水污染与人体健康危害

1.1 三大水污染的来源：
      随着工业进步和社会发展，工业、农业、医疗机构三大水质污染物对人们日常生活的影响和对人体健康的有巨大的危害。水污染亦日趋严重，成了世界性的头号环境治理难题。1994年7月，淮河上游的河南境内突降暴雨，颍上水库水位急骤上涨超过防洪警戒线，因此开闸泄洪将积蓄于上游一个冬春的2亿立方米水放了下来。水经之处河水泛浊，河面上泡沫密布，顿时鱼虾丧失。下游一些地方居民饮用了虽经自来水厂处理，但未能达到饮用标准的河水后，出现恶心、腹泻、呕吐等症状。经取样检验证实上游来水水质恶化，沿河各自来水厂被迫停止供水达54天之久，百万淮河民众饮水告急，不少地方花高价远途取水饮用，有些地方出现居民抢购矿泉水的场面，这就是震惊中外的"淮河水污染事件"。   水是人体的基本成分，也是生命活动、工农业生产不可缺少的物质，水是一种宝贵的自然资源。水体是以陆地为相对稳定边界的天然水域。如果外界许多物质被混入天然水源，降低了水质，通过稀释、混合、挥发、沉淀等物理方法，氧化、还原、酸碱中和、化合、分解等化学方法，以及水生生物对有机物的降解作用过程，使杂质下降，这就是水体的自净能力。当排入水中的物质量超过水体的自净能力，使水质物理与化学性质发生改变，水质变坏，降低了水的使用价值，称之为水体污染。而水质三大污染主要由人类活动产生的污染物而造成的，它包括工业污染源，农业污染源和生活污染源三大部分。
1.1.1工业污染源
      工业废水为水域的重要污染源，具有量大、面广、成分复杂、毒性大、不易净化、难处理等特点。据1998年中国水资源公报资料显示：这一年，全国废水排放总量共539亿吨（不包括火直电流冷却水），其中，工业废水排放量409亿吨，占69%。实际上，排污水量远远超过这个数，因为许多乡镇企业工业污水排放量难以统计。
1.1.2 农业污染源
      农业污染源包括牲畜粪便、农药、化肥等。农药污水中，一是有机质、植物营养物及病原微生物含量高，二是农药、化肥含量高。而这些大范围的农业致使大量农药、化肥随表土流入江、河、湖、库，随之流失的氮、磷、钾营养元素，使2/3的湖泊受到不同程度富营养化污染的危害，造成藻类以及其他生物异常繁殖，引起水体透明度和溶解氧的变化，从而致使水质恶化。
1.1.3生活污染源
      生活污染源主要是城市生活中使用的各种洗涤剂和污水、垃圾、粪便等，多为无毒的无机盐类，生活污水中含氮、磷、硫多，致病细菌多。据调查，1998年我国生活污水排放量184亿吨。
1.2自来水中有哪些对人体有害的污染物
      国家颁布了“生活饮用水卫生标准”（GB 5749－2006）。现将超过该标准的主要污染物质对人们日常生活的影响及危害简介如下：
1.2.1 感官性状和一般化学指标
      1、色（异色异味）
      纯水为无色透明的液体。清洁水在水层浅时应为无色，水深时呈浅蓝绿色。天然水中如果存在腐植质、泥土、浮游生物、铁和锰等金属离子，均可使水体着色。 纺织、印染、造纸、食品、有机合成工业的废水中，常含有大量的染料、生物色素和有色悬浮微粒等，因此常常是使环境水体着色的主要污染源。有色废水常给人以不愉快感，排入环境后又使天然水着色。 水色大于15度时，多数人喝水时，即可察觉；大于30度时，所有人均感到厌恶。生活饮用水水质标准（以下简称国标）要求色度不得超过15度，并不得呈现其他异色。
      2、浑浊度
      浑浊度是由于水中含有泥沙、粘土、有机物、浮游生物和微生物等悬浮物质所造成的。 浑浊度在10度时，人们可察觉水质浑浊。如果浑浊度高可导致某些有害物质（如多氯联苯、苯并（a）芘等）、细菌、病毒的含量增高。国标要求生活饮用水的浑浊度不超过3度，特殊情况不超过5度。
      3、臭和味
