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屈卫东

复旦大学公共卫生学院

预防医学专业

环境卫生学—饮水卫生

Environmental Health--Drinking-Water Health

第一节饮用水的卫生学意义

第二节饮用水与健康

第三节生活饮用水标准及水量标准

第四节集中式供水

第五节分散式供水

第六节涉水产品的卫生要求

第七节饮用水卫生的调查、监测和监督

内容

Environmental Hygiene. 2018

本章重点

⚫ 饮水与健康问题

⚫ 消毒副产物

预防医学专业

本章难点

⚫ 饮水卫生标准


介水传染病

⚫ 病原体污染（饮用与接触）

⚫ 未经妥善处理

⚫ 二次污染

细菌：伤寒、霍乱、痢疾

病毒：肝炎、脊髓灰质炎

原虫：血吸虫、贾第氏虫

饮用水与健康


http://tupian.hudong.com/s/%E8%AF%BA%E7%93%A6%E5%85%8B%E7%97%85%E6%AF%92%E6%80%A7%E8%83%83%E8%82%A0%E7%82%8E/xgtupian/1/1

http://tupian.hudong.com/s/%E6%9F%AF%E8%90%A8%E5%A5%87%E7%97%85%E6%AF%92/xgtupian/1/4

介水传染病

⚫ 爆发流行与终年流行

⚫ 病例分布与供水范围

⚫ 措施有效、疾病控制

饮用水与健康

细菌：伤寒、霍乱、痢疾

病毒：肝炎、脊髓灰质炎

原虫：血吸虫、贾第氏虫


介水传染病事件

⚫印度－发展中国家的共性

⚫中国－不能幸免

⚫美国－饮用水卫生标准诞生

饮用水与健康

1949 2015

图传染病在疾病死亡谱位次

1 1

1411死

因序位城市

农村


化学污染与中毒

⚫ 氰化物 (1μg/ml)

⚫ 氰化高铁细胞色素氧化酶

⚫ 氧化代谢过程

饮用水与健康⚫前驱、呼吸困难

⚫惊厥、麻痹

⚫中枢神经系统；缺氧

电子传递黄素蛋白、铁硫蛋白、细胞色素、泛醌


饮用水与健康

化学污染与中毒

缺氧

⚫ 硝酸盐?亚硝酸盐（Blue baby Syndrome, BBS)

