三、水污染与疾病
水体遭受有毒化学物质污染后,通过饮水或食物可使人群发生急性或慢性中毒,含致病微生物的人、畜粪便或污水污染水源时,可引起介水肠道传染病流行。有些污染物可使水质感官性状恶化,妨碍水体的正常利用。也有些污染物能抑制非病原性微生物的生长和繁殖,影响水中有机物的氧化分解及水体的天然自净能力。
- 水的生物污染 水中微生物绝大多数是天然寄生者,大部分来自土壤及大气降尘,对人一般无致病作用。但随垃圾、人和畜的粪便以及某些工农业废弃物进入水体的微生物可包括一些致病微生物(表 2-7),如饮用此种未经消毒的水,则可能导致肠道传染病的发生。
表 2-7 经粪便、垃圾可能污染饮水的致病微生物
细 菌 |
病 毒 |
其 他 ① |
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沙门菌属 |
脊髓灰质炎病毒 |
溶组织阿米巴 |
志贺菌属 |
柯萨基病毒 |
结肠小袋虫 |
致病性大肠杆菌 |
埃可病毒 |
蓝氏贾第鞭毛虫 |
变形杆菌属 |
呼肠孤病毒 |
日本血吸虫 |
克雷伯杆菌属 |
腺病毒 |
钩虫 |
小肠结肠炎耶尔森菌 |
轮状病毒 |
蛔虫 |
空肠弯曲杆菌 |
肝炎病毒 |
蛲虫 |
霍乱弧菌 |
胃肠炎病毒 |
鞭虫 |
El Tor 弧菌(副霍乱) |
牛肉绦虫 |
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分支杆菌属 芽胞杆菌属 |
猪肉绦虫 |
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链球菌属 |
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钩端螺旋体属 |
① 以虫卵、包囊及幼虫等形式进入水中。
介水传染病的流行特点是:①水源一次大量污染后,可出现暴发性流行, 绝大多数病例的发病日期集中在该病最短和最长潜伏期之间。但如水源经常受污染,则病例可终年不断;②病例的分布与供水范围一致,绝大多数患者都有饮用同一水源的历史;③一旦对污染源采取治理措施,加强饮用水的净化和消毒后,疾病的流行能迅速得到控制。
介水传染病暴发流行案例:
某市,人口 115 万,约 80%的人以灌渠、坑塘等地面水为饮用水。一条河渠自西向东穿过市镇后流向市郊农村。城市中的生产、生活废水未经处理直接排入河中。市镇内有设有传染病科的综合医院,日排水量在 300 吨以上,病人粪便也随污水排入下水道后进入河内。该市 1986 年 1~11 月底伤寒发病人数达 4 253 例,超过该市历史(1958~1985 年)同期平均发病人数
的 6.9 倍,仅 11 月份的发病人数就相当于平均年发病人数的 1.9 倍。调查发现患者集中于河渠排污口的下游地带。这一地区居民中饮用河水的人伤寒发病率为 6.5%,而饮用塘水的人发病率为 0.62%,两者相比相对危险度为10.48。位于排污口上游 5km 的居民中,饮用河水者的伤寒发病率为 0.26%, 饮用下游河水及上游河水相比,相对危险度为 25.00。排污口下游居民中伤寒患者 93.35%系饮用了河水而发病的。该地段河水细菌总数超过饮用水水质标准 1.2×105 倍,大肠菌群超标 5.3×103 倍。在医院污水排出口、城镇污水排污口及排污口下游河水中均检出伤寒杆菌。以上资料表明:该市伤寒暴发流行主要是由于城市污水及医院污水污染水源所致。
- 水的化学污染 当前,常见污染水源的化学物有汞、镉、砷、氰、铬、铅、农药等,这些污染物造成的危害程度,可因各种具体情况而有差异。现将水中较常见的化学污染物的危害列举如下:
- 汞
- 污染来源:汞是构成地球元素之一,自然界中主要以硫化汞的形式存在于岩石中。岩石中的汞可被氧化为金属汞或二价汞离子而进入空气、水、土壤等环境中。天然水中含汞量甚微,一般不超过 0.1μg/L。水体受汞污染
时,水中汞含量乃明显升高。进入水中的汞多吸附在悬浮的固体微粒上而逐渐沉降于水底,故底泥中汞含量常较水中为高。
常见的汞污染源主要为工业企业,如化工、仪表、含汞农药、冶炼、灯泡、氯碱等工厂废水;此外,医院口腔科废水以及农田中使用含汞农药也是常见的污染源。
- 危害:污染水体的汞、特别在底泥中的汞,在微生物的作用下可被甲基化形成有机汞(以甲基汞为主),后者毒性较无机汞增大许多倍,更易为生物体吸收,并可通过食物链在生物体内逐级浓集,致使某些水生物体内汞含量达到令人产生中毒的水平。日本熊本县水俣湾地区发生的水俣病就是众所周知的当地居民长期食用该湾中含甲基汞甚高的鱼贝类而引起的一种公害病。水俣病曾造成 50 多人死亡、数百人致残的严重后果。
