精品视频公开课 环境与健康 课程负责人：李君　教授 湖北文理学院医学院

第四章 水体质量与健康

水资源的种类及其卫生学特征 水质的性状和评价指标 水体的污染源和污染物 水体污染的危害 内容概览 水资源的种类及其卫生学特征 水质的性状和评价指标 水体的污染源和污染物 水体污染的危害

学习目标 了解我国水资源状况。 熟悉水资源的种类及其卫生学特征。 掌握水质的性状和评价指标内容及卫生学意义。

第一节 概 况

一、水资源的分布与循环(1) 水体含义：河流、湖泊、沼泽、水库、地下水、海洋总称。有海洋水体和陆地水体。

二、我国水资源概况（1） 我国水资源约为2680km3 /年，居世界第4位，河川的径流总量排在世界第6位，而人均径流量为2530m3, 约为世界人均的1/4，居世界第88位。按人口平均，我国是水资源的“贫穷国家”。

我国水资源状况

三、我国水污染现状（2） 2006 年，全国地表水总体水质属中度污染。 实际监测的745 个地表水监测断面中， Ⅳ、Ⅴ类，劣Ⅴ类水质的断面比例为 40%、32%和28%。 2015年 我国7大水系有26%水质为Ⅴ类，劣Ⅴ类 9大湖泊中7个是Ⅴ类，劣Ⅴ类。

造纸厂排污 化工厂排污 淮河上游被化工厂排出物污染

黄河流域污染已形成点源与面源污染共存、生活污染和工业排放叠加、各种新旧污染与二次污染相互复合的严峻形势，黄河污染程度已远甚于淮河。 污染的黄河使西北和华北约1．6亿城乡人民深受其害，而受害最深的是农业、农村和农民。 污水像瀑布一样 排向黄河主干道

工业污染导致 水养鱼类的大量死亡 漂浮在淮河淮南段境内的死牛犊

第 二节 水资源的种类及其 卫生学特征

一、种类 降水 天然水资源 地表水 地下水：浅层地下水、深层地下水、 泉水 溶解性物质（钙、镁、钠、铁等盐类或化 天然水资源 地表水 地下水：浅层地下水、深层地下水、 泉水 溶解性物质（钙、镁、钠、铁等盐类或化 所含物质 合物及氧、二氧化碳等气体）; 胶体物质（硅酸胶体、腐殖质等）; 悬浮物。

二、水源的种类及其特征 水源的种类及其特征 种类 水量 水质 污染程度 自净能力 利用度 种类 水量 水质 污染程度 自净能力 利用度 大气水 + +++软、纯 ++ -+ +++ 地表水 ++ ++脏 +++ ++ + 地下水 ++- ++硬 ++ - + 冰川 潜在

地下水污染

第三节 水质的性状和评价指标

曹妃甸工业区水样采集

一、物理性状指标(1) 可判断水质的感官性状好坏，也可以说明水质是否受到污染。 (一) 水温 大量工业含热废水进入地表水时可造成热污染，导致溶解氧降低，危害水生生物生长与繁殖。地下水温度如突然发生变化，可能是地表水大量渗入所致。

一、物理性状指标(2) (二) 色 水中腐殖质过多时呈棕黄色。 粘土使水呈黄色。 在静水水体中藻类大量繁殖使水面呈不同颜色。 (二) 色 水中腐殖质过多时呈棕黄色。 粘土使水呈黄色。 在静水水体中藻类大量繁殖使水面呈不同颜色。 水体受工业废水污染后，呈现该工业废水的颜色。

湖泊水华 海洋赤潮 红藻大量生长

一、物理性状指标(3) (三)臭和味 洁净水无臭气和异味。 天然水臭和味：水生动植物或微生物的繁殖和衰亡；有机物的腐败分解等。 湖沼水因水藻大量繁殖或有机物较多而有鱼腥气及霉烂气。

一、物理性状指标(4) 水中含有硫化氢时使水呈臭蛋味， 硫酸钠或硫酸镁过多时呈苦味， 铁盐过多时有涩味。 水中适量碳酸钙和碳酸镁时使人感到甘美可口，含氧较多的水略带甜味。 生活污水、工业废水污染时呈现出特殊的臭和味。

一、物理性状指标(5) （四）浑浊度(turbidity) 浑浊现象常用来判断污染情况。 升高说明胶体物质污染。 地表水的浑浊是由水中含泥沙、粘土、有机物等造成的。

