环境与健康4(水污染与健康1).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章,水污染与健康,本章主要内容：,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,第三节 水体的污染源和污染物,第四节 工业废水与生活污水的处理,第五节集中式给水,一、关于水的基本概念,(conception of water),1,、水体（,water body,）,：,被水覆盖地段的自然综合体，是江河湖海、地下水、冰川等总称。包括水、水中溶解物、悬浮物、水生动物、植物、微生物及底泥。,2,、生活饮用水,(drinking water),（,1,）集中式供水单位直接供给居民的；,（,2,）包括供居民饮用的饮水及生活用水（淘米、,做饭、个人卫生等）；,（,3,）饮用水是居民终生饮用的，与饮料水不同。,3,、纯净水,是以市政自来水为原水，经初步净化、软化（视原水硬度而定），主要采用反渗透、电渗析、蒸馏等工艺使水中溶解的矿物质以及其他有害物质全部去除，其电导率小于,10,s/cm,2,浊度,1,度，即除水分子外，基本上没有其他化学成分。用于电子工业、航天工业的纯水其电导率小于,5s/cm,2,或更低，其商品名称为纯净水、太空水、蒸馏水等。,二、水资源的分布,由于太阳辐射和大气环流的影响，,降水在地球表面的时空分布很不均匀,，加上地表水分蒸发量受气候、地表植被的影响，,地表蕴水量差异很大,，某些地区水资源缺乏，第三世界国家普遍缺水（尤非洲），有,30,多个国家干旱。,水循环（,Water circulation,）,自然界的水在太阳热力作用下发生形态变化，蒸发的水分随着气流运行而转移，遇冷凝结成云或以降水的形式到达地表，到达地表的水又重新蒸发、凝结、降落，这种循环过程持续不断。,第一节 水资源种类及其卫生学特征,水资源是指全球水量中对人类生存、发展可用的水量,主要指逐年可以得到更新的那部分淡水。,1,、水资源种类,由地表蒸发至大气的水汽随着气流传播各处，在特定条件下，遇冷凝结成高度分散的液态和固态的凝结物，并以雨、雪、雹等形式降落下来，统称为降水。,降水,（,precipitation,）,地面水,(surface water),降水在地面径流和汇集后形成的水体。,地下水,(underground water),降水经土壤、地层渗透形成的水体。,地下水,浅层地下水,深层地下水,泉水,潜藏在地表与第一个不透水层之间的水。,位于第一个不透水层以下的水。,由地表裂隙自行涌出的地下水。,2,、卫生学特征,深层地下水常作为城镇或企业的集中式供水水源,。,第二节 水的性状和评价指标,一、物理和感观性状指标,1、色度：正常水为无色透明。,计量方法:,相当于1,mg,铂在1,L,水中所具有的颜色，称为1度,2、浑浊度：,turbidity,水的浑浊度是悬浮于水中的胶体颗粒产生的散射现象。,定量：1,L,蒸馏水中含1,mg,硅藻土（,主要成分是二氧化硅）所形成的浑浊状况，作为一个浑浊度单位，简称1度。,浊度是常用来判断水质好坏的一个表观特征。,3、水温：地面水的温度随日照与气温而变化，地下,水的温度较恒定。,4,、臭和味：洁净的水体无臭和异味。臭和味主要来自于生活污水和工业废水中的污染物、天然物质的分解或与之有关的微生物活动。,二、化学性状指标,1、,pH：,天然水,pH,在,6,9,之间，饮用水的,PH,在,6.5-8.5,之间。,有机物污染：微生物有氧代谢生成,CO,2,，pH,下降。,富营养化：光和作用消耗,CO,2,，pH,上升。,2、总固体：水样在一定温度下蒸发至干后的残留物总,量，是水中溶解性固体与悬浮性固体的总称,其含量主要取决于溶解在水中的矿物性盐类和,溶解性有机物的多少。,总固体=有机物无机物各种生物体,总固体越少，水越清洁。当水被污染时，总固体增高。,卫生学意义,3、硬度：指溶于水的钙、镁等盐类的总量，以,CaCO,3,(mg/L),表示。,分类,第一种,第二种,碳酸盐硬度,非碳酸盐硬度,暂时硬度,永久硬度,钙、镁的重碳酸盐和碳酸盐,钙、镁的硫酸盐、氯化物等,水经煮沸可去除的硬度,水经煮沸不能去除的硬度,硬度卫生学意义,硬度增高的危害,（1）对不适应的人可引起暂时性肠道功能紊乱，如消化不良、腹泻等；,（2）使茶变味，蔬菜鱼肉不易煮熟；,（3）皮肤干燥、粗糙；,（4）费肥皂并损害衣服的色泽和柔韧性等；,地下水的硬度高于地面水,。,地面水受硬度高的工矿废水污染时，或排入水中的有机物分解释出二氧化碳，使地面水的溶解力增高时，均可使水的硬度增高。,4、,含氮化合物（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：,NH,3,NO,3,污染新陈状况,高,低,新近污染,低,高,陈旧污染,5、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。,水中,DO,与大气压力和水的温度有关，大气压力越高，水温越低，水中,DO,含量就越高。