环境卫生学饮用水卫生.ppt

第五章 饮用水卫生 Drinking water sanitation,饮用水的卫生学意义 饮用水与健康 生活饮用水标准及用水量标准 集中式供水与分散式给水 涉水产品的卫生要求 饮用水卫生的调查、监测和监督,2,地震或洪涝灾害常引发哪些疾病？如何防制？,（1）肠道传染病，如霍乱、甲肝、伤寒、痢疾、感染性腹泻等； （2）虫媒传染病，如乙脑、黑热病、疟疾等； （3）人畜共患病和自然疫源性疾病，如鼠疫、流行性出血热、 炭疽、狂犬病等； （4）经皮肤破损引起的传染病，如破伤风、钩端螺旋体病等； （5）常见传染病，如流脑、麻疹、流感等呼吸道传染病等。 （6）食源性疾病和饮水安全。,3,饮用水卫生学意义,4,饮用水与健康,由饮用水水质不良而引起的疾病称介水疾病或水传疾病（water-borne disease），包括由病原体引起的介水传染病（water-borne infectious disease），水性地方病，化学污染物引起的中毒，及由致癌致畸致突变物质和放射性物质造成的远期危害和放射病。 到目前为止，致病微生物水污染仍是发展中国家突出的问题。,5,介水传染病 （water-borne communicable disease）,通过饮用或接触受病原体污染的水而传播的疾病，或食用被这种水污染的食物而传播的疾病。如霍乱、伤寒、痢疾、病毒性肝炎等。 病原体： 细菌：如伤寒杆菌、霍乱弧菌、痢疾杆菌等； 病毒：如甲肝病毒、脊髓灰质炎病毒、柯萨奇病毒和腺病毒等； 原虫：如贾第氏虫、溶组织阿米巴原虫、隐孢子虫等。 蠕虫:麦地那龙线虫、血吸虫。,6,原因： 当水源受病原体污染后，未经妥善处理和消毒即供居民饮用。 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。,游泳、劳动、抗洪时接触污染水（钩端螺旋体、血吸虫尾蚴），直接通过皮肤或粘膜进入机体。,7,危险性 ： 饮用同一水源的人较多，特别是集中式给水水源受污染时，影响范围大，发病人数往往很多。 病原体在水中生存受多种因素影响，但一般仍能存活数日、甚至数月，有的在适宜条件下还能繁殖。 肠道病毒、原虫包囊不易被常规消毒所杀灭。 流行特点： 水源被污染后可呈暴发流行，短期内出现大量病人，且多数患者发病日期集中在同一潜伏期内；若水源经常受污染，其发病者可终年不断，发病呈地方性特点。 病例分布与供水范围一致，大多数患者都有饮用或接触同一水源的历史。 一旦对污染源采取净化和消毒措施后，疾病的流行能迅速得到控制。,8,化学性污染中毒,饮用水其他健康问题,9,饮水氯化消毒副产物与健康危害,氯化副产物,挥发性卤代有机物,非挥发性卤代有机物：,三卤甲烷类（THMS）：CHBr3 、CHBr2CI 、CHBrCI2 、CHCI3,卤代乙酸类化合物（HAAS）：卤代羟基呋喃酮（MX代表）,10,罗马尼亚 巴亚马雷金矿的含氰化钠的污水溢过堤坝， 三百万立方米受污染的水流入邻国匈牙利的蒂萨河， 在蒂萨河面已收集到100多吨的死鱼 ，还有更多的鱼葬身河底，所幸的是河里氰化物的浓度还不至于使人丧命。,11,氰化物： 理化性质：一类含有氰基的化合物，包括简单氰化物、氰络合物、有机氰化物。 来源：炼焦、电镀、选矿、化工及合成纤维等工业废水；泄漏事故等。 转归：,12,13,转归产物 急性毒性(大鼠经口LD50) 氰化钠 ：6.4 mg/kg，高毒 氰化氢 ：高毒，蒸发，吸入危害 氰酸钠 ：1500 mg/kg，低毒 硫氰酸钠 ：764 mg/kg，低毒 硝酸钠 ：1267 mg/kg，低毒 氨 ：浓度低，无实际危害 二氧化碳 ：实际无毒 金属络合物： 8 g/kg(氰化铁) 实际无毒，稳定,14,氰化钠易溶于水，水中泄漏的主要危害是水解形成剧毒的氰化氢（沸点25）从河面蒸发逸出。