⚫ 高铁血红蛋白缺氧

⚫ 亚硝酸盐?致癌性

10%-50%死亡

Hemoglobin: HGB


饮用水相关的健康问题

⚫ 饮水氯化消毒副产物与健康危害

⚫ 藻类污染与健康

⚫ 高层建筑二次供水污染与健康问题

饮用水与健康


饮水氯化消毒副产物与健康危害

饮水氯化消毒副产物（600-700）

⚫ 挥发性卤代物

⚫ 非挥发性卤代物

⚫ 三卤甲烷类：氯/溴仿

⚫ 一溴二氯甲烷

⚫ 二溴一氯甲烷

⚫ 卤代乙酸类：一溴二氯乙酸

⚫ 卤代醛类

⚫ 卤代腈、卤代酮、卤代呋喃

饮用水与健康

⚫ 是否纳入管理⚫ 受控DBPs

⚫ 非受控DBPs



⚫ 形成因素

⚫ 有机前体物

⚫ 加氯量

⚫ pH

⚫ 氯、溴、碘浓度

⚫ 处理方式（氯气；氯氨）

⚫ 消毒剂

⚫ 预氧化

⚫ 消毒方式

⚫ 回流时间

⚫ 腐植酸

⚫ 富里酸

⚫ 藻类

饮用水与健康



⚫ 非受控DBPs

⚫ 识别检测

⚫ 毒性评估

⚫ 卫生标准

⚫ 遗传毒性

⚫ 细胞毒性

⚫ 卤代醛类

⚫ 卤代腈、卤代酮

⚫ 卤代呋喃类

⚫ NDMA

饮用水与健康

⚫ 毒性特征

⚫ MX


氯化消毒副产物与健康

⚫ 致突变性

⚫ 肿瘤

⚫ DBPs

⚫ MX

3 氯的 -4 二氯甲基的 -5 羟基-

2(5 氢)-呋喃酮

MX饮用水与健康

⚫ 膀胱癌

⚫ 结肠癌

⚫ 肝癌胃癌

⚫ 肾癌

人群动物

ⅹ


饮水硬度与健康

⚫ 心血管疾病－负相关

⚫ 腹泻、消化不良

⚫ 感官性状

饮用水与健康

钙镁离子

➢ 10mg=1度

➢ 250mg/L

➢ <8;8--16;>30度


藻类污染产生藻毒素

绿藻铜绿藻

硅藻隐藻

鱼腥藻

浮丝藻


藻类及其代谢物与健康危害

⚫ 肝毒素 MC-LR-RR-YR

⚫ 神经毒素

⚫ 脂多糖毒素

饮用水与健康

⚫ 肝毒素

⚫ 神经毒素

毒性

反应


2018年12月5日

内分泌干扰物与健康

⚫ 发育不良

⚫ 出生缺陷

⚫ 生殖健康

饮用水与健康

⚫ POPs

⚫ PTS

⚫ EDCs

Our Stolen Future: Are We Threatening Our Fertility,

Intelligence, and Survival? A Scientific

Detective Story

Rachel Carson


高层建筑二次供水污染与健康

⚫ 微生物污染

⚫ 藻类污染

⚫ 材料中有害物

⚫ 红虫、贾第氏虫

饮用水与健康

⚫ Secondary water supply

⚫ Tank water


预防医学专业

生活饮用水标准及水量标准

---研究制定

Standards for drinking Water Quality


⚫ 安全性 --- 保障人群健康

⚫ 科学性 --- 资料充分

⚫ 先进性 --- 最新成果

⚫ 可行性 --- 技术经济合理

制定标准考虑的问题

⚫ 流行病学资料

⚫ 毒理学资料


阈值：＜某剂量不产生危害

TDI ：每日耐受/允许摄入量（tolerable daily intake, TDI)

终生摄入－无明显损害－每日摄入量的估计值

NOAEL：未观察到有害作用的剂量水平（No Observed Adverse Effect Level)

LOAEL ：观察有害效应最低剂量水平 (Low Observed Adverse Effect Level)

EHC：环境卫生基准（Environmental Health Criteria )

标准制定中的重要概念

生活饮用水水质标准


不确定系数：（ uncertainty factor, UF ）

种间 X 10

种内 X 10

实验适宜性，最大为 10

毒作用的性质和严重性而产生不确定

性系数最大为 10



⚫ 毒理学外推

⚫ 动物至人


TDI ＝ NOAEL 或 LOAEL/UF



限值＝ TDI X体重X 从饮水中摄入量所占比列/ 每日饮水量

TDI ＝？

UF范围？


24

NOAEL 体重从水获取

(%)

