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第二章 水污染与健康 第一节 概 述 一 水和水体 (一)水
第二章 水污染与健康 第一节 概 述 一 水和水体 (一)水 水是地球上分布最广和最重要的物质,是参与生命的形成和地表物质能量转化的重要因素。水也是人类社会赖以生存和发展的自然资源。水资源是可再生资源,但不是取之不尽的。
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地球上水的总储量约为1. 38×109km3,其中海洋占97. 41%,淡水仅占地球总水量的2
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我国的水资源分布具有地区、进程上的不均匀性,是水资源相对较少的国家。平均年降水633㎜(全球800 ㎜ ,亚洲740 ㎜ ),人均占有水量只相当于世界人均占有河川年径流量的1/4。
联合国已将我国列为全球13个最缺水的国家之一。 因此,防治水污染就成为保护水资源的一个重大课题。
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(二)水体 水体是江河湖海、地下水、冰川等的总称,是被水覆盖地段的自然综合体。它不仅包括水,还包括水中溶解物质、悬浮物、底泥、水生生物等。水体是一个完整的生态系统。 水与水体是两个紧密联系又有区别的概念。从水体概念去研究水环境污染,才能得出全面、准确的认识。
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水体类型可划分为海洋水体(包括海、洋)和陆地水体(如河流、湖泊等)。陆地水体又可分为地表水体和地下水体。
水体也可以其流动性划分为流水水体和静水水体,前者如河流,后者如湖泊、沼泽。 水体也可按区域,如太湖、洞庭湖、鄱阳湖。
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二 水体的卫生学特征 水资源分为地表水、地下水、降水三种。 (一)降水
二 水体的卫生学特征 水资源分为地表水、地下水、降水三种。 (一)降水 降水指雨、雪、雹、霰、雾,水质较好、矿物质含量低,但水量无保证。而且降水的水质量易受大气状况和降水来源地的影响。 (二)地表水 1 江水、河水 水质较软、含盐量较少。因其暴露于大气,流速快,水中溶解氧含量较高,有利于水体自净。但混浊度较大,细菌含量较高,卫生防护比较困难;易受人类活动污染,水质极不稳定。
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海水含盐量较高,污染源广、持续性强(海洋中的污染物很难再转移出去)、扩散广泛。
2 湖水、水库水 一般水质软,含盐量少,混浊度不大,比江河水清洁。流速慢,水中悬浮物和细菌含量较低,水生物易于繁殖,可使水着色并有臭味。 3 海水 海水含盐量较高,污染源广、持续性强(海洋中的污染物很难再转移出去)、扩散广泛。
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主要由降水和地表水通过土壤、岩石缝隙、河床等透到地下逐渐积聚而成。分为浅层地下水、深层地下水、泉水。
(三)地下水 主要由降水和地表水通过土壤、岩石缝隙、河床等透到地下逐渐积聚而成。分为浅层地下水、深层地下水、泉水。 1 浅层地下水 指潜藏在地表以下第一个不透水层以上的地下水。水质经过透水土层的天然过滤,物理性状较好,水中悬浮物、有机物较少,浊度、色度较低,细菌数量比地表水少。但硬度较高、溶解氧较低。易受地面污染物污染。是我国广大农村常用水源。
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2 深层地下水 指第一个不透水层以下的地下水。受外界影响小,水量较稳定,水质较好,透明度高、水温恒定,有机物和细菌数量少,但盐类含量高,硬度大。常被用作城镇或企业的集中式供水。 3 泉水 是地下水通过地表缝隙自行涌出的地下水。浅层地下水自行流出为浅水泉;深层地下水由岩石裂缝中涌出称为流泉。
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三 水质性状及其评价指标 水中含有各种成分含量不同时,水的感观性状、物理化学性质、生物组成也不同,这种由水和水中杂质共同表现出来的综合特性即为水质。描述水质质量的参数就是水质指标。可分为物理的、化学的、生物的三大类。 (一)物理性状指标 1 水温:地表水水温一般随季节和气候的变化而变化,水温的变化总是落后于大气温度,变化范围为0~30℃;地下水较稳定,变化范围为8~12℃。
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2 水的色度 天然水体的颜色是有机物的分解过程和所含的无机物造成的。如:腐殖质过多使水体呈棕黄色,黏土使水体呈黄色。清洁天然水色度为15~25度,湖泊水可达60度。 3 臭和味 洁净的水体无臭和异味。水体中的臭和味主要来自于生活污水和工业废水中的污染物、微生物活动。 4 浊度 指悬浮于水中的胶体颗粒产生的散射现象。是常用来判断水质好坏的表观特征。