,DO,是有机物氧化分解，水体自净和水生生物生,存的必须条件，是水质好坏的重要标志之一。,DO,卫生标准,(单位：,mg/L),类水,类水,类水,类水,类水,饱和率7.5,mg/L,饱和率6,mg/L,饱和率5,mg/L,饱和率3,mg/L,饱和率2,mg/L,根据地表水环境质量标准(,GB3838-2002),五类水域的划分,类水,类水,类水,类水,类水,源头水，国家自然保护区。,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,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。,一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区,农业用水区及一般景观要求水域,注：生活饮用水水源水相当于环境质量标准类水，相应标的卫生标准按环境质量标准类水的标准执行。,6、,化学耗氧量,（,Chemical Oxygen Demand，COD）,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,1L,水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量，单位：,mg/L。,代表水中可被氧化的有机物和还原性无机物的总量，间接反映水体中有机物的含量。有机物越多，,COD,越高。,指标无法区分还原性物质的种类，是一项表观总体指标,有的有机物降解主要靠生物降解作用，不能反映水中有机物在水中降解的实际情况。,卫生学意义:,COD,卫生标准,(单位：,mg/L),根据地表水环境质量标准(,GB3838-2002),类水 40,mg/L,类水 30,mg/L,类水 20,mg/L,类水 15,mg/L,类水 15,mg/L,7、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：,一定水样在20培养5天后，1,L,水中减少的溶解氧量，称五日生化需氧量,，,BOD,5,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。,BOD,5,卫生标准,(单位：,mg/L),类水 10,mg/L,类水 6,mg/L,类水 4,mg/L,类水 3,mg/L,类水 3,mg/L,根据地表水环境质量标准(,GB3838-2002),8,、硫化物和硫酸盐,水中硫化物包含溶解性的,H,2,S,、,S2-,以及存在于悬浮物中能被酸溶解的金属硫化物，硫化氢毒性很大，可危害细胞色素氧化酶，造成细胞组织缺氧，甚至危及生命，硫化物是水体污染的重要指标。,天然水中均含有硫酸盐，地表水中硫酸盐含量骤然增加时，表明有被生活污水、工业废水污染的可能。,9,、其他有害物质,主要是重金属和难分解的有机物，如汞、镉、砷、酚、氰化物、有机氯和多氯联苯等。,指示菌：具有反映各种致病菌基本状态的菌。应具备：代表性强、容易检测等特点。,目前最好的指示菌,是大肠菌群、粪链球菌、产气荚膜杆菌,1、细菌总数：,1,ml,水在普通琼脂培养基中经37,24h,后生长的菌落总数。,反映水体是否受生物污染及其污染程度的指标。,三、生物学性状指标,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24,h,内产酸产气的革兰氏无芽孢杆菌。,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,。,3、粪大肠菌群,培养于44.5,的温水浴内能生长繁殖使乳糖发酵而产酸产气的大肠菌群细菌，,来自人及温血动物粪便的大肠菌群主要是粪大肠菌群,，而自然环境中存活的大肠菌群在44.5下培养时，不能生长。,是水质粪便污染的重要指示菌。检出表明饮水已被粪便污染，有可能存在肠道致病菌和寄生虫等病原体的危险。,卫生标准：,限值为每100,ml,水样中不得检出。,（国家卫生部生活饮用水卫生规范2001）,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,指：,1、理、化、生、放射性等,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,。,美国密歇根州铜矿及工厂产生的尾料将湖水染红,工业污水：量大、面广、含污染物多、成分复杂，在水中不易净化，处理困难。,*主要特性：,SS,含量,高：,3000,mg/1(max)，pH=2-13,需氧量高:,COD：400-10000mg/1 BOD:200-5000mg/1,有机物一般难于溶解。对微生物起毒害作用,温度较高，排入自然水体会引起热污染,易燃：常含有低燃点的挥发性液体，如汽油、苯等,多种多样有害成分：硫化物、汞、镉、砷等,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。