如果河道周围是空旷地带，一般不会造成人生危害。如果泄漏地点周围人口密集，必须采取紧急疏散措施。 残余的氰离子会与水中金属离子形成非常稳定的金属氰化络合物，沉积于河底，进入缓慢的生物降解过程。也有一部分转化成低毒的氰酸钠和硫氰酸钠。,15,氰化钠对淡水鱼类的急性危害水平为 0.02 ppm（mg/l）, 河水中氰离子水平达到0.20.9 ppm时可以造成大批鱼类死亡。 但对人的急性危害则不同，一个50公斤体重的人口服氰化钠的最低致死剂量是143 mg，如按美国氰化钠的饮水标准（0.2 mg/l），他至少要饮用1公斤超标715倍的生河水才会死亡，如以我国地面水标准（0.05 mgl)计算，需要饮用至少1公斤超标2860倍的生河水才会死亡。 氰化钠的蓄积性为阴性，不会在活鱼中残留而引起人中毒。进入动物体内的氰化钠转化成低毒的硫氰酸盐的半减期为20分钟1小时。,16,消除水中氰化钠的应急办法是加漂白粉,一般应立即在事发水域进行，可使尚未水解的氰化钠氧化成低毒的氰酸钠，进而氧化成无毒的二氧化碳等。 国外对于氰化物污染事故的处理方法除了发出警报和短期的用水管制外，也只有依靠氰化钠的自然降解过程。,17,毒作用机制： 危害： 急性中毒 慢性中毒 在体内酶的作用下，转变成硫氰酸盐，妨碍甲状腺素合成，引起甲状腺肿大。,18,硝酸盐： 来源： 危害： 高铁血红蛋白血症 与仲胺形成亚硝胺，确认致癌物。,19,集中式给水 central water supply,供水方式： 集中式给水 二次供水 农村小型集中式供水 分散式供水,20,集中式供水：由水源集中取水，经统一净化处理和消毒后，由输水管网送到用户的供水方式。 类型：城建部门建设的各级水厂、单位自建 优点： 有利于水源的选择和防护； 易于采取改善水质的措施，保证水质良好； 用水方便； 便于卫生监督和管理。 缺点：水质一旦被污染，危害面广。,21,水源选择原则： 水量充足、 水质良好、 便于防护、 技术经济合理,22,水质处理：,混凝沉淀(coagulation precipitation):加入混凝剂进行混凝沉淀，去除天然水中的细小颗粒，尤其是胶体颗粒的过程。 过滤(filtration)：是指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。 使滤后水的浊度达到水质标准的要求 去除水中大部分病原体 残留的微生物失去悬浮物质的保护，为滤后消毒创造条件。 消毒(disinfection)：,特殊净化： 深度净化：,常规净化：,23,加混凝剂 加氯 水源 一级泵站 反应池 沉淀池 快滤池 澄清池 清水池 二级泵站 管网 图1 地面水净化流程示意图 加氯 水源 一级泵站 集水井 清水池 二级泵站 管网 图 2 地下水净化流程示意图,24,氯化消毒(chlorination)：用氯或氯制剂进行饮水消毒的方法。 常用消毒剂：液氯、漂白粉、漂白粉精、氯胺。 有效氯：含氯化合物中氯的价数大于-1者，具有杀菌能力的有效成分。 