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(二)化学性状指标 1 pH值 天然水体的pH值一般在6-9之间。饮用水的pH值要求在 。当水体受污染时,有机物因氧化分解产生游离二氧化碳,可使水的pH值降低。当大量酸、碱废水污染水体时,水的pH值可发生明显改变。我国长江以南较多地区发观酸雨,提示我们要注意观察湖泊有无酸化。
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2 总固体 是水样在一定温度下蒸发至干后的残留物总量,由有机物、无机物及各种生物体组成。总固体愈少,水愈清洁。当水被污染时,总固体增加。 3 硬度 指溶于水中的钙、镁等盐类的总量,以CaCO3(mg/L)表示。一般分为碳酸盐硬度(钙、镁的碳酸盐)和非碳酸盐硬度(钙、镁的硫酸盐、氯化物等)。也可分为暂时硬度和永久硬度。前者是指水经煮沸时,暂时硬度往往小于碳酸盐硬度;后者是指水煮沸后不能除去的硬度。
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4 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。 有机氮和蛋白氮主要来源于动植物体,当水中的有机氮和蛋白氮显著增高时,说明水体新近受到明显的有机性污染。 氨氮是含氮有机物分解的中间产物,可形成亚硝酸盐和硝酸盐。如发现水中氨氮增高,则有可能是新近受到了人畜粪便的污染。
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5 溶解氧(DO) 指溶解在水中的氧含量。其含量与空气中氧分压、水温有关。前者变动甚微,故水温是主要影响因素,水温愈低,水中溶解氧的含量愈高。
水层愈深,溶解氧含量愈低。水中有大量藻类植物时,可使溶解氧呈过饱和状态。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,使水体进入厌氧状态。 因此,水中溶解氧的含量可作为有机污染及其自净程度的间接指标。我国的河流、湖泊、水库水溶解氧含量大都在4mg/L以上,长江以南的一些河流一般较高,可达6-8mg/L。
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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,称为生化需氧量。水中有机物愈多,生化需氧量愈高。生物氧化过程与水温有关,在一定范围内,温度愈高,生物氧化作用愈强烈,分解全部有机物所需要的时间愈短。清洁水的生化需氧量一般小于1mg/L。
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8 氯化物 天然水中均含有氯化物,其含量随地区不同而有差异。如近海或流经含氯化物地层的水体,氯化物含量较高。在同一地区内,水体中氯化物含量是相当恒定的。当其突然增加时,表明被人畜粪便、生活污水或工业废水污染。 9 硫酸盐 地面水中硫酸盐含量骤然增加时,表明有被生活污水、工业废水或农田径流污染的可能。
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(三)生物学指标 1 细菌总数 指1m1水在培养基中经37℃、24h培养后所生长的细菌菌落总数。它可反映水体受生物性污染的程度,水体受污染愈严重,水的细菌总数愈多。细菌总数只能作为水被生物性污染的参考指标。
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2 总大肠菌群 是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、产气的革兰阴性杆菌。由于人粪便中存在大量的大肠菌群细菌,因而此种细菌可作为粪便污染水体的指示菌。培养于37℃能生长繁殖,使乳糖发酵,产酸产气的大肠菌群细菌,称为总大肠菌群。 大肠菌群是一种较好的粪便污染指示菌,到目前为止还未找到可以替代大肠菌群作为指示菌的细菌或其它微生物。
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第二节 水体的污染源和污染物 一. 水体污染 指排入水体的污染物超过了该物质在水体中的含量和自净能力即水体的环境容量,从而导致水体的理化特征发生不良变化,破坏了水中固有的生态系统,破坏了水体的功能及其在人类生活和生产中的作用。
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二 水体污染源 指向水体排放或释放污染物的来源和场所。 (一)按水体类型分类 1 大气水污染源:
指污染物进入大气对大气水分造成的污染,即污染物对降水的影响。可使大气质量下降,并引起地表水体、土壤等二次污染。 2 地表水污染源: 几乎所有水污染物都通过各种途径进入地面水体,且向下游汇集。会带来很大危害。