      纯净的水应该是无臭无味的。由于生活污水或工业废水的污染、天然物质的分解以及细菌活动的代谢物等使水体产生异臭和异味。 饮用水如有异臭和异味，会使人产生厌恶感，还提示水体已受到污染，水体中可能存在着对人体有害的化学物质和致病菌。国标要求生活饮用水不得有异臭、异味。
      4、肉眼可见物
      肉眼可见物主要是指水中的藻类、浮游生物、悬浮物、飘浮物等肉眼可见的杂质。 水中存在肉眼可见物会令人厌恶，并会使饮用者对水体的水质产生怀疑。饮用水中不允许出现肉眼可见物。
      5、pH
      pH值为水中氢离子活度的负对数。pH值可间接地表示水的酸碱度。  水的pH值在6.5～9.5范围内，并不影响饮用和健康。但过低可腐蚀管道，影响水质；过高可使溶解盐类析出，并降低氯消毒效果。国标要求生活饮用水的pH值应在6.5～8.5范围内。
      6、总硬度（以碳酸钙计）
      水的硬度主要是由于水中含有钙、镁的碳酸盐、酸式碳酸盐、硫酸盐、氯化物以及盐而形成的。  硬度过高，可引起胃肠道功能的暂时性紊乱，但一般在短期内即能适应。硬水对日常生活影响较大，可形成水垢，影响茶味，消耗肥皂等。国标要求生活饮用水中总硬度的含量应小于450 mg/l。
      7、铁
      天然水和废水中，铁的存在形式各式各样，可以胶体形式存在，也可以无机或有机的含铁络合物形式存在，还可存在于较大的悬浮颗粒中；可以是二价的，也可以是三价的。  水中铁的污染来源主要是选矿、冶炼、炼铁、机械加工、工业电镀、酸洗废水等。 铁是人体的必需微量元素之一。其化合物属低毒或微毒。二价铁具有一定的全身毒性作用，三价铁盐毒性较小，对粘膜具有轻度刺激性和腐蚀性。水环境中铁类化合物的浓度为1mg/l时，有明显金属味；浓度为0.5mg/l时，色度可大于30度。饮用水中铁超过0.3mg/l时，会对衣服、器皿着色及产生沉淀和异味。国标要求生活饮用水铁的含量应小于0.3 mg/l。
      8、锰
      地下水中由于缺氧，锰以可溶态的二价锰形式存在，而在地表水中还有可溶性三价锰的络合物和四价锰的悬浮物存在。 锰的主要污染源是黑色金属矿山、冶金、化工排放的废水。锰是人体正常代谢必需的微量元素，一般人每天约从食物中摄入3－9mg锰。但过量的锰进入机体后可引起中毒。锰中毒表现主要为神经衰弱综合症和植物神经功能障碍，继续发展可出现明显的锥体外系损害为主的神经体征。水中有微量锰时，呈黄褐色。锰的氧化物能积沉在水管壁上，遇水压波动时可造成“黑水现象”。当水中锰超过0.15mg/l时，能使衣服和白色瓷器设备着色。国标要求生活饮用水锰的含量应小于0.1 mg/l。
      9、铜
      铜以单质或各种矿物形式存在。除了采矿，热交换以及其他工业用途都可以把铜排污入水环境。铜的高浓度溶液广泛地用于除草剂以控制海藻类的繁殖；在农业上也常用其作杀菌剂。水中含铜0.5mg/l时，具有明显的金属味；超过1.0mg/l时，可使衣服及白瓷器染成绿色。铜是人体必需的微量元素，对于造血、细胞生长、某些酶的活性及内分泌腺功能均有重要作用。当进入人体内的铜化合物超过一定限度时，就要引起疾病。铜在体内主要贮留在肝、脑、肾等组织。铜代谢障碍所引起的疾病称为肝豆状核变性病，是一种遗传性疾病。铜急性中毒时，表现剧烈呕吐、腹泻，有时伴有腹绞痛、便血、剧烈头痛、出冷汗和脉弱，严重中毒可因休克、肝肾损害而致死。国标要求生活饮用水铜的含量应小于1.0 mg/l。
      10、锌
      锌的主要污染源是电镀、冶金、颜料及化工等部门排放的废水。饮用水中含锌50mg/l时，会引起恶心和昏厥。水中含锌10mg/l时呈现浑浊，含锌5mg/l时有金属涩味。锌是人体内必需的微量元素。缺锌时，能使骨骼生长迟缓，肝脾肿大，性腺功能减退。过量的锌可对胃肠道产生强烈刺激。吸收后主要贮留在肝和胰。过量的锌盐经口进入人体可发生急性中毒。国标要求生活饮用水锌的含量应小于1.0 mg/l。
      11、挥发酚（以苯酚计）