二、化学性状指标(1) 天然水的pH值一般在7.2～8.5之间。 水体受大量有机物污染时，水的pH值降低。 酸雨发生，可能会造成湖泊等水体酸化。

二、化学性状指标(3) 溶于水中钙、镁盐类的总含量， 以CaCO3(mg/L)表示。 碳酸盐硬度(钙、镁的重碳酸盐和碳酸盐) (二) 硬度(hardness of water) 溶于水中钙、镁盐类的总含量， 以CaCO3(mg/L)表示。 碳酸盐硬度(钙、镁的重碳酸盐和碳酸盐) 非碳酸盐硬度(钙、镁的硫酸盐、氯化物）

二、化学性状指标(4) 氨氮：天然水被人畜粪便等含氮有机物污染后，经微生物分解形成的最初产物。 亚硝酸盐氮：水中氨在有氧条件下经亚硝酸菌作用形成的，是氨硝化过程的中间产物。 硝酸盐氮：含氮有机物氧化分解的最终产物。

二、化学性状指标(5) 氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮均增高，提示该水体过去和新近均有污染，或过去受污染，目前自净正在进行。

二、化学性状指标(7) (四) 溶解氧(dissolved oxygen，DO) 溶解在水中的氧含量。当有机物污染水体或藻类大量死亡时，水中溶解氧可被消耗。 (五) 化学耗氧量(chemical oxygen demand，COD) 在一定条件下，用强氧化剂如高锰酸钾、重铬酸钾等氧化水中有机物所消耗氧量。

二、化学性状指标(8) (六) 生化需氧量(biochemical oxygen demand，BOD) 水中有机物在有氧条件下被需氧微生物分解时消耗的溶解氧量。水中有机物愈多，生化需氧量愈高。

二、化学性状指标(9) 三氧的意义 溶解氧 化学耗氧量 生化需氧量 评价水体受有机性污染及其自净程度的间接指标。 测定水体中有机物含量的间接指标 评价水体污染状况的一项重要指标。

二、化学性状指标(10) (七) 氯化物 水中氯化物含量突然增加，表明水可能受人畜粪便、生活污水或工业废水等污染。 （八）硫酸盐 水中硫酸盐含量突然增加，表明水可能受生活污水、工业废水或硫酸氨化肥等污染。

二、化学性状指标(13) (九)有害物质 重金属、难分解的有机物（汞、镉、砷、铬、铅、酚、氰化物、有机氯、多氯联苯），来自工业废水的污染。

三、微生物学性状指标（1） （一）细菌总数(bacteria count)： 反映水体受生物性污染的程度，作为水被生物性污染的参考指标。 (二)大肠菌群(total coliform) 作为粪便污染水体的指示菌。

思考题 1.水质的评价指标包括哪些内容?有何卫生学意义? 2.请阐述三氮、三氧变化的卫生学意义。

第四节 水体的污染源和污染物

学习目标 掌握水体污染的含义及来源。 熟悉各种水体污染物。 了解水体的污染特点及水体污染物的转归。

水体污染 水体污染(water pollution):指人类活动排放的污染物进人水体，其数量超过了水体的自净能力，使水和水体底质的理化特性和水环境中的生物特性、组成等发生改变，从而影响水的使用价值，造成水质恶化，乃至危害人体健康或破坏生态环境的现象。

一、水体污染的主要来源（1） (一)工业废水（industrial wastewater） 工业废水是世界范围内水污染的主要原因。工业生产过程各环节均可产生。冶金、化工、电镀、造纸、印染、制革等。 钢铁厂、焦化厂：含酚、氰化物废水； 化工、化纤、化肥、农药厂：含砷、汞、铬、农药等废水； 造纸厂：含有机物废水； 动力工业：高温冷却水。

一、水体污染的主要来源（2） (二) 生活污水(domestic sewage) 1．人们日常生活的洗涤废水和粪尿污水等。 2．水质富营养化。 3．受降水洗淋城市大气污染物和冲洗建筑物、地面、废渣、垃圾形成的城市地表径流。 4．来自医疗单位的污水，包括病人的生活污水和医疗废水 。

一、水体污染的主要来源（3） (三)农业污水 农牧业生产的污水、降水及灌溉水。 工业化肥、农药的生产和使用。 (四)其他 工业生产产生的固体废弃物、城市垃圾渗透。海上石油开采、油轮泄漏事故。

二、水体污染物的种类 (一) 物理性污染物 (二) 化学性污染物 当今水污染最显著的特点是化学性污染。 热污染、放射性污染、表观污染 (一) 物理性污染物 (二) 化学性污染物 当今水污染最显著的特点是化学性污染。 最常见的无机污染物如铅、汞、镉、铬、砷、氮、磷、氰化物及酸、碱、盐等。 有机污染物：苯、苯酚、石油及制品等。 (三) 生物性污染物 病原体污染：医院、屠宰、畜牧、制革 霉菌污染：制药、酿造、食品、制革