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3 地下水污染 一般污染物很难进入地下水体,但一旦地下水被污染,很难恢复,更新期很长。 (二)按污染源形式分类 1 点污染源 指以点状形式排放而使水体造成污染的发生源。分为固定的点污染源(如工厂、矿山、医院、居民点等)和移动的点污染源(如轮船、汽车、飞机、火车等)。 4 种排放方式:直接排污水进入水体、经城市污水处理厂或管渠输送到排放口、渗透并排入水体。
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2 线污染源 3 面污染源 指输油管道、污水沟道、公路、铁路、航线等。危害低于点污染源。
指农田里的农药、化肥、禽畜养殖场等的污染物,经雨水冲刷流入水体,形成污染。农村水污染多为面污染。这类污染源分散,没有明确的位置,因此控制较点污染困难得多。
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工业污染源
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水污染对照图
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(三)按水体污染源的动力特性分类 1 人为污染源
大多数水体污染源都是人为污染源。分为两类:一类是人类生活和工农业生产造成大量污染物进入水体。一类是突发性事故污染。 突发性污染事故突然发生,来势凶猛,在短时间内大量排放污染物质,造成严重污染和破坏。如2005年11月13日,位于松花江上游的吉林石化公司双苯厂爆炸事故,约100吨苯类污染物排入松花江,严重污染下游居民正常生活。哈尔滨停水4天。
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2 水体天然污染源 是指自然界自行向水体排放有害物质或造成有害影响的场所。
诸如岩石和矿物的风化和水解、火山喷发、水流冲蚀地表、生物(主要是绿色植物)在地球化学循环中释放物质都属于天然污染物的来源。例如,在含有萤石、氟磷灰石等矿区,可能引起地下水或地表水中氟含量增高,造成水体的氟污染。长期饮用此种水可能出现氟中毒。
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三 水体污染物 大致分为9类。 1 有毒物质: 持久有机污染物、环境激素、氰化物、有机农药、苯、酚、砷、汞、铅、镉、铬等。 2 好氧废弃物:
造纸厂、纤维厂、食品厂等工业废水及生活污水进入水体后,大量消耗水中的氧,使水中氧化作用停止,水质恶化。
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3 合成化学物质 多氯联苯(PCB)、合成洗涤剂(ABS)等,是一些高稳定的合成化学物质,难降解。容易在水中富集。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。 4 无机化合物 各种溶于水的氯化物、盐类及酸碱性物质。 5 油类物质 来自于石油工业、机械加工、汽车工业、涂料、油脂加工等工业废水和传播运输。
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大量合成洗涤剂
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石油类污染
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6 植物营养物 城市生活污水和工业废水中常含有大量的生物营养元素,促使水中植物生长,从而加速水体富营养化,主要指氮、磷。
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水体富营养化的表现 云南滇池
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滇池的富营养化污染
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7 放射性物质 8 热流出物 9 致病微生物 核工业所排放的污水废液中含有放射性物质。
热电厂、钢铁厂等的冷却水有很高的温度。排入水体中,引起水温升高,鱼类死亡。 9 致病微生物 来自生活污水、医院污水。
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四 水体自净与污染物的转化 水体自净: 广义: 指受污染的水体经物理、化学与生物作用, 使污染物的浓度降低,恢复到污染前的水 平。
狭义:水体的生物自净作用。
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(一)物理自净 水中污染物由于稀释、混合、挥发和沉淀等物理作用使有害物质的浓度降低的过程称之。这种自净是很有限的。
物理自净能力的强弱取决于水体的物理条件如温度、流速、流量等,以及污染物自身的物理性质如密度、形态、粒度等。 物理自净对海洋和容量大的河段等水体的自净起着重要作用。
