1、水污染与健康,第一节 生命与水,人体中的水分布,55%的水在细胞内；16%为细胞间液；7.5%在血液中；其余部分则分布在骨骼、软骨和结缔组织中。,机体的水量平衡,人体一天需水2500毫升左右，人体内水分与外界补充的水分约20天全部更换一次。人体补水途径与水量：1、饮料水 1300ml2、 食物水：米饭含水量在60%左右；蔬菜含水量80%90%，900ml.3 、代谢水：生物氧化或代谢过程中产生的水。人体从每天的食物代谢中产生的水为300ml。机体的失水途径与失水量：1、通过尿液排出：1500ml2 、通过皮肤汗液排出：400ml3、 通过大肠排出：100ml,水参与体内物质代谢 是人体生理活动
2、必需物质,溶解消化功能 参与代谢功能 载体运输功能 调节抑制功能 润滑滋润功能 稀释排毒功能,第二节 水资源状况及危机,组成,广义,海洋水,陆地水,狭义（通常）：指陆地上的淡水资源。目前主要开发利用河水、湖水、浅层地下水等。,思考：地球上的水储存于哪里？目前人类利用较多的是什么水？当地又是以什么水为主？,储量的有限性,资源的循环性,分布的不均匀性,利用的多样性,利、害的两重性,补给的循环性,地球水资源储量有限,从表面上看地球上的水量是非常丰富的。地球71的面积被水覆盖，其中975是海水。如果不算两极的冰层、地下冰等，人们可以得到的淡水只有地球上水的很小一部分。,地球水资源分布不均,问题一,总量
3、多，人均少,我国水资源总量和人均水资源状况:中国水资源总量为2.8万亿m3，占世界淡水资源总量的7%。按水资源总量大小排队，前几名依次是：巴西、俄罗斯、加拿大、美国、印度尼西亚、中国。 中国人均水资源占有量为2304m3，仅为世界人均占有量的1/4,中国人均水资源是巴西的1/16, 俄罗斯的1/10，加拿大的1/50，美国的1/5，印度尼西亚的1/7。 世界排名第82位。,问题二,我国水资源的空间分布,不均 东多西少 南多北少,我国水资源的季节分布,哈尔滨、北京、武汉、广州降水量年变化柱状图,夏秋多,冬春少,问题三,小结：我国水资源的特点,数量上：总量丰富，人均不足分布上：,空间分布,东多西少
4、，南多北少,时间分布,夏秋多，冬春少；年际变化大,不均,水循环概念,水 循 环,水循环是指地球上各种形态的水体，在太阳辐射、地心引力等作用下，通过蒸发、水汽输送、凝结降水、入渗及径流等环节，不断地发生相态转变、能量交换的周而复始的运动过程。水循环是自然界重要的物质循环，水循环的主要作用在于保证水体的更新，为社会经济的发展提供水源，同时在全球起到热量传递等重要作用。,水的自然循环,水的社会循环,从用水结构上来讲，全球水资源的利用量为0.324万km3，其中69用于农业，23用于工业8为居民用水.,全球用水结构,(1)农业用水中不可复原的水量最高，节水潜力巨大。 (2)工业用水由于不可恢复的水量最
5、低，将更加重视提高工业用水技术，降低用水定额，大幅提高重复利用率。 (3)水资源的开发将更为重视经济、环境与生态的良性协调发展。由过去只单一强调最大限度获取天然径流忽视带来的环境与生态灾害未来将更为重视水资源的合理分配与调度，”开源与节流”并重，优先发展污水再生回用实现水资源的合理开发，水续利用。,全球水资源开发利用趋势,第三节 水污染与健康,水体的污染源和污染物,水体污染是指人类活动排放的污染物进入水体，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。水体污染的主要来源 1工业
6、废水,2生活污水 是指人们日常生活的洗涤废水和粪尿污水等。生活污水中含有大量有机物如纤维素、淀粉、糖类、脂肪、蛋白质等及微生物包括肠道病原菌、病毒、寄生虫卵等。污水中还含有大量无机物质如氯化物，硫酸盐、磷酸盐、铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐等。近年来由于大量使用含磷洗涤剂，使污水中磷含量显著增加，为水生植物提供充足的营养物质。水体受含磷、氮等的污水污染是造成湖泊水质恶化的主要原因之一。,被洗涤剂污染的河流,3. 农业污水 指农牧业生产排出的污水及降水或灌溉水流过农田或经农田渗漏排出的水。农业污水主要含有氮、磷、钾等化肥、农药、粪尿等有机物及人畜肠道病原体等。天然水体中的有机物质、植物营养素、农药等主要
