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学院早读——隐性的危机:城市饮用水风险评估与应对

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发布时间:
2018/12/18 16:48
中国、美国都曾做过调查,每天每人大概需要喝两升水。因为饮用水与人体健康的关系最为密切,这两升水也就成了计算一个人健康风险的依据。国家新的饮用水标准是106项指标,此指标可以分为四大类,第一类是化学性危害,第二类是微生物学危害,第三类是放射性危害,第四类是感官性危害。总而言之,潜伏在饮用水中的“隐形杀手”有很多,它们始终威胁着人类的生命健康。由此,我们需要明白城市饮用水到底存在什么问题。
 
水质问题会引发传染病
 
  饮用水水质问题最早因传染病而引起关注,在1854年左右,英国伦敦暴发了霍乱,有医生怀疑这跟自来水有关系,他们把伦敦城里的一个自来水泵站关闭之后,这一片霍乱的流行性呈下降状态,而临近没有关闭自来水泵站的区域,仍在受霍乱的侵袭。从此之后,人们就意识到水会导致传染病。后来又经过微生物学的研究,发现水质的传染病主要分为三大类,细菌性传染病、原虫性传染病、病毒性传染病。
 
  中国正在城市化发展的过程中,城市人口愈加密集。城市化建设中最重要的基础设施就是水处理系统,包括给水和废水。如果水处理系统不够完善,一旦有传染病,整个城市都会感染。霍乱是最常见的细菌性传染病,通常是由霍乱弧菌引起的急性肠道传染病,可通过病人排泄物污染的水传播。在1850年之前,西方国家比较普遍,数以百万的人死于霍乱,那时还没有广泛的城镇化。即使到上个世纪60年代,在全世界有一次严重的霍乱暴发,传播于印尼、东亚、孟加拉、印1度、前苏联、伊朗、伊拉克、西非等地区。1991~1994年,西半球约有一百万人感染霍乱,近万人死亡。在污水处理率低、卫生条件差的地区,霍乱的威胁依然存在。在中国的农村地区,老百姓仍面临着霍乱的危胁。除霍乱弧菌以外,还有埃希氏大肠杆菌、空肠弯曲杆菌、沙门氏菌、志贺氏菌等多种可通过饮用水传播或感染的细菌。
 
  所有的这些细菌,感染之后最普遍的反应就是腹泻。如果一个城市自来水细菌感染,最先有表现的当属学校。如果一个班1/3的孩子请假腹泻,那么90%以上就是自来水感染。从全世界范围来看,有一本书专门总结了全世界微生物感染的情况,90%是从学校开始的。
 
  原生动物是尺寸比细菌大的单细胞生物,在水体和自然界广泛存在。某些生活在水体里的原生动物能引起消化道疾病,原生动物的抗氯性比细菌强,而且数量很少即可致病,因此由原生动物引起的流行病暴发次数比由细菌引起的多。人类对原虫性水致传染病的认识仅有二十年的历史。
藏于水体中危害人体健康的原生动物主要有三类,隐孢子虫、贾第虫、圆孢子虫。直接接触或饮用被原生动物污染的水可导致人体感染疾病,其主要症状为身体疼痛、体重下降、呕吐、低烧和严重脱水性腹泻。
 
  在自来水中病毒很容易依附于细菌存在,中国绝大多数做水质测试的单位不会测病毒,而是采用细菌的指标代替病毒。其实,病毒感染的问题在自来水中比较常见,比如说诺沃克病毒。
 
  2009年7月23日,在内蒙古赤峰市的新城区,4300多名居民因为饮用受污染的自来水而先后出现腹泻、呕吐、头晕、发热等症状。水污染的主要原因,23日强降雨,雨水淹没水源井,井水大肠菌总数严重超标,并检出沙门氏菌。水源井至污水站不足15米,私营的九龙制水公司忽视上报水源污染情况,他们没有经验,也没有报告。后来经过分离发现主要是沙门氏菌,人和动物感染后可能处于无症状状态,儿童、老人和免疫系统有缺陷的人容易感染并致病。
 
  细菌进入人体的方式主要有三种。首先是喝水,通过口喝进去的,包括细菌病毒、原虫等,这是消化道微生物。其次是呼吸,细菌通过气溶胶进入人体。另外则是皮肤接触,洗澡时毛孔会张开,给细菌提供了进入人体的渠道。根据卫生部的研究,通过饮用、呼吸、皮肤接触引起的细菌感染,其危害性各占1/3。
 