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(二)化学自净 指污染物在水体中以简单或复杂的离子或分子状态迁移,并发生了化学性质或形态、价态上的转化,使水质也发生化学性质的变化,但未参与生物作用。 如酸、碱中和、氧化—还原、分解—化合、吸附—解吸、胶溶—凝聚等过程。 这些过程能改变污染物在水体中的迁移能力和毒性大小,亦能改变水环境化学反应条件。
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(三)生物自净 指水体中的污染物经生物吸收、降解作用而发生消失或浓度降低的过程。如污染物的生物分解、生物转化和生物富集等作用。
水体生物自净作用也被称为狭义的自净作用。主要指悬浮和溶解于水体中的有机污染物在微生物作用下,发生氧化分解的过程。 在水体自净中,生物化学过程占主要地位。生物自净与生物的种类、环境的水热条件和供氧状况等因素有关。
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地球各种水体的循环更替期: 水体类型 循环更替期 水体类型 循环更替期 海洋 2500年 湖泊 17年 深层地下水 1400年 沼泽 5年
水体类型 循环更替期 水体类型 循环更替期 海洋 年 湖泊 年 深层地下水 年 沼泽 年 极地冰川 年 土壤水 1年 永久积雪 年 河川水 天 高山冰川 年 永冻带底冰 10000年 大气水 天 生物水 几小时
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第三节 水体污染的危害 一 物理性污染及其危害 (一) 热污染 指污染物进入水体后改变了水的物理特性。如热,放射性物质,油、泡沫等污染。
指天然水体接受“热流出物”而使水温升高到水生生物不适应的程度的现象。危害如下: 1 使水中溶解氧减少 溶解氧的溶解度与温度成反比,当温度升高时,溶解氧下降,有害物质毒性增强。
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水温升高,生化反应加快,重金属可转变为金属有机物,毒性更大。有害物质的毒作用也加大。
2 使水中重金属及其它有害物质毒性加大 水温升高,生化反应加快,重金属可转变为金属有机物,毒性更大。有害物质的毒作用也加大。 3 导致水体富营养化 增温可促进有机物分解,溶解氧下降,地泥处于厌氧状态,释放大量氮、磷;还可使耐温性和温性植物种类增加,浮游生物异常繁殖。 4 导致水生生物繁殖率下降 改变鱼类的代谢速度,使其感染疾病的几率增加。
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主要来自核反应废弃物,会导致生物畸变。处理难度很大。 (三)悬浮物污染
(二)放射性污染 主要来自核反应废弃物,会导致生物畸变。处理难度很大。 (三)悬浮物污染 水中的不溶性物质,包括固体物质、泡沫塑料等,影响水体外观、妨碍水中植物光合作用,减少氧气溶入,对水生生物不利。
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二 化学性污染及其危害 (一)有机污染物 包括:耗氧有机物(有机无毒物)和有机有毒物
耗氧有机物:碳水化合物、蛋白质、脂肪等,属于自然生成的有机物,易于生物降解。可消耗溶解氧,影响水生物存活,恶化水质。 有机有毒物:有机烃化合物、含氧有机化合物、含氮有机化合物、有机卤化物、有机硫化物、有机磷化物等。大多属于人工合成有机物,不易被降解、毒性大、具有较强的“三致”作用。
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包括烷烃、不饱和烃、多环芳烃(PAH)、等。2000年检测出长江和辽河沉积物中PAH 17种,属于美国EPA优先控制的11种。
1 有机烃化合物 包括烷烃、不饱和烃、多环芳烃(PAH)、等。2000年检测出长江和辽河沉积物中PAH 17种,属于美国EPA优先控制的11种。 2 含氧有机物 包括环氧乙烷、醚、醇、醛、酚类化合物等。酚类主要来源于石油冶炼厂、煤气厂等废水,毒性较低。酚类对鱼类的毒害作用大,鱼肉中带有煤油味就是酚污染的结果。
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3 含氮有机物 包括胺、硝基甲烷、硝基苯、三硝基甲苯、亚硝胺等。是难降解的污染物,其中硝基苯、三硝基甲苯等对水生生物有很强的急性毒性。 4 有机卤化物 包括四氯化碳、脂肪烃、多氯联苯(PCB)、二恶英等。PCB很稳定、脂溶性大、易被生物吸收、难降解,不易排出,造成中毒。 5 有机硫化物 如烷基硫化物、二甲砜等,产生恶臭,对人体与生态环境产生严重危害。
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6 有机磷化物 (二)无机污染物 主要是磷酸酯类化合物,如有机磷农药等,多为高效、低毒、低残留的品种,如乐果、敌百虫等。慢性中毒少见。
1 酸、碱、盐等无机污染物 2 重金属污染物