7、来源于农业污水。 4. 其他,三峡大坝,（一）生物性污染 水体受生物性致病因子污染后，居民常通过饮用、接触等途径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。在富营养化水体中藻类大量繁殖聚集成团块，漂浮于水面，影响水的感观性状，在用作自来水水源时常常堵塞水厂的滤池，并使水质出现异臭异味。藻类产生的粘液可粘附于水生动物的腮上，影响其呼吸，导致窒息死亡。有些赤潮藻大量繁殖时分泌的有害物质如氨、硫化氢等可危害水体生态环境并使其他生物中毒及生物群落结构异常。由于藻类大量繁殖死亡后，在细菌分解过程中不断消耗水中的溶解氧，使
8、氧含量急剧降低，引起鱼、贝类等因缺氧大量死亡。,水 体 污 染 物,有些藻类能产生毒素而贝类（蛤、蚶、蚌等）能富集此类毒素，人食用毒化了的贝类后可发生中毒甚至死亡。 富营养化湖泊中的优势藻如蓝藻（又称蓝细菌）的某些种可产生藻类毒素。藻类毒素对人体健康的影响已受到人们的重视，因为此等毒素一旦进入水中，一般供水净化处理和家庭煮沸不能使之全部失活。,富营养化现象赤潮,（二）化学性污染的危害 污染杂质为化学物品而造成的水体污染。化学性污染根据具体污染杂质可分为6类： （1）无机污染物质：污染水体的无机污染物质有酸、碱和 一些无机盐类。酸碱污染使水体的pH值发生变化，妨碍水体自 净作用，还会腐蚀船舶和水
9、下建筑物，影响渔业。 （2）无机有毒物质：污染水体的无机有毒物质主要是重金 属等有潜在长期影响的物质，主要有汞、镉、铅、砷等元素。 （3）有机有毒物质：污染水体的有机有毒物质主要是各种有机农药、多环芳烃、芳香烃等。它们大多是人工合成的物质，化学性质很稳定，很难被生物所分解。 （4）需氧污染物质：生活污水和某些工业废水中所含的碳水化合物、蛋白质、脂肪和酚、醇等有机物质可在微生物的作用下进行分解。在分解过程中需要大量氧气，故称之为需氧污染物质。 （5）植物营养物质：主要是生活与工业污水中的含氮、 磷等植物营养物质，以及农田排水中残余的氮和磷。 （6）油类污染物质：主要指石油对水体的污染，尤其 海洋
10、采油和油轮事故污染最甚。,（三）物理性污染 （1）悬浮物质污染：悬浮物质是指水中含有的不溶性物质，包括固体物质和泡沫塑料等。它 们是由生活污水、垃圾和采矿、采石、建筑 、 食品 加工、造纸等产生的废物泄入 水中或农田的水土流失所引起的。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）热污染：来自各种工业过程的冷却水，若 不采取措施，直接排入水体，可能引起水温升高、溶 解氧含量降低、水中存在的某些有毒物质的毒性增加 等现象，从而危及鱼类和水生生物的生长。 （3）放射性污染：由于原子能工业的发展，放 射性矿藏的开采，核试验和核电站的建立以及同位素 在医学、
11、工业、研究等领域的应用，使放射性废水、废物显著增加，造成一定的放射性污染。,世界的水污染,全球每年约有4200多亿m3的污染排入江河湖海，每升污水将会污染8升淡水。 水污染对人类健康造成很大威胁。发展中国家约有10亿人喝不清洁水，每年约有2500多万人死于饮用不洁水，全世界平均每天5000名儿童死于饮用不洁水，约1.7亿人引用被有机物污染的水，3亿城市居民面临水污染。 在肝癌高发区流行病的调查表明，饮用藻菌类毒素污染的水是肝癌的主要原因。联合国教科文组织发布的数据显示，大约80%的人类疾病是由于质量低劣的饮用水造成的。,中国 水污染对健康造成的影响令人痛心。每4个中国人中，就有1个喝不上安全的
12、水，据资料报道，全国有79的人饮用次生污染水, 7亿人饮用大肠杆菌含量超标的水, 1.7亿人饮用有机物污染的水，3000万人饮用高硝酸盐水，1000万人饮用高氟水。中国水污染形势严峻，越来越多的中国江河湖泊正在成为工厂倾倒有毒废水的下水道。世界水日前夕，绿色和平将倒映着孩子捧水喝的贴纸贴到了北京的大街小巷，将水污染问题直接带到了人们面前。 中国有1/3的河流和1/4近岸海域遭到严重污染，主要城市中近半城市饮用水源不合格； 2004年四川沱江发生水污染事故； 2007年太湖蓝藻大面积爆发； 2009年盐城发生水污染事件； ,我 国 城 市 水 体 污 染,卫星拍下中国城市水污染现状,1.蚌埠,2
