第4章水体卫生.

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1、第四章 水体卫生,第一节 水资源种类及其卫生学特征,一、降水 即雨雪水。有明显的地域性和时间性，且不受人类控制。卫生学特性： 1.来源 如海水含碘量高等。 2.大气 如酸雨等。 二、地面水 即江、河、湖泊水等。 1.封闭型 即死水，易污染。 2.开放型 即流水，抗污染力较高。,三、地下水 即井水、泉水等。 相对卫生，但矿化程度高，硬度大，有时水质有异常。 “神六”航天员饮用水取自地下1700米，纯度达99.99999%，堪称我国目前“最纯净的饮用水”，每人每天约需要2.5公斤。一般矿泉水仅地下100米。,第一节 水资源种类及其卫生学特征,第二节 水的性状和评价指标,一、物理和感官性状指标 1.

2、色度 正常水为无色透明。 2.浑浊度 turbidity 定义：水中的悬浮颗粒和胶粒。 定量：1L蒸馏水中含1mg硅藻土为1度。 悬浮物具有吸附污染物和细菌、病毒等影响水质，是饮用水生产中的一项重要指标。 3.总固体 悬浮和溶解性物质的总称。将水蒸干测量溶解性物质要注意挥发性物质的损失。,二、化学性状指标,1.pH 天然水pH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。 2.硬度 hardness of water 指溶解于水中钙镁盐的总含量。 暂时硬度：加热可沉淀部分。 永久硬度：加热不能沉淀部分。 1德国度：1L水中含有1

3、0mgCaO。 现在指标：CaCO3(mg/L) 硬水影响健康，但机制不完全清楚。,3.三氮 NH3 NO2 NO3 水体受含氮有机物或粪便污染后，经微生物有氧代谢，依氧化程度不同的产物。 三者含量的不同和变化可提示污染新近或陈旧的状况：,3.三氮 NH3 NO2 NO3 水体受含氮有机物或粪便污染后，经微生物有氧代谢，依氧化程度不同的产物。 三者含量的不同和变化可提示污染新近或陈旧的状况：,4.溶解氧 dissolved oxygen 指溶解在水中的氧含量，简称DO。 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

4、发臭属严重污染。 5.化学耗氧量 chemical oxygen demand 指在规定条件下，用KMnO4氧化水中还原性物质所消耗氧的量。简称COD。 指标无法区分还原性物质的种类，是一项表观总体指标。,6.生化需氧量 biochemical oxygen demand 指在规定条件下，水中有机物被微生物有氧分解时所消耗的溶解氧量。简称BOD。 一般测试条件：20培养五日，BOD520 BOD与COD一样，也是一项表观总体指标，只是测试条件不同，其结果的意义也不同。COD反映能被KMnO4氧化的还原性物质总量，BOD反映能被微生物有氧代谢的有机物总量。,三、生物学性状指标,指示菌：具有反映各

5、种致病菌基本状态的菌。应具备：代表性强、容易检测等特点。 1.细菌总数 1ml水在普通琼脂培养基中经37 24hrs生长的菌落总数。 反映水体是否受生物污染及其污染程度的指标。 2.总大肠菌群 total coliform group 指一群需氧和兼性厌氧菌在37 生长时能使乳糖发酵，在24hrs内产酸产气的革兰无芽孢杆菌。 反映水体是否受粪便和植物污染及其污染程度的指标。指示致病菌的污染情况。,四、放射性指标,主要指同位素的和射线。 大剂量接触、内吸入，或小剂量长期接触有致畸、致癌的可能。,第三节 水体的污染源和污染物,水体污染(water pollution)指： 1.理、化、生、放射性等

6、特性改变。 2.影响水的有效利用，如危害健康等。 3.超过水体自净能力，水质恶化。 一、水体污染源 1.工业废水（indusrrial wastewater）污染 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。,2.生活污水污染 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。 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）。,第三节 水体的污染源和污

7、染物,3.农业污染 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。,第三节 水体的污染源和污染物,第四节 水体污染的自净和污染物的转归,一、水体污染的自净 定义：在理、化、生作用下，水体污 染物逐渐清除、恢复到原来状态。 1.物理自净过程 稀释：如水流作用等。 吸附和沉降：悬浮颗粒的吸附和沉淀。 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。 2.化学自净过程 中和：酸性废水与盐的中和作用。 氧化还原：亚铁氧化为铁。 化学过程可改变污染物的绝对量和毒性。,3.生物自净过程 有机物降解：微生物酶的催化作用，如硝化酶、氧化 酶等，