三、水体的污染特点（1） （一）湖泊、水库 水体富营养化（eutrophication）：当湖泊、水库水接纳过多含磷、氮的污水时，可使藻类等浮游生物大量繁殖。 水华 (algal bloom)：由于占优势的浮游生物颜色不同水面呈现不同颜色，出现在淡水时称为水华，发生在海湾时称为赤潮（red tide）。

水体富营养化

湖泊水华 海洋赤潮 红藻大量生长

三、各种水体的污染特点（2） 水体富营养化的影响： 1.恶化水的感官性状，透明度下降，腥臭味； 2.降低水的溶解氧含量，水质恶化，鱼类、水生生物大量死亡。 3.藻类产生有毒物质污染水生生物。 4.影响供水水质，增加制水成本。 最后结局藻类死亡,变成死湖、沼泽。

三、各种水体的污染特点（4） （三）地下水 不易受污染，但一旦污染很难自净。工业废水、生活污水、工业废渣和生活垃圾等均可造成污染。苯酚、氰、汞、铬、砷、石油等 （四）海洋 海洋污染持续性强，很难转移，易发生石油污染，污染范围较大。

近年我国水体污染事件 地点 时间 事件情况 四川省沱江 2004.2.16 化肥厂违规操作，设备发生故障，氨氮超标排放，沿岸百万群众饮水中断，损失3亿元，水生生态环境恶化。 吉林省吉林市 2005.11.13 中国石油吉林石化公司双苯厂发生爆炸，6人死亡，70人受伤.100t苯类污染物进入松花江，污水团长80m，水源地江水污染，造成哈尔滨市停水4天。 广东省韶关市 2005.12中旬 韶关冶炼厂设备检修期间违法排放超标含镉废水，使北江韶关段镉严重超标，下游三个城市饮用水受到威胁，部分城市自来水停止供应 辽宁省抚顺市 2005.12.24 抚顺市勇鑫物资公司和金新化工公司违法超标排污，使浑河水质酚浓度超标。由于采取积极应对措施，抚顺、沈阳两地居民饮水未受影响。

地点 时间 事件情况 湖南省株洲市、长沙市 2006.1.4 株洲市水利建设公司对霞港湾清淤改道，致使引流水将镉严重超标水带入湘江，影响湘潭、长沙两市自来水厂的安全 河南省巩义市 2006.1.5 巩义市第二电厂输油管道因天寒冻裂未及时发现，约有12t柴油经南石河外排，约6t柴油进入伊洛河，部分进入黄河。 江西省新建县 2006.1.12 新建县赣江水域两艘油轮（装载90号汽油956t）发生起火事故，泄露油污流向九江下游，赣江事发地段水质污染，直接经济损失3000万元。 广西省天峨县 2006.6.2 贵州省盘县贵黔发电有限公司1号灰坝排水涵管挡板断裂，30多万m3灰水泄入北盘江，污染带较长，流向当地天峨县饮用水源红水河，河中鱼类锐减，城镇水源地输水中断，15万人饮水困难。

地点 时间 事件情况 湖南省岳阳县 2006.9 岳阳县城饮用水源新墙河河流上游林祥市浩源化工公司（硫酸厂）和桃林铅锌矿化工厂等非法排污，造成新墙河砷污染，砷超标10倍左右，8万多居民饮水受影响。 四川省泸州市 2006.11.5 川南发电公司泸州电厂在污水处理设施尚未建成的情况下，开始燃油系统安装测试，由于供油泵机械密封装置损坏，柴油泄漏混入冷却水管道外排，导致长江水体污染，并进入重庆境内形成跨界污染,泸州市城区停水.

四、水体污染物的转归（1） (一) 污染物的迁移 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。 扩散、吸附、凝集、沉淀； 进入大气； 进入食物链：生物富集作用、生物放大作用。 某些生物不断从环境中摄取浓度极低的污染物，在体内逐渐聚集，使该物质在生物体内达到相当高、甚至引起其他生物(或人)中毒的浓度 由于各级生物体的生物富集作用，使高位营养级生物体内污染物浓度大大高于低位营养级生物的现象

四、水体污染物的转归（2） 甲基汞、有机氯农药等可通过生物富集作用和生物放大作用在各级生物之间传递、转移，最终在高位营养级生物体内达到很高浓度，对最高位的人类健康构成极大危害。

生物富集作用

三、水体污染物的转归（3） 生物转化：一般是指水中某些有毒污染物在生物作用下转变成无毒或低毒化合物。水中微生物对有机物的生物降解起着关键作用，某些元素在微生物的作用下可发生价态的变化，如微生物能将无机汞转化成甲基汞。

三、水体污染物的转归（4） (三) DDT在水生食物链中的迁移和转归分析 水（0.3μg /L) 浮游生物(30μg /kg) 小鱼 (0.3mg /kg) 大鱼(3mg /kg) 水鸟(30mg /kg) 1000倍 1万倍 10万倍