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三 生物性污染及其危害 (一)微生物污染 1 霍乱
由霍乱弧菌引起的急性肠道传染病,属于国际检疫传染病之一,也是我国法定管理的甲类传染病。引起流行、爆发、大流行。可存在于污水中很长时间。
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重症病人表现为剧烈腹泻、呕吐、脱水、循环衰竭及代谢性酸中毒等。如抢救不及时或不得当,可于发病后数小时至十多个小时内死亡。
世界卫生组织统计,2001年非洲霍乱患者占了全球的94%;1991年霍乱袭扰拉丁美洲,一年内就造成40万病例和4000名死者,仅秘鲁经济损失就达7.7亿美元。
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2 沙门氏菌属 是由一群革兰氏阴性杆菌组成的,对人和动物都能致病的病菌,可引起食物中毒。 3 志贺氏菌属 是一类革兰氏阴性杆菌,是人类细菌性痢疾最常见的病原菌,通称痢疾杆菌。
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4 原生动物污染 寄生原生动物是人、畜、鱼类常见的病原体,全世界至少由1/4人口得寄生原虫病。广东是中国原生动物最活跃得省份。如疟原虫、肝吸虫、弓形虫等。 5 病毒类污染 SARS、禽流感、疯牛病、肝炎病毒等。
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(二)赤潮和水华 1 赤潮: 又称红潮,通常是指海洋浮游植物、细菌和原生动物在海水中过度增殖或聚集致使海水变色的一种现象。发生赤潮时,海水会变成红色、桔红色、黄色、褐色等。 大量含氮、磷等营养盐类的有机污水排放刺激各种藻类急剧增殖。 赤潮是一种自然生态现象,相当一部分是无害的,可自生自灭。然而,近年来赤潮的频繁发生和规模的不断扩大,破坏了渔业资源和海产养殖业,赤潮毒素也严重威胁着人类的生命安全。
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水华 是一种在淡水中的自然生态现象,只是仅由藻类引起的,如蓝藻、绿藻、硅藻等。水华发生时,水一般呈蓝色或绿色。在自然界中它们很快消失,并没有给水产动物和人类带来危害。 淡水中富营养化后,水华频繁出现,面积逐年扩散,持续时间逐年延长。太湖、滇池、巢湖、洪泽湖都有“水华”;流动的河流,如汉江下游也出现“水华”。最大危害是:饮用水源受到威胁,藻毒素通过食物链影响人类的健康,蓝藻“水华”的次生代谢产物能损害肝脏,具有促癌效应,直接威胁人类的健康和生存。
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第四节 水质标准 一 环境水质标准 《地表水环境质量标准》(GB3838-2002) Ⅰ类:主要适用于源头水、国家自然保护区;
Ⅱ类:主要适用于集中式生活饮用水水源地一级保护区、珍贵鱼类保护区、鱼虾产卵场等; Ⅲ类:主要适用于集中式生活饮用水水源地二级保护区、一般鱼类保护区及游泳区; Ⅳ类:主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区; Ⅴ类:主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。
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二 生活饮用水卫生标准 是从保护人群身体健康和保证人类生活质量出发,对饮用水中与健康有关的各种因素(物理、化学和生物),以法律形式作的量值规定,以及为实现量值所作的有关行为规范的规定,经国家有关部门批准,以一定形式发布的法定卫生标准。
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《生活饮用水卫生标准》(GB ) 水质指标35项,其中感官性状和一般化学指标15项,为了保证饮用水的感官性状良好;毒理学指标15项、放射指标2项,为了保证对人不产生毒性和潜在危害;细菌学指标3项,为了保证在流行病学上安全。 生活饮用水水质标准和卫生要求必须满足三项基本要求: 1 生活饮用水不含病原微生物。 2 水中的化学物质及放射性物质不引起急性和慢性 中毒及潜在的远期危害(“三致”作用)。 3 生活饮用水必须确保感官良好,为人民所乐于饮用。
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《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006) 是国家21年来首次对1985年发布的《生活饮用水标准》进行修订。 新标准三个特点:
1 加强了对水质有机物、微生物和水质消毒等方面的要求。水质指标由35项增至106项。其中,微生物指标由2项增至6项;饮用水消毒剂指标由1项增至4项;毒理指标中无机化合物由10项增至21项,有机化合物由5项增至53项;感官性状和一般理化指标由15项增至20项;放射性指标仍为2项。