      根据酚类能否与水蒸气一起蒸出，分为挥发酚与不挥发酚。挥发酚多指沸点在230 以下的酚类，通常属一元酚。酚类主要来自炼油、煤气洗涤、炼焦、造纸、合成氨、木材防腐和化工等废水。酚属高毒类，为细胞原桨毒物，低浓度能使蛋白质变性，高浓度能使蛋白质沉淀，对各种细胞有直接损害，对皮肤和粘膜有强烈腐蚀作用。长期饮用被酚污染的水，可引起头昏、出疹、搔痒、贫血、恶心、呕吐及各种神经系统症状。酚类化合物对人及哺乳动物有促癌作用。国标要求生活饮用水挥发酚类的含量应小于0.002 mg/l。
      12、硫酸盐
      硫酸盐在自然界中分布广泛。地表水和地下水中硫酸盐主要来源于岩石土壤中矿物组分的风化和溶淋，金属硫化物氧化也会使硫酸盐含增大。水质中硫酸盐超过750mg/l时，饮用后可致轻度腹泻。国标要求生活饮用水硫酸盐的含量应小于250 mg/l。
      13、氯化物
      氯化物是水和废水中一种常见的无机阴离子。几乎所有的天然水中都有氯离子存在。同时，在生活污水和工业废水中，均含有相当数量的氯离子。海水入侵地下水，会使氯化物含量明显增高。氯离子是保持人体细胞内外体液量、渗透压以及水和电解质平衡不可缺少的要素。氯化物含量过高时，可干扰人体电解质平衡，使人体细胞外渗透压增加，导致细胞失水，代谢过程出现故障。国标要求生活饮用水氯化物的含量应小于250 mg/l。  14、溶解性总固体       水中溶解性固体的主要成分是钙、镁、钠的重碳酸盐、氯化物和硫酸盐。当其浓度高于1200mg/l时，可产生苦咸味。国标要求生活饮用水溶解性总固体的含量应小于1000mg/l。
1.2.2重金属毒理学指标
      1、氟化物
      氟化物广泛存在于自然水体中。有色冶金、钢铁和铝加工、焦炭、玻璃、陶瓷、电子、电镀、化肥、农药厂的废水及含氟矿物的废水中常常都存在氟化物。      氟化物是人体必需的微量元素之一，缺氟易患龋齿，饮水含氟的适宜浓度为0.5～1.0mg/l。当长期饮用含氟量高于1.0～1.5mg/l的水时，易患斑齿病，如水中含氟量高于4mg/l时，则可导致氟骨病。 氟可与骨组织的羟磷灰石的羟基交换，并通过抑制骨磷酸酶或与体液中的钙离子结合成难溶性氟化钙，从而导致钙、磷代谢紊乱，引起低血钙症、氟斑牙及氟骨症等。国标要求生活饮用水氟化物的含量应小于1.0 mg/l。
      2、******
      ******的主要污染源是电镀、有机、化工、选矿、炼焦、造气、化肥等工业排放废水。******可能以HCN、CN 和络合氰离子的形式存在于水中。******使水呈苦杏仁气味，******剧毒。 ******的毒性作用是由于氰基离子与细胞色素氧化酶中的铁结合成铁氰络合物，阻止氧化酶的氧化还原作用，防碍组织内呼吸的正常进行。******引起急性中毒时，表现出剧烈头疼，神智模糊甚至昏迷，全身抽搐，大小便失禁，感觉和反射消失，瞳孔散大，呼吸深慢，血压上升或下降，心率缓慢等，常因呼吸停止而死亡。慢性中毒时，可引起神经衰弱、头疼、头晕、耳鸣、失眠、全身无力，心率缓慢和血压降低等。国标要求生活饮用水******的含量应小于0.05mg/l。
      3、砷
      砷是一种既有金属性质又有非金属性质的元素。它的化合物在自然界广泛存在；可以是有机的。大部分是砷盐和砷硫化铁。在天然水中普通的砷化合物是砷酸盐（五价砷），亚砷盐（三价砷），甲烷胂酸及二甲胂酸。 砷的污染主要来源于采矿、冶金、化工、化学制药、农药生产、纺织、玻璃、制革等部门的工业废水。同时，砷及其化合物还是用于农林业上除草剂的成分之一。 砷是人体的非必需元素，元素砷的毒性极低，而砷的化合物均有剧毒，三价砷化合物比其他砷化合物毒性更强，人所共知的毒药“****”即是三氧化二砷（三价砷）。砷可以在人体内积累，是致癌物质，人们还怀疑它有致突变作用。 