青霉素玻瓶等(圖2-6),上面打孔(直徑 0. 2~0.4cm)5~8個,放漂白粉或漂白粉精 20~30倍一次消毒用量于其中,將其以繩懸吊于水中,容器內(nèi)的消毒劑借水的振蕩由小孔中漏出,可持續(xù)消毒10~20天。持續(xù)消毒器上孔的大小和數(shù)目多少可根據(jù)余氯測定結(jié)果確定。

圖2-6 幾種常用簡易持續(xù)消毒器

3)過量氯消毒法:加入10倍于常量氯化消毒時所用的加氯量,即10~20mg/L。本法主要適用于新井開始使用,舊井修理或淘洗,居民區(qū)發(fā)生飲水傳播的腸道傳染病,井水大腸菌值或化學(xué)性狀發(fā)生顯著惡化,井被洪水淹沒或落入異物以及戰(zhàn)時緊急用水等情況下。在消毒污染井水時,一般在投入消毒劑后,等待10~12小時再用水。

(3)影響消毒效果的因素

1)加氯量和接觸時間:加氯量包括需氯量和余氯兩部分。需氯量指用于殺滅細(xì)菌和氧化有機物所需消耗的氯量,另外,為了抑制水中殘存細(xì)菌的繁殖,管網(wǎng)中尚需維持少量剩余氯。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,接觸30分鐘后游離余氯(HOCl及Cl)不應(yīng)低于0.3mg/L。

2)水的pH值:次氯酸是弱電解質(zhì), HOCl H++Ocl-, pH<5.0時,平衡向左移,主要以次氯酸的形式存在; pH>7. 0時,次氯酸解離成次氯酸根(OCl-)加多,次氯酸的濃度下降。次氯酸的殺菌作用超過次氯酸根80~100倍,故pH太高不利于消毒。

3)水溫:水溫愈低,殺菌效果愈差。水溫每提高10℃,病菌殺滅率約提高2~3倍。在0~5℃下,殺滅水中全部大腸菌所需的時間較在20~25℃下所需的時間約多3倍。

4)水的渾濁度:懸浮顆?晌轿⑸,使之凝集成團(tuán),而團(tuán)塊內(nèi)的微生物不易受到消毒劑的作用。因此,消毒前應(yīng)通過凈化處理,盡量降低水的渾濁度。

此外,氯的消毒效果還取決于微生物的種類和數(shù)量。例如,腸道病毒對氯的耐受性高于腸道細(xì)菌。

2.其他消毒方法

(1)煮沸消毒:這是一種最古老而又最常用的消毒方法之一,其消毒效果可靠,對一般腸道傳染病的病原體和寄生蟲卵,經(jīng)煮沸3~5分鐘均可全部殺滅。因此,為預(yù)防腸道傳染病的介水傳播,應(yīng)大力提倡喝開水。

(2)紫外線消毒:波長200~295nm的紫外線具有殺菌能力,其中以波長253nm者殺菌能力最強。紫外線的殺菌效果除與波長有關(guān)外,尚取決于照射的時間及強度、被照射的水深及水的透明度等因素。用紫外線消毒的飲用水必須預(yù)先通過混凝沉淀及過濾處理,水層厚度不超過30cm,照射時間不少于1分鐘。因此,紫外線消毒的優(yōu)點是接觸時間短、效率高、不影響水的臭和味;缺點是消毒后無持續(xù)殺菌作用;另外,每支燈管處理水量有限,耗資較大。

(3)臭氧消毒:臭氧是強氧化劑,在水中的溶解度比氧約大13倍。臭氧極不穩(wěn)定,須臨用前制備,并立即通入水中。用臭氧消毒過濾后的水,其用量一般不大于1mg/L。當(dāng)接觸時間為15分鐘、剩余臭氧為0.4mg/L時,可達(dá)到良好的消毒效果。臭氧消毒的優(yōu)點在于其對細(xì)菌和病毒的殺滅效果均較高,且用量少、接觸時間短,在pH6~8.5范圍內(nèi)均有效,不產(chǎn)生鹵仿反應(yīng)等。其缺點是投資大,投加量不易調(diào)節(jié)以及在水中不穩(wěn)定、不易維持剩余臭氧等。

(4)碘消毒:用于小規(guī)模一時性的飲水消毒和戰(zhàn)時軍用水壺消毒。優(yōu)點是效果可靠,使用方便,一般接觸10~15分鐘即可飲用。缺點是價格較貴,消毒后水呈淡黃色。具體方法有① 2.5%碘酒:每擔(dān)水(50kg)中加 20ml,即含碘 10mg/L, 10分鐘后即可飲用。據(jù)研究認(rèn)為每人每天攝入19.2mg的碘,連續(xù)10周后對人體健康未見危害。②有機碘化合物:有機碘消毒劑溶解快、殺菌效率高、對人無害。在部隊中用做飲水消毒的有機碘消毒劑主要有三碘化硫酸六脲鋁(Al〔CO(NH)26SO4I3)與三碘化二硝酸六脲鋁(Al〔CO(NH)26(NO3)2I3)。也可與碘酸鈉、氯化鈉等壓成有機碘片劑。有機碘片每片重100mg含有效碘 10mg,每個行軍水壺可加 1片,振蕩后 10~15分鐘即可飲用。

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