饮用水是病原菌传播的重要途径
 
  自来水导致的疾病中较为明确的大多是微生物感染,不明原因占44.6%,化学污染是11.5%。2006年,中国上报法定传染病发病人数460 .9万,其中因水传播的发病人数为127.8万,达27.7%。我国法定的37种传染病中,有8种是因水传播:霍乱、甲型病毒性肝炎、脊髓灰质炎、伤寒和副伤寒、感染性腹泻、阿米巴痢疾、钩端螺旋体病、血吸虫病,均是细菌、病毒、原虫、寄生虫等病原体所致疾病。有生物学家这样说过,“历史上,因为供应安全的饮用水所拯救的生命和解除的冰桶超过了任何一项单独的医药发明”。W H O调查报告— 在发展中国家,80%的疾病与饮用水不安全有关。历史上,因为饮用水微生物污染引起的疾病暴发,夺去了数千万人的生命,然而,直到19世纪,人们才认识到饮用水是病原菌传播的最重要途径之一。
 
  经测验发现,饮用水引发癌症的原因有三种。首先,水体中自然存在一些致癌物,主要有砷,会导致皮肤癌、肺癌、肾癌、膀胱癌、结肠癌等。再是石棉,会引起肺癌。另外还有放射性物质。这些天然存在于水体中的致癌物是不可避免的。
 
  其次,人造污染物进入水体。硝酸盐自身没有危害性,但是它产生的代谢产物亚硝胺是强力致癌剂。有机物也是自来水中一大部分污染物,部分有机物可能会导致癌症。特别在没有大型自来水公司的地区,有机物附于水体的情况比较严重。
 
  再是水处理过程中产生的,因为自来水在处理过程中要加氯进行消毒。但氯是毒气,为了控制微生物的生长,需要加不会成为氯气的氯进行消毒。1914年第一个饮用水标准是要限制细菌,用氯来控制细菌起到了明显的效果,全世界人们的健康得到极大的改善。但1972年发现加氯之后会产生致癌物,对此,美国专门出台了水安全法。考虑到安全问题,既要控制微生物,又要防止致癌物产生,目前为止三卤甲烷也成了自来水中最常见的控制指标,全国每年统计的时候都要查三卤甲烷的量。根据统计,三卤甲烷的超标率还较高,全国35%的水厂有三卤甲烷超标问题。再就是卤乙酸,乙酸的分子结构很简单,但是如果氢原子被卤取代了就是强致癌物。根据三卤甲烷和卤乙酸的物理性质,把水烧开能降低两者对人体的伤害性,但烧水时间要适量,水沸一分钟左右结束加热比较合适。
 
  根据2072个县的相关分析,卫生部发现饮用水耗氧量(CODM n)浓度跟肝癌死亡率有正相关。目前自来水公司技术改造里最重要的指标就是要让耗氧量指标达标,我国的标准是3个毫克升,但是很多地方达不到。广州南洲水厂大概是2005年之前建的,使用的是深度处理,当时为了去掉耗氧量。十二五期间,发改委出资4300亿人民币通过不同的渠道来改造自来水的工艺。我国的标准是3,优质水的标准建议是2,而日本建议的标准是0.9左右。其实,现在我国达到3仍存在困难,很多地方领导和自来水公司认为标准太严,但是和国外相比其差距还是比较大。我国淮河流域,癌症村跟耗氧量有直接关系。2013年《淮河流域水环境与消化道肿瘤死亡图集》就首次证实水污染与消化道癌症高发有直接关系。
 
  三卤甲烷是公认致癌物,可以通过皮肤吸收。美国规定它是可疑致癌物 。卤乙酸主要是二氯乙酸,会有急性毒性,会引起致突变性和致癌性。三氯乙酸大鼠和小鼠的试验掀起具有致突变性和致癌性。还有就是溴酸盐,矿泉水的标准2008年修改过一次,要将溴酸盐加入控制指标。溴酸盐目前是公认的致癌物,自来水和矿泉水都是定10个微克升,但是目前我国的检测标准还达不到这么低的标准。按照一般要求,矿泉水在市场上2年细菌不能超标,所以在处理时很多厂家会过量地使用臭氧进行消毒。水当中的溴离子会跟水反应生成溴酸盐,溴酸盐是强致癌物,所以现在瓶装水的标准和自来水的标准都规定了溴酸盐是10个微克升不能超标。此外,影响健康的还有砷,2004年以来中央政府投入很多钱解决砷问题,现在大概还有一千万人还是在喝砷超标的水。
 