砷化物的毒性作用，主要是亚砷酸离子与人体细胞酶蛋白的巯基结合，使细胞酶失去活性，引起代谢障碍，促使细胞死亡。砷化物对神经细胞的危害最大，它还能通过血液循环，直接损害毛细血管，使其扩张松弛，渗透性增加。当人体摄入的砷量超过排出量时，砷就会在肝、肾、脾、肺、肌肉、骨骼等部位积蓄起来，尤以指甲和毛发储留最多。毒性强的砷化合物在肝、肾内结合迅速并且牢固，比毒性弱、结合差的砷化物排出慢。 砷化物慢性中毒症状与急性中毒症状相似，只是发展缓慢，表现为食欲不振、腹痛、腹泻和消耗不良、肝肿大、疼痛，有黄疸，个别严重者可发生肝硬化。国标要求生活饮用水砷化物的含量应小于0.05mg/l。
      4、硒
      水中硒以无机的六价、四价、负二价及某些有机硒的形式存在。含硒废水主要来源于炼油、精炼铜、制造硫酸及特种玻璃等行业。 硒是动物体内一种必需的微量元素，但在某种条件下，又具有一定的毒性。硒的毒理作用，一般认为除了二甲基硒的作用外，与硒影响酶系统有关。二甲基硒可引起呼吸系统刺激和炎症。硒可使毛细血管扩张及渗透性增加，引起肺和胃肠道充血、水肿。硒对细胞呼吸酶系统有催化作用，干扰中间代谢能引起中毒，使人脱发、脱指甲、四指发麻甚至偏瘫等。国标要求生活饮用水硒的含量应小于0.01mg/l。
      5、汞
      汞及其化合物属于剧毒物质，可在体内积蓄。进入人体的无机汞离子可转变为毒性更大的有机汞，由食物链进入人体，引起全身中毒。天然水中含汞极少。仪表厂、食盐电解、贵金属冶炼、军工等工业废水中可能存在汞。汞及其化合物可通过呼吸道、消化道或皮肤被人体吸收。发生在日本的“水俣病”就是甲基汞慢性中毒引起的。甲基汞有较高的化学稳定性，各种加工、烹调方法都不能把它除掉。甲基汞极易被肠道粘膜吸收（80%以上）。当摄入量超过排出量时，就会在体内积蓄。甲基汞在脑组织中的蓄积程度虽然不如其他器官，但一旦进入脑组织后，衰减非常缓慢，并对大脑皮质和小脑皮质有特异的选择性损害。症状表现为视野缩小，听力下降，手、脚、嘴唇麻痹发抖，步态不稳，口齿不清，严重者出现神经紊乱，运动失调，进而疯狂痉挛致死。甲基汞还能通过胎盘进入胎儿循环，损害胎儿。国标要求生活饮用水汞的含量应小于0.001mg/l。
      6、镉
      镉不是人体必需的微量元素。在自然界，镉通常以硫酸盐形式出现，并常与锌矿石和铅矿石伴生。在矿区和冶炼厂附近，积累在土壤中的镉可导致临近水域局部地区镉有很高的浓度。镉的主要污染源有电镀、采矿、冶炼、染料、电池和化学工业等排放的废水。镉是剧毒性物质，且有协同作用，可使进入体内的其它 毒物的毒性增大。镉进入人体后，可以在人的肝、肾、****和甲状腺内积累。由于肾小管中毒变性及钙质吸收能力下降，可引起骨、消化道、血管的病变，表现有神经痛，肾炎、骨质松软、骨折、高血压、贫血、内分泌失调等症状。镉还有致癌、致畸、致突变作用。饮水中镉不得超过0.01mg/l。 日本的“痛痛病”是因为体内镉积累过多，引起肾功能失调，骨质中钙被镉取代，使骨骼弱化，极易自然骨折，疼痛难忍而得名。这种病潜伏期长，短则10年，长则30年，发病后很难治疗。国标要求生活饮用水镉的含量应小于0.01mg/l。
      7、铬（六价）
      铬的化合物常见的价态有三价和六价。受水中pH值、有机物、氧化还原物质、温度及硬度等条件影响，三价铬和六价铬的化合物可以互相转化。 铬是人体所必需的微量元素之一。铬的毒性与其存在价态有关，通常认为六价铬的毒性比三价铬高100倍，六价格更易为人体吸收而且在体内积蓄。铬的工业来源主要是含铬矿石的加工、金属表面处理、皮革揉制、印染等行业。 六价铬化合物对人体有害，在高浓度时具有明显的局部刺激作用和腐蚀作用，并能经胃肠道、呼吸道和皮肤吸收；在低浓度时是常见的致敏物质。进入体内的铬主要分布在肝、肾、脾和骨骼内。铬在体内具有一定的积蓄作用和致癌作用。国标要求生活饮用水六价铬的含量应小于0.05mg/l。
      8、铅
