发信人: znw(哈哈天使)
整理人: 1101234(2001-09-16 10:25:47), 站内信件
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饮用水水质与人体健康的关系
1 水中常量、微量元素与人体健康关系
1.1水中常量无机元素
氧、碳、氢、氨、钙、磷、钾、硫、钠、镁、氯11种元素称为人体必需的常量元素。这些常量元素首先是从蛋白质、脂肪、糖、无机盐、维生素、水等物质来补充，以满足人体新陈代谢的需要，这里我们要说明的是水中的钙、镁、钾、钠的浓度对人体健康的影响。
钙(Ca)视不同情况，人体每日需补充Ca600-200mg，缺Ca易诱发高血压、骨质疏松，易发生结肠、直肠癌，食用超过1800mg/L Ca的水，有致毒作用，一次服入Ca 3.5-5.2mg/kg或水中Ca浓度为100-150mg/L，可使肾炎、关节炎和多关节炎的发病率增高，影响心脏血液流通，造成局部缺血性心脏病，饮水中推荐Ca浓度为30-75mg/L。
镁(Mg)是人体多种重要酶的激活剂，对蛋白质的中间代谢和神经、肌肉的应激活性起调节作用，有防癌效果。缺Mg会产生慢性呼吸障碍症侯群、急性腹泻、慢性肾功能衰竭等，缺Mg还与心脏功能失调等有关。饮水中一般推荐30-50mg/L（欧共体 法国），人体每日需200-400mg。
钠(Na)与钾是维持人体体液渗透压的主要阳离子，对神经肌肉的兴奋起促进作用，高钠的摄入对多数人是引起高血压和脑血管病的有关因素。饮水中一般要求Na为20-200mg/L。
钾(K)人体内与Na过多或过少，或分布范围发生改变，都会导致电解质的代谢紊乱，缺K时会出现神情萎靡、软弱无力、食欲不振、口苦腹胀，K对心血管有保护功能，对心肌细胞的作用尤为明显，血中长期K偏低可导致心血管系统病变，重症甚至抽搐，昏迷甚至死亡。1980年欧代体曾规定水中钾最大为12mg/L，建议<10mg/L。
氯(CI)氯化物在水中浓度250mg/L时呈味咸，对人体无影响，一般水中规定25-250mg/L。
1.2水中必需的生物微量元素
水中存在的对人体必需的生物微量元素有14种，它们是：Fe、Zn、Cu、I、Mn、Se、F、Mo、Co、Cr、Ni、V、Sn、Si。
1.2.1人体中微量元素的分布
以上微量元素在人体的血液、肝、脾、骨、肌肉、脑、胰脏、甲状腺、肾上腺、视网膜、胰岛组织、前列腺、心脏、头发、齿、指甲、肺中都有几种存在。
表明机体某个部位与微量元素特异功能密切相关。
1.2.2生物微量元素对人体的生理功能：
①促进酶的催化作用。
②参与激素的分泌活动一如甲状腺，肾上腺分泌激素的活动。
③是遗传物质核酸的构成部分。
④参与新陈代谢－参与人体内氧化还原系统的活动。
微量元素主要来自食物、饮水、空气和药物，所以在人体营养中生物微量元素比维生素更重要。
成人每日所需各种元素都有一定的量，饮水中的浓度都有一定标准。
微量元素中硒、铬、氟、镍等具有毒性。
硒－硒的化合物对人和动物均有毒，在体内有积蓄作用，可引起急性中毒和慢性中毒，如食欲不振、四肢无力、头皮搔痒、癞皮、斑齿、毛发和指甲脱落、水质标准规定<0.01mg/L。
铬－铬化合物对机体有全身致毒作用，刺激作用，变态反应、致癌和致突变作用，六价铬比三价铬毒性大，饮水中规定<0.05mg/L。
氟－水中氟含量低时，发生龋齿病，含量高时导致斑齿症，氟骨症，甚至全身痪瘫，也有报导认为氟致癌。
镍－致癌，欧共体规定饮水中镍量为0.005-0.05mg/L。
1.3其他有毒微量元素或化合物
铝－动物实验属低毒性，70年代有研究报告提出铝似乎与早老性痴呆的脑损有关，在所做的几项生态流行病学研究中发现，早老性痴呆可能与饮水中的铝有关，但根据现有毒理学和流行病学研究，无法肯定是早老性痴呆的病因，无法从健康的角度推出铝的限定值。
人每天摄入约20mg，规定铝在水中不大于0.2mg/L，故从水中摄入铝不能超过2%。
