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饮水与健康 一、水与人的关系 1 、是人类重要的环境因素之一; 2 、是人体重要的组成部分; 3 、与体温调节、营养输送、废物排泄有关; 4 、环境与人体自身清洁也离不开水。 人类生产、生活可能污染水源 保护水资源很重要. 二、水源的种类及其卫生学特征 (一)降水( fall water ) 指雨、雪、雹水 特点:矿化度低,在收集与保存的过程中 易被污染,水量无保证。 (二)地面水( surface water) 指江、河、湖及塘水. 特点:理化性状及细菌含量受季节、气候等 自然条件的影响较大。
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饮水与健康 一、水与人的关系 1、是人类重要的环境因素之一; 2、是人体重要的组成部分; 3、与体温调节、营养输送、废物排泄有关; 4、环境与人体自身清洁也离不开水。 人类生产、生活可能污染水源 保护水资源很重要
二、水源的种类及其卫生学特征 (一)降水(fall water) 指雨、雪、雹水 特点:矿化度低,在收集与保存的过程中 易被污染,水量无保证。 (二)地面水(surface water) 指江、河、湖及塘水
特点:理化性状及细菌含量受季节、气候等 自然条件的影响较大。 1、江、河在涨水期或暴雨后,水中泥沙、 细菌含量大增,易发生传染病流行。 2、湖水较清晰,若被富含氮磷的废水污染, 则可出现富营养化现象。 3、塘水容量小,自净能力差。
(三)地下水(underground water) 1、浅层地下水 潜藏在地表与第一个不透水层之间的水 特点:细菌含量较少,含有一定量的矿物 盐类,溶解氧较少,水质受地表卫 生状况、地层构造、过滤能力和地 下水流速影响。
2、深层地下水 位于第一不透水层以下的水。 特点:不易受到地面的污染; 水质、水量稳定,水温恒定; 水质无色透明,细菌数少,矿化度高, 硬度大,是较好的水源水。
3、泉水 由地表缝隙自行涌出的地下水。 (1)潜水泉:靠重力流出的泉水,多来自 浅层地下水,较易受污染, 水量不稳定。 (2)自流泉:靠压力流出的泉水,来自深 层地下水。
*水源选择顺序: 地下水(泉水、 深层地下、 浅层地下水) 地面水(江河、水库、 湖泊、池塘) 雨、雪水
三、饮用水的基本卫生要求 * (一)流行病学上安全 加氯消毒时,水与氯接触时间不少于30min 每升水中游离性余氯不低于0.3mg 管网末梢每升水中余氯不低于0.05mg 每升水中大肠菌群数不超过3个 每毫升水中细菌总数不超过100个
(二)感官性状良好 无色、透明、无臭、无异味 (三)化学性状良好,不含任何有害化学物 (四)水量充分,取水方便
四、水质的性状和评价指标 (一)物理性状指标 1、色<15О,用铂钴比色法. 2、臭和味 3、浑浊度:水的浑浊是水中含有大量悬 浮物如泥沙、粘土、水生生物等所致。 <5О SiO2 1mg/1000mL=1О
(二)化学性状指标 1、PH值 6.5-8.5 2、总硬度:是指水中钙、镁等盐类的总量, 以CaCO3(mg / L)表示。 暂时硬度:Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2 加热后形成CaCO3↓、MgCO3↓。 永久硬度:钙、镁的硫酸盐、硝酸盐、氯化物等, 加热不能除去。
3、含氮化合物:包括 有机氮、蛋白性氮、 氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。 表示有机物污染和自净的情况
有机氮:是有机含氮物质的总称。 蛋白氮:是指己经分解成的较简单的有机氮。 氨氮:系含氮有机物在微生物和有氧作用下 分解的中间产物,如果继续氧化,并 在亚硝酸菌和硝酸菌作用下,可形成 亚硝酸盐和硝酸盐,此即氨的硝化过 程。
“三氮”的卫生学意义 Ammonia nitrite nitrate health significance + - - water may be polluted recently + + - pathogen is alive, the water is risky + + + pollution has been taking place - + + the water is still risky - - + autopurification has been completed + - + new pollution takes place