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2 统一了城镇和农村饮用水卫生标准。 3 实现饮用水标准与国际接轨。新标准充分考虑了我国实际情况,并参考了WHO的《饮用水水质准则》,参考了欧盟、美国、俄罗斯和日本等国饮用水标准。
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金属含量、酚类、硫酸盐类、氯化物、总固体、耗氧量等。
目前,我国采用的饮用水指标和标准如下: 1 感官性状和一般化学指标: 指 标 上 限 色度 度 浊度 度; 不含有异臭、异味;不含肉眼可见物 pH ~8.5 总硬度(CaCO3) ㎎/L; 金属含量、酚类、硫酸盐类、氯化物、总固体、耗氧量等。
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2 毒理学指标: 毒 物 含量上限(㎎/L) 砷 镉 铬 铅 汞 硒 氰化物 氟化物 硝酸盐 四氯化碳
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总α质量活度不超过0.5Bq/㎏,总β质量活度不超过1Bq/㎏。 三 污水综合排放标准:分为两类标准
3 细菌学指标 细菌总数:不超过100 CFU/ml 总大肠菌群:每100ml水样中不得检出 4 放射性指标 总α质量活度不超过0.5Bq/㎏,总β质量活度不超过1Bq/㎏。 三 污水综合排放标准:分为两类标准 ●Ⅰ类:对人体健康有长远影响的污染物,共9种 ●Ⅱ类:长远影响小于Ⅰ类污染物,共有20种。
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四 水污染控制 基本控制模式——三级控制 源头控制 污水集中处理 尾水最终处置 再利用/环境水体 一级控制 接管标准 二级控制 出水标准
环境标准 再利用/环境水体
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(一)源头控制 1.工业废水 ■优化产业结构、调整规划布局 ■清洁生产 单位产品耗水量: 国外先进水平 国内平均水平
国外先进水平 国内平均水平 钢铁行业: 3-5 m3/t -100 m3 /t 油炼制行业: 0.2 m3/t -6 m3/t ■就地处理:达到污水排放标准
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2.生活污水 3.面源水污染 合理进行人口密度及分布规划 公众教育 现代水输的不利影响 “绿色消费”、“绿色生活”、无磷洗衣粉 城市径流
收集雨水利用;减少硬质地面;增加绿化用地 农村面源 发展节水农业;减少土壤侵蚀;合理利用农药;截流农业污水;畜禽粪便处理;乡镇企业废水及村镇生活污水处理
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发展节水农业 ■改进地面灌溉方式 浙江防渗渠 河南人民胜利渠
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■发展喷灌、滴灌 浙江余姚茶园喷灌 电动时针式喷灌机 滴 灌
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二、污水集中处理 主导:城市污水处理厂 处理方法分类—— ■物理处理法 ■化学处理法 ■生物处理法
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处理深度分类—— 废水处理分为一、二、三级处理 : 一级处理:
指除去水中的悬浮物、胶体、浮油,经常采用中和、沉降、浮选、除油等方法。废水经一级处理后通常达不到排放标准。 二级处理: 主要除去可分解和氧化的有机物及部分悬浮固体,目前主要采用生物处理方法。 三级处理: 除去难分解的有机物和无机物,处理方法有吸附、离子交换、化学法等。
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物理处理法 去除物质——不溶性的、呈悬浮状态的污染物。 主要工艺——筛滤截留、重力分离、离心分离等。
处理设备——格栅和筛网、沉砂池和沉淀池、气浮装置、离心机、旋流分离器等。
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化学处理法 生物处理法 微生物作用 去除物质——呈溶解、胶体状态的污染物。
主要工艺——中和、混凝、化学沉淀、氧化还原、吸附、离子交换、膜分离等。 生物处理法 微生物作用 分为:好氧生物处理、厌氧生物处理
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三、尾水最终处置 主导:污水生态工程 利用土壤-微生物-植物系统的自我调控机制和对污染物的综合净化功能,既达到对城市污水及部分工业废水的高级净化处理,又可利用其中的有用物质,实现污废水的资源化。
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污水生态工程的特点: ■ 费用低—水、土壤、细菌、高等植物和阳光 ■ 效果好—达到或超过常规系统的处理程度 ■空间大、时间长