13、.无锡,第四节 饮用水安全,天然水中的基本成分,胶体物质：溶胶（如硅酸胶体）高分子化合物（如腐殖质胶体）悬浮物质：细菌有些细菌对人体健康有害藻类及原生物使水有味、变色泥沙、黏土使水浑浊其他不溶物质,溶解物质：盐类钠离子、钾离子、钙离子、镁离子、铁离子、锰离子、碳酸根、硫酸根、氯离子等气体氧二氧化碳硫化氢氮其他有机物,饮用水与健康,一 饮用水的环境健康学意义,水是人体生理活动必需物质 水参与体内物质代谢 饮用水水质不良对健康影响,1、介水传染病 2、生物地球化学性疾病 3、化学性污染对健康影响 4、饮水氯化副产物与健康的关系 5、高层建筑二次供水污染与健康问题,饮用水污染与疾病,介水传染病,主要
14、的病原体 1.细菌 引起的介水传染病有霍乱和副霍乱； 伤寒和副伤寒；痢疾等 。 2.病毒引起的介水传染病有传染性肝炎，脊 髓灰质炎，传染性眼结膜炎等。 3.寄生虫引起的介水传染病有阿米巴痢疾，血吸虫病，胃肠炎等。,生活饮用水卫生规范（2001年）,水质指标,常规检查项目：34,非常规检查项目：62,感官性状 一般化学指标,感官性状良好,毒理学,放射性,不产生毒性和潜在危害,细菌学,流行病学安全,生 活 饮 用 水 水 质 标 准,（1）色（2）浑浊度 水浑浊度是指悬浮于水中的胶体颗粒产生的散射现象，表示水中悬浮物和胶体物对光线透过时的阻碍程度。浑浊度主要取决于胶体颗粒的种类、大小、形状和折射指
15、数，而与水中悬浮物含量的关系较小。浑浊度的标准单位是以1L水中含有相当于1mg标准硅藻土形成的浑浊状况，作为1个浑浊度单位，简称1度。,1. 感官性状和一般化学指标,（3）臭和味：臭和味有时不易截然分开。洁净水无臭气和异味。天然水中臭和味的主要来源有： 水生动植物或微生物的繁殖和衰亡； 有机物的腐败分解； 溶解的气体如硫化氢等； 溶解的矿物盐或混入的泥土。,（4） pH值 天然水的pH值一般在7.28.5之间。 （5） 总固体 是指水样在一定温度下缓慢蒸发至干后的残留物总量，包括水中的溶解性固体和悬浮性固体。由有机物、无机物和各种生物体组成。溶解性固体是水样经过滤后，再将滤液蒸干所得的残留物，
16、其含量主要取决于溶于水中的矿物性盐类和溶解性有机物的多少。 悬浮性固体是水中不能通过滤器的固体物干重。水中总固体经烧灼后，其中的有机物被全部氧化分解而挥发，剩下的为矿物质。烧灼的后的损失量大致可说明水中有机物的含量。,（6） 硬度 硬度：指溶于水中钙、镁盐类的总含量，以CaCO3（mgL）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、氯化物等。 暂时硬度： 水经煮沸后能去除的那部分硬度。水煮沸时，水中重碳酸盐分解形成碳酸盐而沉淀，由于钙、镁的碳酸盐并非完全沉淀，暂时硬度往往小于碳酸盐硬度。 永久硬度：指水煮沸后不能去除的硬度。,7. 含氮化合物 包括有机氮、
17、蛋白氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。有机氮是有机含氮化合物的总称。蛋白氮是指已经分解成较简单的有机氮。有机氮、蛋白氮主要来源于动植物，如动物粪便、植物腐败、藻类和原生动物等。当水中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。氨氮是天然水被人畜粪便等含氮有机物污染后，在有氧条件下经微生物分解形成的中间产物。水中氨氮增高时，表示新近可能有人畜粪便污染。亚硝酸盐氮是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。亚硝酸盐含量高，该水中有机物的无机化过程尚未完成，污染危害仍然存在。硝酸盐氮是含氮有机物氧化分解的最终产物。如水体中硝酸盐氮含量高，而氨氮、亚硝酸盐氮含量不高
18、，表示该水体过去曾受有机物污染，现己完成自净过程。若氨氮、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。氨的硝化过程是指含氮有机物在有氧条件下经微生物作用分解成氨，再经亚硝酸菌作用生成亚硝酸盐，后者再经硝酸菌作用生成硝酸盐的过程。人们可根据水体中氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮含量变化的意义进行综合分析、判断水质的污染状况,（8）溶解氧（dissolved oxygen，DO） 水中溶解氧小于34mg/L时，鱼类就难以生存。（9）化学耗氧量（chemica1 oxygen demand，COD） 化学耗氧量的测定方法简便快速，但不能反映有机污染物的化学稳定