4、溶解氧(DO): 指溶解在水中的氧含量。 5、化学耗氧量(COD):是指在一定条件下 (如测定温度等),强氧化剂(如高锰酸钾、 重铬酸钾等)氧化水中有机物所消耗的氧量。 它是测定水体中有机物含量的间接指标,代 表水体中可被氧化的有机物和还原性无机物 的总量。
6、生化需氧量(BOD)*: 水中有机物在需氧微生物作用下分解时 消耗水中溶解氧的量。20oC培养5日后,1L水 中减少的溶解氧的量为5日生化需氧量 (BOD520)。 7、有害物质: 主要是重金属和难分解的有机物。如汞、 镉、铬、砷、铅、酚、氰化物、有机氯、多 氯联苯等。
(三)微生物学性状指标 1、细菌总数:指1ml水在营养琼脂培养基中经 37℃24h培养后所生长的细菌菌落数。<100个/mL 2、总大肠菌群:系一群需氧及兼性厌氧菌,在 37℃生长时能使乳糖发酵,在24h内产酸、产气的 革兰阴性无芽胞杆菌。可作为粪便污染水体的指 示菌。 培养于44.5℃能生长繁殖发酵乳糖而产 酸、产气的大肠菌群细菌,称为粪大肠菌群。
大肠菌群 为什么选择大肠菌群作为指示菌? ①在肠道中数量最多; ②生存条件与肠道病原菌相似; ③检验技术较为简便。
大肠菌群指数:1L水中所含大肠菌 群的数量。 标准:<3个/1000mL 大肠菌群值:指发现一个大肠菌群 的最小水量。 标准:333mL
三、水污染与健康 (water pollution and Health) 1、水的生物污染 引起介水传染病的流行。这类疾病包括霍乱、伤寒、痢疾、肝炎等肠道传染病,血吸虫病、贾第虫病等寄生虫病以及钩端螺旋体病等。
介水传染病的流行特点(trait):* 1)水源一次大量污染后,可出现暴发流行, 若水源经常受污染,则病例可终年不断。 2)病例的分布与供水范围一致。 3)对污染源采取治理措施,疾病的流行能 迅速得到控制。
2、水的化学污染 (1)汞(mercury,Hg) 天然水中含量甚微,一般 不超过0.1ug/L 污染来源:化工、仪表、含汞农药、治炼、灯泡、氯碱等工厂废水;医院口腔科废水; 含汞农药的使用。 危害:汞 水体 水俣病 底泥微生物作用 甲基汞 鱼、贝类
甲基汞 易经消化道吸收进入血液 脑组织 肾、肝 通过胎盘屏障 损害中枢神经系统 胚胎毒性
水俣病的临床表现: 感觉障碍 (肢体末端、口唇周围麻木刺痛感) 共济失调、震颤 语言障碍 视野缩小 听力障碍 全身瘫痪、精神错乱、死亡
(2)铬 (chromium, Cr) 三价铬:三氧化二铬 六价铬:铬酸、铬酸盐类、重铬酸钾、 1)污染来源:电镀、制革、铬铁冶炼以及耐火 材料、颜料和化工等 2)危害:局部刺激和腐蚀作用 使血红蛋白转化为高铁血红蛋白 干扰氧化、还原和水解过程 致突变性和潜在致癌性
(3)酚类化合物(phenol) 1)污染来源:焦化厂、化工厂、制药厂、炼油 厂、合成纤维厂、染料厂等 2)危害:原浆毒,可使蛋白质凝固 特殊的臭味影响水产业
饮水氯化消毒时,水中含酚大于0.001mg/L时,可形成氯酚,使感觉阈显著增高,长期饮用,可引起记忆减退、头昏、失眠、贫血、皮疹、皮肤瘙痒等症状,尿酚明显增高。饮水氯化消毒时,水中含酚大于0.001mg/L时,可形成氯酚,使感觉阈显著增高,长期饮用,可引起记忆减退、头昏、失眠、贫血、皮疹、皮肤瘙痒等症状,尿酚明显增高。 急性中毒:大量出汗、肺水肿、吞咽困难、 肝及造血器官损害,腹泻、口腔 炎、尿色发黑、 虚脱甚至死亡。
3、水物理性污染(热污染) 主要是由于一些工厂向水体中排放高温废水所造成。 水温升高 生化反应速度加快 细菌繁殖、水草生长 溶解氧减少 水自净能力下降 影响鱼类的生长和繁殖
四、改良饮用水质的卫生对策 (一)水源选择及卫生防护 1、水源选择的基本卫生要求 * (1)水量充足 水源水量应能满足城镇或居民点的设计总用 水量,并考虑到近期和远期的发展。选用地面水 时,要求90%-97%保证率的枯水流量大于设计总 用水量。
(2)水质良好 为防止介水传染病,大肠菌群的限量: 只经氯消毒即供饮用者,水源水总大肠菌群不 应超过1000个/ L;同时进行沉淀、过滤和消毒 者,则不应超过10000个/ L。 水源水的感官性状和一般化学指标经净化处理 后,应符合饮用水水质标准的要求。 水源水的毒理学和放射性指标,必须直接符合 饮用水水质标准的要求。
高氟区或地甲病病区,应分别选用含氟、含碘 适宜的水源水。 水源水中如含有饮用水水质标准中未列入的有 害物质,其含量应不超过地面水中按感官或毒 理作为限制指标而制订的最高容许浓度。 (3)便于水源的卫生防护 优先考虑地下水。选地面水时,应将取水点 设在城镇和工业企业的上游。 (4)技术经济上合理,方便群众取用