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四、再利用 ■ 城市回用 ■ 工业回用 ■ 农业回用 ■ 地下水回灌 ■ 生态回用 再利用途径: 关键——控制水质标准
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第五节 饮用水卫生 一 饮水与健康 (一)介水传染病 1 概念与分类 介水传染病:通过饮用或接触受病原体污染的水而 传播的疾病。
主要有三类病原体: 细菌:伤寒杆菌、副伤寒杆菌、霍乱弧菌、痢疾杆菌 病毒:甲型肝炎病毒、脊髓灰质炎病毒、腺病毒等 原虫:甲第氏虫、溶组织阿米巴原虫、血吸虫等。
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2 介水传染病发生的原因: (1)水源受病原体污染后,未经妥善处理和消毒供 居民饮用。 (2)处理后的饮用水在输配水和贮水过程中重新被
病原体污染。 3 介水传染病的流行特点: (1)呈爆发流行,短期内突然出现大量病人,且多 数患者发病日期集中在同一潜伏期内。 (2)病例分布与供水范围一致。大多患者都有饮用 或接触同一水源的历史。 (3)一旦对污染源采取净化和消毒后,疾病流行可 迅速得到控制。
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(二)生物地球化学性疾病 1 地方性氟骨病 2 碘缺乏病 3 地方性砷中毒
威胁着至少22个国家和地区的5000多万人口,其中多数为亚洲国家,以孟加拉国、印度、中国最为严重。我国地方性砷中毒病区分布在山西、内蒙古、新疆、宁夏、吉林、四川、安徽、青海、黑龙江、河南、山东等。 以慢性中毒多见,主要表现为皮肤色素异常,呈弥漫性褐色、灰黑色斑点、白色脱色斑,多见躯体,其次四肢,严重时可发展为皮肤癌。
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三 当今饮用水问题 (一)水源地的问题 我国河流的评价,2/3河长水质较好,污染河长占1/3。但是将平原区与丘陵区分开评价,平原区污染河长占平原区总河长2/3以上。 经济社会活动强度大、人口密集、地表水污染严重的地区水质较差。如:太湖。
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长江“输液”救太湖 中国的第一大河流长江向第三大淡水湖太湖输送了10.7亿立方米的江水,用以“治疗”这一中国著名湖泊严重的水污染。
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(二)农村饮用水存在的问题 据卫生部门与水利部门的调查,我国农村饮用水符合农村饮水卫生标准的比例为66%。约有6300万人饮用水含氟量超过卫生标准。 农村饮用苦咸水的人口有3800万。长期饮用,导致胃肠道功能紊乱、免疫力低下。 直接饮用地表水和浅层地下水的农村居民饮水质量和卫生状况难以保障。目前,我国农村约有1.9亿人饮用水有害物质含量超标。
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(三)饮用水二次污染 城市自来水通过管网、加压提升和二次供水系统等中间环节到引水者口中,水质下降甚至变为不合格水,称为二次污染。 原因:
1 腐蚀、结垢和沉积物对水质的污染: 系统使用年限越长,对水质的污染越严重。 2 微生物繁殖对水质的污染: 3 防腐衬里渗出物对水质的污染 4 外界造成的二次污染
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几种常见饮用水: 城市管道水 城市管道水是我国城市人口主要饮用水来源。
这几年江河遭受严重的污染,使城市管道水的质量大有下降之势。其中最可怕的是为了消毒.用大量的氯气或含氯漂白粉等.这些物质在杀菌的同时,带来了游离氯对各种有机物的氯化作用,因此城市管道水的水源是个最大问题,当然,如果有像样的水源就很好了。
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纯净水更有益于健康吗? 纯净水是通过蒸馏和逆渗透技术对水源进行净化,在去除水中有害杂质的同时,把对人体有益的镁、铁、锌、硒、碘等矿物质和无机盐等去除,饮用既无营养又无杂质的纯净水,对人体会产生怎样的影响呢? 存在两种观点: 观点1认为:喝纯净水,将对人体造成损害.水纯化处理能解决污染问题,不能解决水的生理功能退化问题,水的溶解力、渗透力、乳化力、代谢力等均退化。 观点2认为:水只是输送氧分子和参与新陈代谢,营养是通过食物吸取的,因此.喝纯净水不会对人体造成损害。
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专家认为,纯净水不适合作为饮用水长期饮用,但作为饮料可以。特别对一些肾脏病人有调节膳食的作用。
饮水机一经开启就与空气接触,且绝大部分饮水机的进气孔不加过滤装置.使一些微生物进入水桶,造成二次污染。 使用饮水机的家庭,最好喝饮水机加热过的水,且定期清洗。 如果自来水水质很好,将自来水煮沸是保持理想水质的一种传统方法。在国外,保持营养成分同时又高度去污的自来水已成为日常饮用水,这将成为国内努力的方向。