UF UF UF UF

66μg/Kg.d 60 50 100 1000 10000 100000

限值 μg/L 0.99 0.099 0.0099 0.00099

标准 μg/L 1.00 0.10 0.01 0.001

⚫ 标准制定是否符合实际

⚫ 目前的技术是否能够达到

⚫ 成本效益-健康效益

⚫ 能否推广

限值计算—合理UF设定

￥2/t ￥2/500mL


致癌物－没有阈剂量

数学模式：线性多阶段模型

超额危险度 10－5 ;70年饮水人群中每十万人增加一个病例

超额危险度 10－4 ;70年饮水人群中每万人增加一个病例

确定危险度等级-E


限值计算


基本资料： IARC - 2A

每周最大摄入量 7 g/kg

FAO/ WHO: TDI<1 g/kg.d

摄入量 10 ％

限值＝ TDI x体重x从饮水中摄入量所占比列/ 每日饮水量

＝ 1g/kg.d x 60kg x 10%/2L.d

＝ 0.003 mg/L =3μg/L

WHO: 0.003 mg/L ;EPA 0.005mg/L

中国 : 0.010 mg/L （GB5749-85）修订 0.005 mg/L =5 μg/L（GB5749-06）

饮用水水质标准制定示例－Cd

限值由来—实例分析


基本资料： IARC － 2B

每周最大摄入量25 g/kg

TDI＝？

饮用水水质标准制定示例－ Pb

限值＝ TDI x体重x从饮水中摄入量所占比列/ 每日饮水量？


TDI =25/7

= 3.5g/kg.d


基本资料： IARC － 2B

摄入量 50 ％

限值＝ TDI x 体重x从饮水中摄入量所占比列/ 每日饮水量

＝ 3.5g/kg.d x 5kg x 50%/0.75L.d

＝ 0.01 mg/L

WHO: 0.01 mg/L ;EPA 0.005mg/L

中国 : 0.01mg/L （GB5749-85）修订 0.005 mg/L =5 μg/L（GB5749-06）

饮用水水质标准制定示例－Pb ⚫ 最敏感原则

⚫ 婴幼儿体重

⚫ 饮水量



基本资料：非遗传毒物，2B; 每周染毒6日

LOAEL 15mg/kg.d;狗－肝毒性

TDI=？

饮用水水质标准制定示例－CHCl3


TDI ＝ LOAEL/UF

＝ 15mg/kg.d x 6d/7d/1000

＝ 0.013mg/kg.d


限值＝ TDI x体重x 从饮水中摄入量所占比列/ 每日饮水量

＝ 0.013 mg/kg.d x 60kg x 50%/2L.d

＝ 0.2 mg/L

WHO： (0.2 mg/L) 中国：(0.06 mg/L) （GB5749-85=GB5749-06）

CHN <WHO

饮用水水质标准制定示例－CHCl3

限值计算—实例分析

⚫ 腐植酸

⚫ 富里酸

⚫ 有机污染物

摄入量50%


饮用水水质标准制定示例－THMs

THM4：（CHCl3，CHClBr2；CHCl2Br，CHBr3）

单类污染物限值；实测值/限值之和<1

指标（μg/L) 一氯二溴甲烷一溴二氯甲烷氯仿溴仿 σ 之和

实测值 15.63 32.84 37.28 1.71

国家标准 100 60 60 100

比值 0.15 0.53 0.62 0.01 1.31

任何一项指标不达标均意味着水质不合格

限值计算—实例分析


集中给/供水 Pipe water supply

⚫ 集中取水

⚫ 统一处理

⚫ 输配用户集中式供水

自来水：Drinking water, running water, portable

water

出厂水：Finished water

⚫ 水量充足

⚫ 水质良好

⚫ 便于防护

⚫ 技术经济合理

地表水

地下水环境质量标准

水源选择原则

⚫ 水量-枯水>用量

⚫ 符合标准

⚫ 处理后达标


水源卫生防护-地表水

⚫ 取水点周围半径100米设置禁区

⚫ 河流：上游1000m，下游100 m

⚫ 水位：深 2.5-3m

⚫ 湖泊：设立水源保护区

⚫ 严防污染和水量流失

集中式给水


净化消毒-地表水

混凝沉淀（coagulation precipitation）

⚫ 压缩双电层

⚫ 电性中和（+/-）

⚫ 吸附架桥

集中式给水

混凝剂

⚫铝盐/铁盐

⚫聚丙烯酰胺


过滤-地表水

原理（Filtration）

⚫ 筛除

⚫ 接触凝聚

集中式给水

影响因素

⚫滤层、滤速、水质

⚫聚丙烯酰胺


消毒-

消毒剂（Disinfects)