甲基汞吸收入人体后分布很广泛,除肾、肝等脏器蓄积外,尚可通过血脑屏障在脑组织内蓄积,也可透过胎盘屏障进入胎儿体内,发挥胚胎毒性, 已有调查报告指出甲基汞污染区的畸胎率及染色体畸变率增加。甲基汞自体内排出很慢,生物半减期全身平均约为 70 天,脑组织的生物半减期则为180~
245 天。甲基汞主要侵害中枢神经系统,中毒的临床表现如下:
开始时有肢体末端或口唇周围麻木刺痛感,随后可出现手部动作障碍、感觉障碍、无力等,以及震颤、语言障碍、听力及视力障碍、步态失调等, 严重者可致全身瘫痪、精神错乱、甚至死亡。
- 铬
-
污染来源:铬为铜灰色耐腐蚀的硬金属,有多种化合物。铬是构成地球元素之一,广泛存在于自然环境中。地面水中含铬平均约为 0.05~0.5μ g/L。铬在工业生产中的应用较为广泛,含铬的工业废水(如电镀废水)和废渣是污染水体的主要来源。
-
危害:铬化合物的毒性以六价铬为最大,它可干扰多种重要酶的活性,影响物质的氧化、还原和水解过程,并能与核酸、核蛋白结合,还可能诱发癌。铬中毒主要是由六价铬引起。饮用含铬量高的水时,对消化道可有刺激或腐蚀作用,表现有恶心、呕吐、腹痛、腹泻、血便以致脱水;同时可伴有头痛、头晕、烦躁不安、呼吸急促、口唇指甲青紫、脉速、甚至少尿或无尿等严重中毒现象。六价铬对人的致死剂量约为 5g。有人认为铬属于可疑致癌物。
- 氰化物
-
污染来源:氰化物分为无机和有机两类。无机氰化物主要是氰氢酸及其盐类氰化钠、氰化钾等。有机氰化物(腈)主要有丙烯腈和乙腈等。氰化物在工业中应用很广,如炼焦、电镀、选矿、染料、化工、医药和塑料等工业中均用到氰化物,其废水可导致水源污染。
-
危害:氰化物污染水体引起人群、家畜及鱼类急性中毒的事例,国内外均有报道。长期饮用被氰化物污染的水(浓度大于 0. 14mg/L)可出现头痛、头昏、心悸等症状。摄入体内的氰化物,可与硫代硫酸盐在酶促下生成硫氰化物,后者在体内过量蓄积时,能抑制甲状腺激素的合成,影响甲状腺功能,造成甲状腺功能低下、甲状腺增生、肿大。
- 酚类化合物
- 污染来源:天然水中不含有酚,水中的酚均来自含酚的工业废水污染。许多工业废水中可含有不同量的酚或酚类化合物,例如焦化厂(含酚量
可大于 1000mg/L)、煤气厂、化工厂、制药厂、炼油厂、合成纤维厂、染料厂等的工业废水如未经一定的净化处理,直接排放时,都可能污染地面水或地下水。此外,粪便和含氮的有机物在分解过程中,也可能产生少量酚类化合物,故在大量的城市粪便污水中也含有酚。
- 危害:酚是一种原浆毒,可使蛋白质凝固,可由消化道及皮肤吸收中毒。酚类化合物在体内大部分分解失去毒性,随尿排出;少部分可转化为多元酚。因酚有特殊臭味,故极少发生饮用水引起的急性中毒事件。但饮水氯化消毒时,水中如含酚大于 0. 001mg/L 时,则可形成氯酚,后者使感觉阈显著增高,如长期饮用,可引起记忆力减退、皮疹、头昏、失眠、贫血等症状。急性中毒可表现为腹泻、口腔炎、及黑尿等。
酚类化合物的种类很多,毒性的大小及表现也有所不同,一般认为,一元酚为较强的神经毒,而多元酚的毒性较低。有些酚的化合物(如五氯酚) 在动物实验中尚呈现有致畸作用。酚类化合物污染水源后,尚可对水中鱼类及水生生物产生较明显的危害,不仅能使鱼贝类产生臭味,且影响水产业的产量和质量。
- 多氯联苯
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污染来源:多氯联苯(PCB)是一组由氯置换联苯分子中的氢原子而形成的化合物,无色或淡黄色油状液体或树脂状。性质稳定,基本不溶于水, 不易水解和氧化。工业上常用作增型剂,绝缘剂、高温润滑剂、橡胶软化剂以及油漆、油墨等的添加剂等。如未经处理任意排放,可造成水源污染。
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危害:多氯联苯进入体内可蓄积于脂肪组织及脏器中。目前人体内检出的 PCB 虽然尚不致影响居民的发病率和死亡率,但能否致畸、致突变、致癌却是很值得进一步研究的问题。我国台湾和日本都曾发生过多氯联苯中毒事件,但都是多氯联苯污染食物引起的。据报道,人摄入 0.5~0.2g PCB 即出现中毒症状,表现为皮疹、色素沉着、浮肿、无力、呕吐等,已证实多氯联苯可以通过胎盘屏障进入胎儿体内。