氰化物一氰化物有剧毒，作用于某一呼吸酶，引起组织内窒息，首先影响呼吸中枢及血管舒张中枢。慢性中毒时，甲状腺激素生成量减少，水中氰化物规定不大于0.05mg/L。
砷－国内现场调查表明某地深井水中含砷量为1.0～2.5mg/L，自1930年至1981年中发生慢性砷中毒病例多起，表现为皮肤出现白斑，后逐步变黑，角化，肥厚呈橡皮状，发生龟裂性溃疡，有资料报导水中砷0.1-0.2mg/L，未引起中毒现象，一些国家报导饮水中砷含量过高，长期饮用引起皮肤癌发病率增高。我国规定饮水中砷不得大于0.05mg/L，世界卫生组织规定为0.01mg/L，表示有致癌作用，生命期危险度超过10-5。
汞－有剧毒，汞及其化合物为原浆毒，脂溶性，主要作用于神经系统，心肌、肾脏和胃肠道，无机汞中以氯化汞和硝酸汞的毒性较高，小鼠口服氯化汞的最小致死量为0.81-0.85mg，有机汞的毒比无机汞大，小鼠口服氯化乙基汞的最小致死量为0.60-0.65mg，汞是日本水俣病的病因。
根据报导，长期每天摄入0.25mg甲基汞导致神经损伤。国内调查表明，饮用水中汞浓度几乎均低于0.001mg/L。
镉－镉有毒，日本发生过骨痛病即为典型例子，动物实验表明，给5组大鼠分别饮用含镉浓度为0.1-1.0mg/L的水，未发现明显中毒症状，但各组动物的肾和肝中镉含量增加，并与剂量成比例，据报导某地居民长期饮用含镉0.047mg/L的水未发现任何症状，我国规定饮水中镉不得超过0.01mg/L，世界卫生组织(1992)规定<0.003mg/L。
铅－铅进入人体吸收后分布于肝、肾、脑、胰及主要动脉中，部分从粪便排出，部分转移到骨骼中，慢性中毒首先受到损害的是神经系统，发生各种症状，妨碍儿童发育，胎儿畸形。人的耐受量每周为3mg，我国饮水中规定<0.05mg/L，世界卫生组织(1992)规定<0.01mg/L。
硝酸盐－水中硝酸盐含量过高可引起喂养婴儿的变性血红蛋白症，较年长人群无此问题。但有人认为某些癌症可能与极高浓度的硝酸盐含量有关，我国规定饮水中NO-3-N不大于20mg/L，世界卫生组织规定不小于50mg/L（以NO-3计，折合NO-3-N为11.3mg/L）。
亚硝酸盐－也与血液中的铁血红蛋白变成高铁血红蛋白有关，有人认为亚硝酸盐与仲胺结合转变成亚硝胺而致癌，有人认为此反应在胃中酸性的条件下不会发生。我国生活饮用水中未规定亚硝酸盐氮的标准，矿泉水标准中规定亚硝酸氮应低于0.005mg/L，1992年世界卫生组织规定亚硝酸盐NO-2不应大于3mg/L（折合NO-2-N为0.91mg/L）。
氨氮－水中氨氮的存在使水有臭味，对鱼有毒性。
1.4我国的几种地方病与水质
我国地方性甲状腺肿，地方性氟中毒，克山病，大骨节病是目前积极研究和防治的几种地方病，现已发现甲状腺肿是缺碘这一基本因素造成的，但曾有一系列因饮用高硬度水，含氟化物、硫化物高的水，含硫的不饱和烃的水及受微生物和化学物质污染的水而诱发甲状腺肿的报告。长期摄入过多的碘也同样会造成地方性甲状腺肿。饮用水含碘量与心血管病发病率呈现显著的负相关，当饮水含碘量低于2-3μg/L时，居民对冠心病的敏感性显著地增强。
水中氟含量与心血管病和癌症有联系（美国资料），克山病缺硒是一个肯定因素，可能还有其他因素。目前集中于病毒的研究。
大骨节病分布广，病因也未查明，有三种假说：(1)土壤、水及食物中缺少某元素；(2)粮食被镰刀菌污染；(3)饮水中有大量腐植酸，两种涉及水质。
2 水中有机物质对人体健康的影响
2.1水中常量有机物质
水中常量有机物一般为腐植质、蛋白质、糖类、脂肪等由于生活污水的污染带来的杂质。但这些物质在水中会消耗水中的溶解氧，使水发黑变臭，在水厂净水工艺中因加入消毒剂而生成消毒副产品DBPs，如氯仿、四氯化碳、甲醛、乙醛、卤代醋酸等有害物质，而氯仿是对动物致癌的，有些DBPs是致突变的。
2.2水中的微量有机物
2.2.1水中微量有机物的性质
美国已经在水体水中检测到2221种有机物，美国城市自来水检测发现了765种有机化合物，认定其中110种有致癌物20种，促癌物18种，可疑致癌物26种，致突变物46种。