原理： CI2 + H2O HOCI + H+ + CI- 2Ca(OCI)CI + 2H2O Ca(OH)2 + 2HOCI + CaCI2,消毒(disinfection),体积小，呈中性，易于穿过细胞壁；又是强氧化剂；,当水中含有氨时，氨将与HOCI发生下列反应 NH3+ HOCI NH2CI + H2O NH2CI + HOCI NHCI2 + H2O NHCI2 + HOCI NCI3 + H2O,25,影响因素： 加氯量和接触时间： 氯与细菌作用的同时，还要氧化水中的有机物和还原性无机物，其需氯的总量称为需氯量(chlorine demand) 。 为保证其消毒效果，加氯量必须超过需氯量，使在杀菌和氧化后还能剩余一部分有效氯。 加入氯经过一定时间的接触后，水中所剩余的有效氯称为余氯(residual chlorine)。包括游离性余氯（HOCI 、OCI -）和化合性余氯（ NH2CI 、 NHCI2 ）。,加氯量=需氯量+余氯,26,A B 余 余 氯 氯 量 量 c D O M 加氯量（mg/L） 加氯量（mg/L） 图3 无氨 图4 有氨,27,水的pH值：HOCI的杀菌效率比OCI-高约80倍。 水温： 水的浑浊度： 1NTU 水中微生物的种类和数量：,28,氯消毒方法： 氯胺消毒法：加氯量控制在C点前，在水中加入氨，使生成一氯胺和二氯胺。（游离氨在0.5mg/L） 优点：氯化副产物明显减少；防止氯酚臭，化合性余氯稳定 缺点：氯胺消毒作用弱，加氨操作复杂，对病毒杀灭效果较差。 折点氯消毒法：加氯量超过D点，形成游离型余氯。 优点：消毒效果好；明显降低有机物含量；降低臭味和色度。 缺点:产生较多氯化副产物；求折点不明显 加氯点：滤前加氯；滤后加氯；中途加氯 加氯方法：液氯,29,近年来，我国北方地区很多城镇也开始改用地表水为供水水源。由于北方降雨量少，河川径流小，水的自净能力远远不及南方地区，加上地表水成分趋于复杂，水处理难度越来越高。现行的常规给水处理工艺氯化消毒，已难以去除水中对人体有害的多种有机污染物，也难以去除因富营养化、藻类过量繁殖而产生的嗅味和有害的藻毒素等，还产生大量的氯化消毒副产物 。 国内外研究人员已在饮用水中检测出765种有害于人体健康的有机物，其中致癌物20种，可疑致癌物23种，促癌物56种，还有引起肝中毒、神经中毒、代谢紊乱等危害的物质。,30,氯化消毒副产物（ chlorinated disinfection by-products ）:氯化副产物（ By-product of chlorination ） 在饮用水的氯化消毒过程中，氯与水中有机物反应，产生一系列卤化烃类化合物。,氯化副产物,挥发性卤代有机物,非挥发性卤代有机物：,三卤甲烷类（THMS）：CHBr3 、CHBr2CI 、CHBrCI2 、CHCI3,卤代乙酸类化合物（HAAS）：卤代羟基呋喃酮（MX代表）,31,影响因素： 有机前体物（ Organic precursor ）：通常把水中能与氯形成氯化副产物的有机物，称为有机前体物。主要是腐殖酸、富里酸、藻类及其代谢物、蛋白质等。 加氯量、溴离子浓度及pH： 危害： 动物试验证明具有致突变性和/或致癌性，有的有致畸性和/或神经毒性。 代表性：氯仿、二氯一溴甲烷、3-氯-4-（二氯甲基）-5-羟基-2（5氢）呋喃酮（MX） 流行病学资料：结论差异,32,措施： 除去或降低有机前体物或氯化副产物 改变传统氯化消毒工艺 采用其他消毒方法,33,其他饮水消毒方法：,二氧化氯（chlorine dioxide)消毒： 1811年，英国戴维（ Humphrey Davey ）在实验室用氯酸钾和盐酸反应制备出二氧化氯气体，至本世纪40年代才发现其可用于消毒。但由于二氧化氯性质不稳定，达到一定浓度会引爆或发生自爆，且价格昂贵，应用受到限制。20世纪90年代中后期，因制备出较稳定的二氧化氯剂型，二氧化氯的研究与消毒应用有了较快的发展。