三、水体污染物的转归（5） 流行病学调查显示，有机氯农药的污染是造成肿瘤发生率增高的原因之一。 水体的轻微污染可引起危害更大的环境灾害； 长残留的脂溶性化学物质具有极大的生物放大作用；位于食物链最高位的人类将成为环境污染的最大受害者。

唐山市女性血清及脂肪组织有机氯农药残留与乳腺癌的关系 不同暴露地区人体脂肪组织中总DDT残留水平差异有统计学意义，高暴露地区人体内总DDT残留水平高于低暴露地区； 居住年限不同脂肪组织内总DDT残留水平差异有统计学意义，随着居住年限的增加DDT残留水平增加的趋势； 控制其它因素情况下，体内总HCH高残留组患乳腺癌的危险性是低残留组的4.49倍； 血清有机氯农药DDT残留水平在病例组与对照组之间的差异有统计学意义，病例组高于对照组，是对照组的1.8倍；被动吸烟年限长、房屋装修年限长、肉类摄入频率高与血清中DDT残留水平高对乳腺癌的发生共同起作用。

思考题 1.水体富营养化有何危害？如何防治？ 2.DDT以水生食物链为媒介污染全球水环境可给我们什么启示？

第六节 水体污染的危害 主讲教师：李君

学习目标 掌握水体污染（以化学性污染为主）造成的危害 熟悉物理性污染的危害。

一、生物性污染的危害（1） 最常见的疾病包括霍乱、伤寒、痢疾、甲型病毒性肝炎、隐孢子虫病等肠道传染病；血吸虫病、贾第虫病等寄生虫病；沙眼。 1.水体受生物性致病因子污染后，通过饮用、接触等引起介水传染病的暴发流行，对人体健康造成危害。 最常见的疾病包括霍乱、伤寒、痢疾、甲型病毒性肝炎、隐孢子虫病等肠道传染病；血吸虫病、贾第虫病等寄生虫病；沙眼。

我国70%湖泊沟塘频繁发生过水华，其中80%左右含有微囊藻毒素 一、生物性污染的危害（2） 2.水体的富营养化及藻类毒素污染 优势藻类是毒性较大的蓝藻。 含量最多、危害最大的毒素：铜绿微囊藻产生的微囊藻毒素（microcystins,MC) 微囊藻水华是淡水水体危害中最严重的一类。 我国70%湖泊沟塘频繁发生过水华，其中80%左右含有微囊藻毒素

一、生物性污染的危害（3） 微囊藻毒素的危害 是迄今已知的最强的肝癌促进剂，低剂量可引起肝损伤。 直接接触含藻毒素的水出现皮炎、眼睛过敏、急性胃肠炎等，严重者发生中毒性肝炎，甚至死亡。 对动物有一定毒性 家畜及野生动物饮用含微囊藻毒素的水后出现腹泻、厌食、呕吐等，甚至死亡。对水生动物急性毒性不大，但能影响生长、繁殖、行为等。

二、化学性污染的危害（2） 水俣病发生背景 1）五十年代初期，水俣湾附近鱼群异常游动，水鸟自杀，猫步态不稳、跳海溺死等现象。 2）1956年4月，水俣湾一造船木工的3岁和5岁的女儿患有类似脑炎的特殊神经系统症状（走路不稳、言语不清、肢端麻木、狂躁不安） 3）1956年8月日本熊本大学医学院从环境、临床、病理、动物实验等方面研究。报告水俣病是废水含甲基汞所致。 4）1992年3月确认水俣病患者有2252人，其中死亡1043人。 5）1997年，水俣病患者全部得到赔偿。1990年始水俣湾开始治理历经13年。

二、化学性污染的危害（3） 5.临床表现： 成人 侵犯大脑皮质运动区、感觉区、视觉、听觉区及小脑，引起向心性视野缩小、运动失调、肢端感觉障碍。出现运动失调，视野缩小，语言和发音困难等。 胎儿：侵犯全脑，原形蓄积，广泛损害脑组织，日渐加重。

二、化学性污染的危害（6） 先天性水俣病 是世界上第一个因水体污染诱发的先天缺陷。在水俣病发生第二年即出现先天性水俣病。在母体妊娠中，母体摄入甲基汞通过胎盘引起的以中枢神经系统障碍为主的胎儿甲基汞中毒。 主要表现：严重精神迟钝、协调障碍、共济失调、步行困难、语言、咀嚼、咽下困难，大发作性癫痫，斜视和发笑，生长发育不良，肌肉萎缩，四肢变形。

思考题 1.什么是水俣病？试述其发病机制及临床表现。 3.“米糠油中毒事件”是由什么物质引起的？其危害有哪些？ 4.请解释“胎儿油症”的含义。