      天然水中含铅量很少。选矿厂、涂料厂、冶炼厂、蓄电池厂、矿井的废水中常含有程度不等的铅。汽车排出的废气中含有的四乙基铅，可由雨水淋洗造成水质污染。儿童、婴儿、胎儿和孕妇对铅较成人敏感。铅是有毒金属。铅可引起溶血，也可使大脑皮质的兴奋和抑制的正常功能紊乱，引起一系列的神经系统症状。铅及其化合物主要从呼吸道、消化道进入机体，主要沉积于骨骼系统，少量存留于肝、脾、肾、脑、肌肉等器官和血液内。国标要求生活饮用水铅的含量应小于0.05mg/l。
      9、盐（以氮计）
      制革废水、酸洗废水、某些生化处理设施的出水和农田排水可含大量的盐。水中盐是在有氧环境下，各种形态的含氮化合物中最稳定的氮化合物，亦是含氮有机物经无机化作用最终阶段的分解产物。亚盐可经氧化生成盐，盐在无氧环境中，亦可受微生物的作用而还原为亚盐。 盐在人胃中还原为亚盐后，还可以与仲胺作用形成亚硝胺，而这种亚硝胺被认为是一种致癌物质。
1.2.3 细菌学指标
      1、细菌总数
      水中的细菌来源于土壤、地面垃圾和人及动物的排泄物。细菌总数是评价水质清洁和净化效果的一项指标。细菌总数含量高时，表明水体受到污染，水中可能含有大量的对人体有害的致病菌和病毒，饮用后会引起各种传染性疾病。国标要求饮用水中细菌总数不超过100个/ml。
      2、总大肠菌群
      大肠菌群本身是无害的。但肠道致病菌如伤寒杆菌、霍乱弧菌、痢疾杆菌及沙门氏菌等存在时必定有大肠杆菌存在。该菌在外界环境中生存的时间与肠道致病菌基本一致或稍长，如果大肠菌群已经死灭，那么同时存在的致病菌的危险亦即消失。所以，大肠菌群的存在与否是水体是否被粪便污染的指标。水中大肠菌群含量高时，表明水体已被粪便污染，水中可能含有大量的致病菌，饮用后会引起各种传染性疾病。国标要求饮用水中大肠菌群不超过3个/l。
1.3 人体健康与化学元素的关系
      人体中含有大量的化学元素。在这些元素中,除碳、氢、氧、氮能形成各种体内的有机物质以外,其他元素都各以一定的化学形态和结构形成各种生物配合体、功能蛋白质、酶等存在于人体组织中,或作为组成人体结构的材料。或作为血氧运输的载体、或作为酶的激活剂、或作为体液中电解质平衡的调节剂,或作为人体细胞间的信息传递的通讯员,这些元素协同作用,共同完成人体的新陈代谢功能。
      但是,由于人类在长期进化过程中,并没有形成对现代社会环境中,无论在数量、还是在质量方面的巨大变化的元素的生态适应机制,环境中有些元素对于人体是必需的,有些是非必需的,不是可有可无的。而人体中任何一种化学元素超过一定的标准都会成为对人体的有害元素。它们在人体中有隐藏毒性,当高于某一阈值时,人体便发生中毒,甚至死亡。例如,铜的过量摄人曾导致了轰动世界的日本富山痛痛病,患者长期食用含铜量很高的米,全身自然骨折达72处之多,呼天叫地,痛不欲生。铅也是一个潜在的危害。随着铅的开采和汽油的使用,环境中的铅越来越多。铅中毒引起人体寿命缩短,情绪低沉、疲倦、贫血,甚至影响儿童的智力。
1.4 水污染对人体健康危害的影响及特点：
      1.4.1 引起急性或慢性中毒，水体受化学有毒物质污染后，通过饮用水或食物链便可能造成中毒，如甲基中毒，镉中毒、砷中毒、铬中毒、氧化物中毒、农药互中毒、多氯联苯中毒等，铅、钡、氟也可以对人体造成健康危害。这些慢性中毒或是急性中毒是水污染对人体危害健康的主要因素。
      1.4.2 水污染引癌症，在水污染中有很多对人体有害的物质可能会导致癌症疾病，如水中的砷、铬、镍、铍、苯、铵等，长期饮用含有这类物质的水很有可能诱发癌症。
      1.4.3 水污染异色、异味，我们日常生活所饮用的水，如有异色、异味这些现象都不能轻易忽视这些问题，这两者现象很有可能是污染水中染有病菌，而这些病菌长期在水污染中会抑制其它微生物的生长和繁殖，同时有可能造成各种不同的皮肤病和传染病等。