2. 水源的卫生防护 (1)集中式给水 地面水做饮用水源,应设置卫生防护带: * 取水点周围半径不小于100m内设明显标志,不 得从事一切可能污染水源的活动; * 河水取水点上游1000m至下游100m水域内,不 得排入工业废水和生活污水,沿岸不得堆放污 染水源的废渣、垃圾、有毒物品; * 进水口高于河床1m,低于水面1.5m。
(2)分散式给水 井水 地面水
二、水的净化 目的:除去水中的悬浮物质、胶体物质和部分 病原体,改善水的感官性状。 1、混凝沉淀:天然水中悬浮的杂质有时颗粒甚 小,难以自然下沉,需加入适当的混凝剂才 能将细微颗粒凝聚成大颗粒而沉降,叫做混 凝沉淀(coagulative precipitation)
(1)原理: 电荷中和作用 混凝剂(+胶粒)+(-胶粒) 絮凝体(绒体或矾花)(吸附力强) 吸附悬浮物、细菌、溶解性物质 下沉
方法:硫酸铝(明矾)法(50-100 mg/L) Al(SO4)3+3Ca(HCO3)2→ 2Al(OH)3↓+3CaSO4+6CO2↑ 氢氧化铝胶体颗粒吸附悬浮物使之沉淀下来
2. 过滤(filtration) (1)原理: 机械阻留作用 接触混凝和 生物膜作用 (2)过滤装置: 砂滤池 砂滤井 砂滤缸
浑水通过砂等滤料而得以净化 ①除去80-90%的细菌; ②除去99%的悬浮物; ③除臭、味、色; ④除去血吸虫尾蚴等寄生虫。
三、水消毒(Water disinfection) 为了使水质符合饮用水的各项细菌学指标 的要求,确保防止介水传染病的发生和传播, 必须进行水的消毒。 消毒方法: 物理消毒法:煮沸、紫外线、超声波等; 化学消毒法:氯、臭氧、碘和高锰酸钾等。 目前应用最广的是氯化消毒。
1. 选择饮用水消毒剂时应考虑的因素 (1)杀灭病原体的效果 (2)控制和监测的难易 (3)剩余消毒剂的有无 (4)对水的感官性状的影响 (5)副产物对健康的影响、预防或消除的可 能性 (6)经济技术上的可行性
2. 氯化消毒(chlorination) 饮水的氯化消毒是指用氯或氯制剂进行饮水 消毒的一种方法。氯制剂有漂白粉和漂白粉精等。 (1)原理:* 氯气或其他氯化消毒剂溶于水后,在常温下即 很快水解成次氯酸。 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,不荷电,易于穿过微生物的 细胞壁。同时,它又是一种强氧化剂,能损害细 胞膜,使其通透性增加,使细胞内容物如蛋白质、 RNA和DNA漏出,并能干扰多种酶氧化系统,例如 使磷酸葡萄糖脱氢酶的巯基被氧化破坏,而导致 细菌死亡。次氯酸对病毒的作用在于对核酸的 致死性破坏。
由于水中常含有一定量的氨氮,当氯加 入水中时,除产生次氯酸外,还可产生一氯胺 (NH2Cl)和二氯胺(NHCl2)。氯胺为弱氧 化剂,有杀菌作用,但需要较高的浓度和较长 的接触时间。
(2)消毒方法: ① 常量氯化消毒法:加氯量约为0.5~2.0mg/L, 加氯接触时间30~60min。 本法适用于水源水质变动小、污染轻、不含 酚的水。对污染较重的水加氯量可达3~5mg/L。 应加漂白粉量(克)=井水量(米3)X 井水加氯量(克) 井水量(米3)=3.14 X [水井直径(米)/2]2 X 水深(米)
② 过量氯化消毒法: 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,使余氯量达到1~5mg/L。 消毒后10至20天后再用水。 消毒后的水也可用S03、亚硫酸钠或活性炭脱 除过高的余氯。脱氯处理后10-15分钟后可用水。
③ 持续氯化消毒法: 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。所以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 或青霉素玻瓶等,上面打孔5~8个,里面放入一次 消毒用量20~30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10~20天。
(3)影响消毒效果的因素:* ① 加氯量和接触时间 加氯量=需氯量+余氯的量 需氯量是指因灭菌、氧化有机物和还原性无 机物以及某些氯化反应等所消耗的氯量。 ② 水的PH值 HOCl H+ + OCl- ③ 水温 ④ 水的浑浊度 ⑤ 微生物的种类和数量
四、加强对高层建筑二次供水的卫生监督管理 高层建筑二次供水是指能储存来自集中 式供水系统的生活饮用水并凭借高层建筑物 形成自然压差或机械压力,二次送到用户的 供水设施(又称高层楼房二次加压供水)。