8、终点产物为无害化的无机物。 病源体死灭：生物拮抗等作用，致病源生命终结。 生物过程通过微生物酶的作用，是水体自净的主要途径，不同于大气自净过程。可作为污水处理的基本原理，加以利用。,第四节 水体污染的自净和污染物的转归,污染物在水体中的转归是指污染物在水环境中的空间位移和形态改变。前者表现为量的变化，后者则是质的转化。这两种变化之间通常存在相互联系。,二、水体污染物的转归,（一）污染物的迁移 污染物所发生的空间位置的移动及其所引起的富集、分散和消失的过程，称为污染物的迁移。（是指污染物从某一地点转移到另一地点，从一种介质转移到另一种介质的过程。 ）它包括机械迁移、物理-化学迁移和生物迁移。 （

9、二）污染物的转化 污染物在水体中通过物理的、化学的光化学和生物学的作用改变或转变成另一种物质的过程。,1. 解毒作用：大部分污染物在环境中通过转化作用变成无毒或毒性较低的简单化合物， 2. 活化作用：少数毒物通过转化变成毒性更大化合物。,三个概念： 生物蓄积：bioaccumulation 指同一生物个体对某种物质的摄入量大于排出量，体内绝对量不断增加。 仅指绝对量。 生物浓缩：bioconcentration 指同一生物个体摄入某种物质后，在体内由于浓度的分配不均，造成某些部位浓度不断增加。 指浓度、无绝对量的概念。 生物放大：biomagnification 污染物在食物链的高端生物体内比

10、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。,第五节 水体污染的危害,一、生物性污染的危害 （一）生物性病原体的污染危害 1.来源 人畜粪便、生活污水； 医院废水； 畜牧屠宰、皮革和食品工业等废水。,2.进入水体最常见的病原体 （1）致病菌：伤寒杆菌、痢疾杆菌、霍乱弧菌、 致病性大肠杆菌等。 （2）病毒：甲型和戊型肝炎病毒、人类轮状病毒、 柯萨奇病毒及腺病毒等。 （3）寄生虫：溶组织阿米巴原虫、隐孢子虫、 兰氏贾第鞭毛虫及血吸虫等。 （4）其他：沙眼衣原体、钩端螺旋体等 3.接触方式及途径 饮用、食物、洗涤、娱乐、劳动等活动,一、生物性污染的危害,（二）藻类毒素污染危害,1

11、.主要危害 （1）影响水的感官性状; （2）破坏水体生态环境; （3）经济损失巨大; （4）可引发生物的急慢性 中毒甚至死亡。 （5）降低饮水安全性。,一、生物性污染的危害,2. 藻毒素种类及理化性质 （1）种类 MC-LR 微囊藻毒素（MC） MC-RR 蓝绿藻 MC-YR 节球藻毒素,一、生物性污染的危害,（2）理化特性 易溶于水, 不易沉淀或被吸附于悬浮颗粒物中。 可被紫外线光解或发生化学反应而丧失毒性。 具有热稳定性,加热煮沸不致丧失毒性。现行自来水处理工艺不能有效去除。 半衰期10天，其稳定时间与水体的特征有关，在已消毒的水中可保持稳定12天。,一、生物性污染的危害,3. 毒理 肝脏

12、毒性 肝脏是MCs主要的靶器官。主要作用肝细胞和 肝巨噬细胞。组织病理学上主要表现为肝脏大面积 出血、坏死、肿胀、瘀血、肝细胞结构破坏。 血清酶学表现为乳酸脱氢酶、-谷酰基转移酶 和碱性磷酯酸等升高，蛋白磷酸酯酶1和2A 受抑 制。,一、生物性污染的危害, 促癌作用 微囊藻毒素是迄今已发现的最强的肝癌促进 剂，且MCLR 和黄曲酶毒素B1有协同促癌作用。 在肝癌高发区的流行病学调查中发现长期饮用 含有较高浓度微囊藻毒素水的人群肝癌发病率显著 高于对照组,认为沟塘水中以微囊藻毒素为代表的 藻类毒素可能是人类肝癌的促癌剂。,一、生物性污染的危害, 肾毒性 肾脏是微囊藻毒素除肝之外的另一个重要的 靶