,*,主要特性：,SS,含量：200-500,mg/1 BOD：210-600mg/1,含磷、氮、硫高，含大量合成洗涤剂，并含有多种微生物（细菌、病原菌等）,生活废水的排放易造成水体富营养化,富营养化,：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。,水体中氮、磷超标是造成水体富营养化的主要原因,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）。,滇池的富营养化,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。,1964年，,Rachel Carlson,出版寂静的春天描述了,DDT,对环境的污染，特别是生态系统,20世纪6070年代，越来越多的研究结果证实了寂静的春天中的科学预言：“,过于依赖合成杀虫剂，,无异于饮鸩止渴,！,”,1、物理性污染物,1）热污染（,thermal pollution）,废热水是水体热污染的主要来源。,水体水温增加,导致,二、水体污染物,2）放射性污染（,radioactive pollution）：,天然放射性物质,一部分是在地球形成时结合在地球中的放射性元素及其衰变产物，另一部分来自宇宙射线的作用。它们主要有,40,K、,14,C、,238,U、,232,Th,等。这些物质可通过降雨、岩石风化、采矿和选矿等过程进入水体。,人工放射性物质,主要来源于各种核试验、核战争、核舰艇、核燃料再生及各种含放射性的药剂。可通过降雨、地面水的径流、废水排放等方式进入水体。,危害,3),悬浮物污染,悬浮物是指水中含有的不溶性物质，包括固体物质和泡沫塑料等。悬浮物质影响水体外观，妨碍水中植物的光合作用，减少氧气的溶入，对水生生物不利。,2、化学污染物,水体的化学性污染可分为有机性和无机性污染。,1）无机污染（,inorganic pollution）,主要来源于工矿业的废水和生活污水。,（1）汞和甲基汞,公害事件：,水俣病事件,（2）元素镉与痛痛病,发生在日本富山县神通川流域的一种含镉废水污染农田而引起的公害病,患者全身疼痛,日夜呼叫,故名痛痛病,。,发病主要机制,肾脏肾小管上皮细胞镉中毒后,其重吸收功能受损,钙离子等经尿液排泄过多,造成血钙低下,反馈性引起骨钙释放过多,导致骨质疏松,引发骨骼持续性、针刺样疼痛。,（1）酚,指芳香烃中苯环上的氢原子被羟基取代所生成的化合物。（,天然水体中含有一定量的酚，,水中的酚主要来自工业废水的污染。）,体内代谢,1）吸收 可通过皮肤和胃肠道吸收。,2）分布 肝、血、肾、肺,3）代谢 低浓度酚能使蛋白变性,高浓度能使蛋白沉淀。对皮肤、粘膜有强烈的腐蚀作用,也可抑制中枢神经系统或损害肝、肾功。大部分在肝脏氧化成苯二酚、苯三酚，并同葡萄糖醛酸结合而失去毒性，然后随尿液排出。吸收后的酚在24小时内可排泄完毕，不在体内蓄积，因此，酚类化合物的中毒多发生于各种事故中。,2）有机性污染（,organic pollution）,酚污染事件,1）美国威斯康星州南部农村地区，1974年7月曾因装有37900,L,酚的一节车厢脱轨溢出，渗漏到周围水井中，以致造成酚污染中毒事件。,2）1980年12月湖北省鄂城县梁子湖，因捕鱼投入五氯酚钠，造成水源污染，引起1223人中毒,。,3）1984年5月苏州市沙州县一水井，因受附近化工厂苯酚的污染，导致该水井的饮用者全部中毒,。,PCBs,在水中极为稳定，而且,易附着,在颗粒物上,沉积于底泥中，或通过水生物摄取进入食物链系统，,发生生物富集作用。,(2)多氯联苯（,PCBs）,又称氯化联苯，是由一些氯置换联苯分子的氢原子而,形成的化合物。,污染来源,生产润滑油、切削油、农药等；在油漆、复印纸、粘,胶剂及封闭剂的生产过程中作为添加剂。,PCBs（,多氯联苯）事件,1967年，日本米糠油事件,1979年，中国台湾油症事件,1986年，加拿大,PCBs,泄漏事件,PCBs,的典型危害,皮肤和内脏器官受损,导致癌症、免疫力低下,孕妇如果中毒将影响胎儿，发育极慢,神经毒性、行为毒性,（3）氰化物,污染来源,理化性质,是一类含有氰基(,CN,-,),的化合物。毒性大小取决于它们在人体内是否易于生成游离氰基。,炼焦、电镀、选矿、化工及合成纤维等工业排放的废水。,毒,作用机制,危害,急慢性中毒主要表现为中枢神经系统症状。,急性中毒分为四期,氰化物经口进入人体 氢氰酸。游离氰离子与细胞色素氧化酶中的,Fe,3+,结合，形成高铁细胞色素氧化酶，使,Fe,3+,失去传递电子的能力，中断呼吸链，阻断细胞内氧化代谢过程，造成细胞窒息死亡。,（4）硝酸盐,污染来源,除来自土层，主要来源于生活污水和工业废水；施肥后的径流和渗透；大气中的硝酸盐沉降及土壤中有机物的生物降解等。,毒作用机制与危害,硝酸盐,胃肠道细菌,亚硝酸盐,血红蛋白,高铁血红蛋白,机体缺氧，甚至窒息死亡,透过胎盘进入胎儿体内,致畸,3、生物性污染,生物性污染的危害,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、肝炎等肠道传染病及血吸虫病、贾第虫病等寄生虫病。,介水传染病流行特点,如：致病性微生物等,