  人类生产的大量类雌性激素化合物通过各种渠道最终进入水体,污染了饮用水源,也污染了水中的鱼和其他动物。类雌性激素化合物被怀疑是造成人生育能力下降和性器官异常的主要或部分原因,可能还与女性乳腺癌、子宫内膜异位症、男性前列腺癌等疾病的发病率上升有关系。比如人类生产的避孕药,珠三角和长三角,就经常会测内分泌干扰素的情况,量还是很可观的。自来水取水工艺目前没有考虑去掉内分泌干扰素,这样就会导致成人的生育能力下降,包括一些疾病发病率上升。广东省计生委的一个数据,男子的精子数有很大的下降,可能部分跟这些是有关系的。
 
  现在最新的PPCP,个人防护用品和药品,在最近几年产生的影响力很强,去年下半年又在自来水中检出有抗生素。抗生素主要有四大类,这一类药在中国的用量很大,大概每年14万吨,用得最多的就是农业和养殖业,很多养殖业都在使用抗生素控制动物的疾病、提高产出量,但是这些抗生素会排到水体中。在美国抗生素是不能随便购买的,医院也不能随便使用。美国医院治感冒的时间通常是一周,主要让病人喝水、好好休息。但是去到中国的医院,可能就会让病人打针,使用抗生素,而抗生素很难吸收,会排到水体。去年我国南京自来水中检出有抗生素,经计算,在量上浓度按照每天喝2升的比例,要喝大概10万年才相当于吃药片的剂量,所以量是很低的。但是一次性药片与长期饮用水的作用是否一样,目前还没有定论。还有防晒霜、面膜、化妆品等物品对水体有很大的污染。此外,纳米材料进入到水体中也无法处理,但现在还不明确它的危害。
 
水是最廉价的营养补给物
 
  水的硬度是水中各种矿物元素与金属元素含量的总和,通常仅指钙、镁离子的含量,以碳酸钙浓度表示,>150m gC aCO 3/L为硬水。人们过去认为硬水会引起结石,但是现在医学认为此说法没有科学依据。研究发现饮用水硬度与心血管病发病率呈负相关关系,矿物元素是补充维持心脏和血管正常功能必不可少的成分。也有研究发现饮用水中镁的含量越高,心血管病的死亡率就越低,通过饮食补充足够的钙可使高血压病人的血压降低。纯净水虽然没有污染物,但是水体中缺乏钙镁离子。按照世界卫生组织的说法,通过水提供的硬度来补充钙和镁,是最廉价、最有效的。大多数雪山矿泉水都含有人体所需的天然矿物质和微量元素,其中以青藏高原昆仑山最具代表性。
 
  饮水硬度与人体健康息息相关,饮用硬水维持钙的高摄入量可预防骨质疏松;肾结石中约有75%的成分是钙,但饮用高硬度的水不会增加肾结石的发病率,甚至在美国及其他一些地区发现,饮用水硬度高的地区肾结石的发病率反而更低。长期饮用高含氟量(>1.5m g/L)的水可导致氟斑牙,更高浓度的氟会影响骨骼健康(氟骨症)。低浓度的氟化物可保护牙齿。饮用水中氟浓度过低(<0.5m g/L)会导致儿童龋齿的增加。我国现行《生活饮用水卫生标准》中氟的限值为1.0m g/L。美国饮用水标准的限值为4m g/L。美国大部分公共供水系统通过人工加氟调整饮用水中氟的含量。饮用水中常见的重金属有:铅、铜、铝、汞,通常浓度不高,很少引起急性中毒,但多会造成神经系统的长期损害。
 
  目前学术界的共识,PH对健康没有显著影响。世界卫生组织说明:pH建议值不是基于健康风险基础,而是水处理和输送中的重要参数。并且提出如果不需要管道输送,水的PH值范围可以很宽泛。
 
  改善自来水水质有多种途径,首先就是改善饮用水水源水质,这是大家要共同参与的,比如说少用化妆品、少排放污染、少吃污染比较重的。还有就是改善市政供水处理和输送设施,小区水质净化系统。一方面是希望政府全面提高自来水水质,同时建议有条件的人可以采用净水器,进一步提高水质。净水器可以去掉污染物,改善水的口感。强烈推荐有活性炭吸附的净水器,这类净水器可以去掉致癌物,但是活性炭需要定时换新,否则可能危害更大。