,34,理化性质：分子式 ClO2 分子量6745，黄绿色或黄红色气体。有类似氧气和硝酸的特殊刺激性臭味。沸点为110C，易溶于水， 其溶液于冷暗处十分稳定。属强氧化剂，其有效氯是氯气的26倍。 稳定性二氧化氯水溶液（stabilized chlorine dioxide solution ）： 无色、无臭、无腐蚀性的透明水溶液，其中含有2% 的二氧化氯和0.085碳酸钠的水溶液。 用途 ： 主要用于纸浆和纸、纤维、小麦面粉、淀粉的漂白， 油脂、蜂蜡等的精制和漂白， 饮用水的消毒杀菌处理。 安全、高效、广谱、持久、无污染、无残留 消毒剂中的绿宝石,35,优点： 杀菌能力强：二氧化氯对细胞壁有较强的吸附和穿透力，可有效地氧化细胞内的酶，快速抑制微生物蛋白合成来破坏微生物，对芽胞、病毒、隐孢子虫、藻类、硫酸盐还原菌和真菌等均有明显的杀灭作用； 对三卤甲烷的控制：与有机前体物发生氧化反应，不形成氯化副产物； 除藻、破坏酚类化合物，去除水中的色和味： 对铁、锰去除效果好等。 缺点： 动物实验指出CIO2、CIO2、CIO3（歧化产物）均能引起溶血性贫血和变性血红蛋白血症。,36,饮用水深度净化： 在市政供水原有常规净化的基础上，对水质再进行净化处理。 类型：分散式、集中式 常用方法： 活性炭吸附法 膜过滤法：微滤、超滤和反渗透膜,37,水质特殊处理 除氟：磷酸钙法（骨碳法）： 原理： Ca10(PO4)6(OH)2+2F Ca10(PO4)6F 2+2OH- 再生:加1NaOH溶液浸泡，并用0.5硫酸溶液中和,38,分散式给水 -新型饮用水,桶装水的化学特性： 纯水： 是以市政自来水为原水，采用蒸馏法、电渗析法、离子交换法、反渗透法及其他适当的加工方法去除水中的矿物质、有机成分、有害物质及微生物等加工制成的水。其电导率小于10us/cm2。根据加工工艺不同，饮用纯净水也称为蒸馏水、纯水、太空水等。 净水：是以市政自来水为原水，通过吸附、超滤以去除水中有害物质而保留溶解性矿物质。,39,天然矿泉水： 是从地下深处自然涌出的或经人工揭露的未受污染的地下矿水，含有一定量矿物盐、微量元素或二氧化碳气体，经过滤等工艺加工而成。 矿物质水：是在纯净水基础上添加少量微量元素制成. 通常认为健康饮水的标准 : 不含有对人体有害的物质; 水的硬度在170mg/L(以CaCO3计)左右; 溶解性总固体在300 mg/L左右; 值呈弱碱性; 水中含有一定量的氧和二氧化碳,40,桶装水的卫生问题： 污染原因： 生产过程消毒不严 水桶清洗消毒不彻底 灌装过程玷污 桶装水与饮水机配套使用，造成饮水机出水系统玷污。 国家质检总局2004.8月专项抽查了1106家企业生产的1121种大桶纯净水和矿泉水，其中有35家企业因生产或经销质量较差的大桶饮用水被曝光。,41,多头管理凸现监管真空 纯净水生产是一个高利润的行业，尤其是小作坊，一桶水的生产成本不到1元钱，而市场售价却在4元以上。 饮用水的质量监督主要涉及到4个部门：国土资源管理部门进行水源鉴定；工商部门负责核发生产许可证和营业执照；卫生防疫部门审批卫生许可证和从业人员健康证；技术监管部门协同工商以及卫生部门进行不定期的质量抽查工作。 桶装水行业尚缺少一个统一的管理标准。,42,电导率：电导率表示纯净水的纯净程度，是纯净水的特征性指标。电导率越低，说明水越纯，水中杂质越少。标准规定纯净水中电导率应10S/cm。,43,涉水产品的卫生要求,涉水产品（涉及饮用水卫生安全产品）： 是指在饮用水生产和供水过程中与饮用水接触的材料、塑料及有机合成管材、管件、防护涂料、水处理剂、除垢剂、水质处理器及其他新材料和化学物质。