19、性及其在水中降解的实际情况，因为有机物的降解主要靠水中微生物的作用。（10）生化需氧量（biochemica1 oxygen demand，BOD）（11）其他,氯化物 硫酸盐 总有机碳和总需氧量 总有机碳（tota1 organic carbon，TOC）：是指水中全部有机物的含碳量，它只能相对表示水中有机物的含量，单位为mgL，是评价水体有机需氧污染程度的综合性指标之一，但不能说明有机污染的性质。 总需氧量（tota1 oxygen demand，TOD）指一升水中还原物质（有机物和无机物）在一定条件下氧化时所消耗氧的毫升数，是评定水体被污染程度的一个重要指标。 TOC和TOD的检测有可能
20、取代生化需氧量的测定方法，实现对其测定的快速自动化。 有害物质 主要指水体中重金属和难分解的有机物，如汞、镉、砷、铬、铅、酚、氰化物、有机氯和多氯联苯等。,2. 毒理学指标,砷 铬 氰化物 氟化物 汞 硝酸盐,硒 氯仿 镉 铅 四氯化碳,4. 细菌学指标,细菌总数：标准：细菌总数限值为100CFU/ml评价水质清洁度和考核净化效果的指标 总大肠菌群：标准：每100m1水样中不得检出评价饮用水水质的重要指标来源：人和温血动物粪便、植物、土壤 粪大肠菌群：主要来源于人畜粪便 游离性余氯：氯化消毒时，加氯接触一定时间后，水中所剩余的游离氯量，评价氯化消毒的重要指标，是管网是否有二次污染的信号,3.
21、放射性指标：、放射性,混凝沉淀（或澄清） 化学品混合池， 絮凝池， 沉淀池 过滤 快速砂滤 消毒 用氯消毒， 洁净水储藏池， 泵,饮 用 水 处 理,1.混凝沉淀（coagulative precipitation）在天然水中加入适当的混凝剂，使难以自然沉淀的的细小悬浮物，特别是胶体颗粒等凝聚成较大颗粒而沉降,混凝剂：金属盐类-硫酸铝和三氯化铁高分子混凝剂-聚合氯化铝、碱式氯化铝、 聚丙烯酰胺 助凝剂：改善絮凝体结构促进混凝沉淀作用,2过滤 (filtration) 浑水通过石英砂等滤料层以截留水中悬浮杂质和微生物等的净水过程 目的： 水的浊度达到生活饮用水水质标准的要求 去除水中大部分病原体
22、，如致病菌、病毒以及寄生原虫和蠕虫等 残留的微生物失去悬浮物的保护，为滤后消毒创造了条件。 滤料：石英砂、无烟煤、木炭、活性炭、金钢石等,目的：利用理化方法，彻底杀灭水中的病原微生物，保证流行病学安全，预防介水传染病的传播流行。 水的消毒是水质改善中最重要的一个环节。 最常用是氯消毒法。,3、消 毒,氯化消毒,消毒剂 漂白粉(Ca(OCl)Cl) 漂白精(Ca(OCl)2) 有效氯含氯化合物中具有杀菌能力的有效成分 反应式 Cl2+H2OHOCl+H+Cl-杀菌机制 穿过微生物细胞壁 强氧化作用 对病毒的作用：对核酸的破坏,(1) 原理,其他消毒方法,253nm处消毒力最强 消毒方式：浸入式；
23、水面式 优点：接触时间短、效率高、不影响水的臭和味 缺点：无持续杀菌作用、耗资大优点：效果好；用量少；接触时间短；pH值适用范围广；不影响水的感官性状；不产生副产物 缺点：技术要求高；投资费用大；投加量不易调节；需用第二消毒剂,煮沸消毒 紫外线消毒,(3) 臭氧消毒,(4) 碘消毒,Q:自来水安全吗?,氯消毒剂副产物具有致突变性和致癌性;城市自来水通过管网、加压提升和二次供水系统等一系列中间环节到饮用者口中时，水的质量下降甚至变成不合格。,自来水二次污染状况,1991年，由于水中的余氯不足，导致输配水管网中的细菌孳生，造成拉丁美洲霍乱大流行，130万人染病，1.2万人死亡。2008年，美国科罗拉多州卫生部门向外界正式，盖州的阿拉莫萨镇的自来水受到沙门氏菌污染，迄今造成57人染病。2007年在俄罗斯的一个小镇，也曾发生市政供水管道受到军团菌污染的水体经城市供水系统进入居民家中，造成200多人患病入院，其中5名患者死亡,二次污染的原因,输水环节的二次污染 贮存环节的二次污染 净水环节的二次污染 用水环节的二次污染（1）二次供水设施（2）家用饮水机（3）家用净水器,家 庭 净 水 器,活性炭（木质、椰壳、果壳，粒径：6080）,超滤膜,反渗透型,市 售 饮 用 水,