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上海一家医院临床报告称:有些孩子不明原因地全身乏力、掉头发或秃发,经调查,这些小患者的家庭都是将纯净水作为日常饮用水的;
天津市儿童医院1997年6月连续收治了9名肌肉哆嗦、眼皮跳动的患儿。经过仔细检查,发现这些患儿体内缺钾和钙。这些患儿长年饮用的都是纯净水; 人体必需的矿物质和微量元素有5%~20%须从水中获得。中小学生正处于生长和智力发育阶段,加上好动而损耗许多无机盐和矿物质。如长期饮用纯净水,将对健康成长造成影响。
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什么是天然水? 天然水的原水来自未受污染的山川湖泊。富含有益健康的矿物质和微量元素,酸碱度适中.含有大量活性氧,是人类理想的饮用水。
人类饮用水在经历:自然水一自来水一纯净水的沿革之后,人们对饮用水提出了更高的要求.它符合世界卫生组织《生活饮用水水质准则》的安全水,而且还是一种有益于人体健康的“健康水”。 天然水成为饮水潮流,天然水的主要特征是水源未受任何污染.富含人体所需要的矿物质和微量元素,pH值7-8,接近人体体液的pH值(7.0)。水分子团小,溶解氧和CO2含量适中,溶解力、渗透力强。
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根据国际瓶装水协会的界定,天然水指取自地面或地下,仅经过包括过滤、臭氧化或其他相当消毒过程处理而不改变其矿化度的瓶装泉水、矿泉水或井水,该类水的水源不能取自城市供水系统和公众供水系统。必须源自大自然中的优质水。 天然水正成为国际潮流,美国瓶装饮用水75%以上是天然水源,只有不到25%为纯净水。
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富氧水 富氧水(加氧的纯净水):是美国医学界为了研究生物细胞的厌氧和好氧性而用的医学研究用水。
据统计,目前国内有200多个厂家在生产纯净水的同时生产富氧水。这种水中确实有氧分子。喝进胃后,通过胃绒毛细胞膜,直接进入细胞内。期望与血液中的生态氧一样,富氧水中的氧能让细胞内线粒体用来分解各种营养物,生产能量。 而线粒体将从血液所得到的95%生态氧用来生产热能。而5%生态氧转化为超氧自由基,破坏细胞的正常分裂作用,成为人类衰老的最重要的根源。人为地引进氧分子,将引起什么样的效果值得深思。
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1994年我国提出健康水七点标准: 1 不含任何对人体有毒、有害及有异味的物质(尤其是有机污染物)
2 水的硬度适度,50—200mg/L(以碳酸钙计)为宜 3 人体所需有矿物质含量及比例适中(主要考虑人群普遍缺乏的常量元素) 4 pH值要呈微碱性(7.0—8.0) 5 水中溶解氧及二氧化碳含量适度(水中溶解氧≥6mg/L) 6 水分子团小 7 水的营养生理功能(如水的溶解力、渗透力、扩散力、乳化力、洗净力等)要强。
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上述七点也可以简略归纳为下述三条: 第一,没有污染的水 第二,没有退化的水 第三,符合人体生理需要的水 满足上述第一点只做到饮水“安全”,只有三点做到,饮水才能达到健康。
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喝什么水能健康长寿? 用现代营养学观点来分析.那些居住在深山老林的人或名山古刹的出家人,他们食物中动物蛋白不足,能量不够,但为什么往往能健康长寿呢?原因虽然很多,但水的作用不可低估。他们饮的水可使食物中有限的营养物充分消化吸收,并在体内沉积,很少流失。即水的营养生理功能强。
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目前,从科学家到消费者几乎把对饮水的关注都集中在水的缺少和污染上,而很少注意到水的退化问题。
退化了的水,其溶解力、渗透力、扩散力、代谢力、乳化力、洗净力等都会降低。为什么自来水喝起来不如泉水甘甜爽口?为什么自来水养鱼鱼不欢,浇花花不鲜?为什么有些水加再多的洗衣粉也洗不干净衣服? 如果说水污染是看得见的“杀手”,水的退化则是看不见的“杀手”。纯净水只解决了水污染的问题,而没有解决水退化的问题。
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那么,怎样才能使被污染的水变得既洁净又恢复原有的性能呢?
我们应该遵循健康水七条标淮,去除水中有毒、有害、有异味的污染物,保持含有一定量矿物质和有益人体健康的元素。使之具有洁净、富氧、活化等待征.使水的营养生理功能接近人体细胞水。这种区别于纯净水的新型水、是一种回归自然的水。
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