13、器官, 微囊藻毒素可在肾脏中蓄积。 肠毒性 微囊藻毒素能引起引起胃肠道功能紊乱, 用 微囊藻毒素处理结肠的模型细胞发现,其能降低细胞 活性,引起细胞变性、坏死和凋亡。证实了微囊藻 毒素具有肠毒性。,一、生物性污染的危害,4. 人群健康效应 （1） 急性中毒 直接接触含有MCs 的水,如在湖泊、河流、 水库中进行游泳等娱乐活动,会引起皮肤、眼睛过敏 ,发烧,疲劳以及急性肠胃炎。 （2）慢性危害 饮水MCs污染与人群中原发性肝癌的发病 率密切相关, 当水中MCs平均浓度低于0.3g/L 时, 长期饮用对肝脏有损害作用。,一、生物性污染的危害,二、化学性污染的危害,（一）酚（phenols） 1.理

14、化特性及水体主要污染来源 （1）酚类化合物系指芳香烃中苯环上的氢原子被 羟基取代所生成的化合物。其中具挥发性的称为 挥发酚。 （2）酚在工业生产和人们生活中广泛使用 含酚废水； 消毒、灭螺、除莠、防腐等； 生活污水。,2.毒性及对人体健康的影响,（1）一般毒性： 酚为细胞原浆毒物，低浓度时能使蛋白质变性，高浓度时则能使蛋白质沉淀。 对皮肤黏膜有强烈的刺激腐蚀作用，也可抑制中枢神经系统或损害肝肾功能。 可经皮肤和胃肠道吸收，其中大部分在肝脏氧化成苯二酚、苯三酚，并与葡萄糖醛酸等结合而失去毒性，然后随尿液排出，使尿呈棕黑色（酚尿）。,二、化学性污染的危害,（2）特殊毒性： 某些酚类化合物具有内分泌

15、干扰作用。 可通过模仿天然激素，发挥以下毒作用： 与胞质中的激素受体结合组成复合物， 产生激素样作用； 竞争血浆激素结合蛋白； 影响激素合成过程中的关键酶； 干扰机体甲状腺素的正常功能。,二、化学性污染的危害,（3）对人体健康的影响： 酚类化合物的健康危害多为急性中毒。 患者主要表现为大量出汗、肺水肿、吞咽 困难、肝及造血系统损害、黑尿等。 （4）其他： 酚污染水体能使水的感官性状明显恶化， 产生异臭和异味。酚可与水中游离氯结合产生 氯酚臭，苯酚的氯酚臭阈为0.005mg/L。,二、化学性污染的危害,（二）多氯联苯（polychlorinated biphenyls PCBs）,1.理化特性及

16、工业用途 多氯联苯是由氯置换联苯分子中的氢原子而形成 的一类含氯的有机化合物。 易溶于脂质，水溶性差； 化学稳定性随氯原子数的增加而增高； 具有低可燃性、低电导率、高热稳定性、高度的化学稳定性； 工业中主要作为冷却剂、润滑剂和绝缘剂。,二、化学性污染的危害,2. 环境中的行为及人体暴露方式 PCBs在水环境中极为稳定，被认为是一类 广泛存在的持久性有机污染物。 通过食物链产生生物富集和生物放大。 摄取被PCBs污染的食物，是人类暴露PCBs的主要途径。 宫内及母乳暴露是胎儿或婴儿体内PCBs 增高的主要原因。,二、化学性污染的危害,3.对健康的危害 （1）内分泌干扰作用 1） 拟雌激素作用 在胚胎原始性腺的形成期，使雄性胎儿睾酮水平降低，致胚胎期雄性性腺的分化发育障碍。 抑制雄激素生物学效应，影响睾丸生精功能。 和雌激素受体结合，干扰雌激素的正常代谢，影响雌性生殖系统的发育和功能。 出生前暴露，不仅影响其生殖系统的分化成熟，还使子代出现的性行为异常。,