,44,涉水产品有哪些？,水质处理器 指以市政自来水为进水，经过进一步处理，旨在改善饮用水水质，降低水中有害物质，或增加水中某种对人体有益成分为目的的饮水处理装置。 按功能分为：一般净水器、矿化水器、纯水器和特殊净水器等。,45,主要组成部分： 吸附部分：活性碳为吸附剂 杀菌和抑菌部分：三碘树脂、五碘树脂（碘离子） 粗滤部分 微滤（MF）和超滤（UF） 反渗透（RO） 磁化和矿化 主要卫生问题：成型部件的化学稳定性及过滤材料细菌繁殖 卫生要求： 所用材料符合生活饮用水水质处理器卫生安全与功效评价规范 水质标准。浸泡试验,46,生活饮用水输配水设备 指与生活饮用水接触的输配水管、蓄水容器、供水设备、机械部件。 卫生问题：塑料本身的毒性、助剂的毒性等接触饮用水后有害物质向饮用水迁移。 涂料： 水处理剂：,47,必须经卫生部审批的产品有哪些？,生活饮用水卫生监督管理办法 1996年7月9日中华人民共和国建设部、卫生部令第53号 ，1997年1月1日起施行 第二十一条规定： 涉及饮用水卫生安全的产品，必须进行卫生安全性评价。 与饮用水接触的防护涂料 水质处理器：包括个人、家庭、团体用的各类水质处理器。 与饮用水接触的新材料和化学物质。 涉及饮用水卫生安全的各类进口产品。,48,由省级人民政府卫生部门审批的产品有哪些？,其他涉及饮用水卫生安全的产品，由省、自治区、直辖市人民政府卫生行政部门批准，报卫生部备案。 与饮用水接触的联接止水材料、塑料及有机合成管材、管件，各类饮水机。 水处理剂 除垢剂,49,50,51,涉水产品的卫生毒理学评价程序,水平：有害物质在饮用水中的浓度 10/L 水平：有害物质在饮用水中的浓度 10/L 50/L 水平：有害物质在饮用水中的浓度 50/L 1000/L 水平：有害物质在饮用水中的浓度 1000/L,当生活饮用水输配水设备、水处理材料和防护材料在水中溶出的有害物质未规定最大容许浓度时，或化学处理剂带入饮用水中的有害物质在有关标准中未作规定时,52,涉水产品的卫生监测和评价： 两级部门： 安全性评价: 浸泡试验 毒理学评价、产品质量指标,53,饮用水卫生的调查、监测和监督,“卫生行政部门应对水源水、出厂水和居民经常用水点进行定期监测，并应做出水质评价。” 预防性卫生监督和经常性卫生监督和监测 预防性卫生监督 水源选择的卫生审查 水源卫生防护的审查 管网系统的卫生防护 水厂厂址和平面布置的审查 二次供水设施的审查 分散式供水的卫生审查 水质处理器的卫生审查,54,饮用水的经常性卫生监督： 卫生行政部门依法对辖区内投入使用的供水和用水单位、供水点、供水设施或与饮用水直接接触的产品进行监督管理，以便有针对性的对该地区供水卫生状况和出现的饮用水卫生问题提出改进措施和意见，从而提高居民生活饮用水的卫生质量。 主要内容： 对供、用水单位的现场卫生检查 建立健全卫生监督工作档案制度 水质卫生监测,55,集中式给水的卫生调查、监测 水源卫生调查 水厂调查 水质监测 采样点： 水源取水口、出厂水口、居民经常用水点；点数：按供水人口每2万人设一个点。时间 管网末梢水 高位水箱水 自备给水 水性疾病的监测： 介水传染病和水性地方病 农村给水的卫生调查、监测和监督,56,生活饮用水水质标准,生活饮用水水质标准是卫生部门开展饮水卫生工作，监测和评价饮用水水质的依据，对保证饮用水安全，保护人民身体健康起着重要作用。 水源水经过适当选择并经过必要的卫生处理后，必须符合生活饮用水水质标准（GB