⚫ ClO2,NaClO, Cl2,O3,紫外线

集中式给水

影响因素

⚫加氯量、接触时间、水温

⚫浑浊度、pH

原理

⚫ 体积小，易于穿透细胞壁

⚫ 强氧化剂

⚫ 细胞膜，蛋白，DNA

Cl2


⚫ 消毒

饮用水消毒

臭氧消毒⚫水源、国情

⚫效果、成本氯消毒

组合消毒

⚫成本

⚫范围过滤

⚫收益

⚫改造

基础卫生设施

城市规划设计

（病毒、原虫）

（细菌）紫外消毒


混合絮凝沉淀池

澄清池

滤池活性炭清水池原水用户

絮凝剂消毒剂深度饮用水加工工艺

预氧化

常规饮用水加工工艺

混合絮凝沉淀池

澄清池

滤池清水池原水

絮凝剂消毒剂

预氧化

饮用水加工工艺


深度净化-

吸附

⚫ 活性炭

集中式给水

生物预处理

⚫生物转盘、滤池、滤塔

氧化

⚫ 预氧化

⚫ TiO2光催化


深度净化-

除氟

⚫ 活性氧化铝、骨炭、电渗析

集中式给水

除藻

⚫气浮、化学制剂、生物方法

除铁锰

⚫ 曝气充氧、调节pH


⚫ 活性炭

⚫ 膜过滤

⚫ 超滤

⚫ 反渗透

分散式给水—农村？

⚫ 井水、泉水

⚫ 地表水？雨雪水

⚫ 新型饮水

生活饮用水给水方式


⚫ 总固体1000mg/L

⚫ 蒸馏、电渗析、反渗透

苦咸水淡化 (Desalination)

分散式给水

海水淡化 (Seawater Desalination)

⚫ 蒸馏

⚫ 电渗析、反渗透

⚫ 纳滤膜


⚫ 水质处理装置/器

⚫ 输配设备

⚫ 涂料

⚫ 水处理剂

存在的卫生问题

⚫质量

⚫稳定性

⚫方案选择

涉水产品的卫生要求


⚫ Ames 实验

⚫ MN实验

⚫ CA实验 or UDS实验

水平 I < 10g/L

涉水产品毒理学评价程序

遗传

毒性

致癌

性


⚫ 90天喂养实验

⚫ 保留水平 I的检测项目

水平 II 10－50g/L


亚慢性

毒性

水平 III 50－< 1000g/L

⚫水平I和II的全部实验

⚫ 致畸实验

致畸性


⚫ 水平III实验

⚫ 慢性毒性

水平 IV ≥1000g/L


⚫ 慢性毒性

⚫ 致癌性？


⚫ 水源的卫生监督

⚫ 供水单位调查

⚫ 水质监测

⚫ 卫生监督与管理

饮用水卫生的调查监测和监督

⚫ 水源水

⚫ 出厂水

⚫ 管网水

⚫ 末梢水


农村供水卫生调查监测和监督

⚫ 水源调查

⚫ 水质调查

⚫ 水性疾病



水体污染的监测

⚫ 江河水系检测

⚫ 湖泊水库检测

⚫ 海域检测

⚫ 地下水检测



水体污染的卫生学调查监测和监督

水体污染的监测

⚫ 江河水系检测

⚫ 湖泊水库检测

⚫ 海域检测

⚫ 地下水检测


水体污染紧急事故处理

⚫ 查找排放源

⚫ 工业生活取水水质受影响状况

⚫ 采取有效措施降低损失

⚫ 采集水样检测分析

水体污染的卫生学调查监测和监督


饮用水卫生调查

水源－水厂－管网

监测数据－分析－预警

疾病检测－哨点

调查内容常态－临时

局部－区域

分析－总结


⚫ 加氯：总大肠菌群100ml<200 MPN

⚫ 净化：100ml<1000 MPN

⚫ 感官性状一般化学指标

⚫ 毒理学和放射性指标

⚫ 高氟高砷

集中式给水

集中式给水


⚫ 介水传染病水体自净、生物放大作用

基本概念

基本方法

⚫ 标准制定的依据

⚫ 标准制定的原则

饮用水卫生要点

⚫ 氯化消毒的原理及影响因素

⚫ 介水传染病流行特征


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