我国近20多年来曾对东北的第二松花江，黄浦江水进行过有机物的检测，发现了200-300多种有机物，随着科学技术的发展，合成有机物的数量不断增加，水中新的有机污染物也可能会增加。
这些污染物的量极微，往往以μg/L计，它们的存在首先会使饮水有不良臭味。
2.2.2水中首要控制污染物
美国于1979年宣布了水中优先控制的污染物129种，其中有机物114种，分为三类：致感官不适的6种，致毒害的28种，致癌的70种，卤代有机物（大部分致癌）68种，多环芳烃17种（不少是致癌的），邻苯二甲酸酯6种，农药17种，亚硝胺3种，有机氯农药13种。
我国1989年通过部级鉴定订出“水中优先控制污染物黑名单14类68种，其中有机物58种：
挥发性卤代烃类10种 多环芳烃7种
苯系物6种 酞酸酯类3种
氯化苯4种 农药8种
多氯联苯1种 丙烯腈1种
酚类6种 亚硝胺2种
硝基苯6种 氰化物1种
苯胺类4种 重金属及其他9种
通过饮用水进入人体的一部分化学物质会在人体内积蓄起来，农药DDT、666在世界范围的人体中都有存在。例如美国人脂肪中DDT含量为3.3-5.3ppm，我国宁夏人为2.48ppm，上海人为22.95ppm，河南人为9.74ppm等等。有机物在人体内积蓄当然不止666、DDT两种，人体中的这些农药可能有20%来自饮水，它对人体的健康的影响尚未见报导，在人类长期的演化中起什么作用，是一下难以解答的问题。
2.2.3水中微量有机物的允放浓度
对有毒化学物质是根据试验动物的长期重复试验研究制订的。对试验动物每天每kg所施毒物剂量折合成人的，每kg体重每天从饮水等来源中所吸收的剂量，按人体体重为70kg，每天饮用2L水来计算。当得出试验动物“无观察到影响”的剂量后，再加上一安全系数以照顾各种情况，安全系数有三档：1/10、1/100、1/1000。再按20%是饮水中吸收的。可折合成饮用水中某一有毒物质的容许浓度。
对已属于或怀疑属于致癌物质则用剂量相关风险来评价。结果是按每人每天消耗2L水，寿命为70岁来表示患癌风险的。例如：当得出浓度为0.29μg/L的氯仿，相当于增量终生患癌风险(Incremental life time cancer risk)为10-6时，即当饮用含0.29μg/L的氯仿的水70年时，患癌病风险为每百万人中增加1个：也就是说，如是饮用这样的水，在一百万人中会有1人患癌症，如果不饮这样的水，就不会出现癌症。
2.2.4水中微量有机污染物受到全世界各国的重视
3 水中微生物对人体健康的影响
3.1介水传染疾病的微生物类型
介水传染疾病的病原菌有：伤寒沙门氏菌，传染菌痢的志贺氏菌，霍乱弧菌等等。现已确认传染性肝炎是由甲型肝炎病引起的，小儿麻痹症是由脊椎灰白质炎病毒引起的，这些病毒能通过水污染。据1964年资料，已经发现的肠道病毒至少有9种，在巴黎4个区的自来水中分离出6种以上病毒，上海黄浦江水中曾分离出脊椎灰白质炎病毒。
介水传染的病原原生物中有痢疾内变形虫(Entamoeba Histolytica)，小隐孢子虫(Cryptospori dium parvum)和兰伯氏贾弟氏虫(Giardia lambia)。变形虫引起阿米巴痢疾，隐孢子虫病和贾弟氏虫病都是一种胃肠炎的病，隐孢子虫病具有周期性腹泻特征。这些原生动物的传染病在美国前几年还发生多起。
另外一种由嗜肺军团菌(Legionelle pnixumophia)所传播的军团病(Legionellosis)是一种伴有严重胃肠炎病的神秘肺炎，血吸虫病也可能介水传染。
在水传播病患者的粪便中会有病菌、病毒、病原原生动物的孢囊或肠虫的虫卵，从这些污染的水源取水，如果未经良好的处理，从而饮用水某种病原因子的密度较高，便可能染上相应的传染病。直接测定这些传染病因子是较为困难的，因为这些致病因子的携带者人数少，进入水体的粪便稀释后，致病因子密度又复降低，又因死亡而更少，一般不直接检测这些致病因子而是检测大肠菌来控制。近来又增加粪大肠菌，粪球菌的检测来检查这些致病因子的存在与否，光靠大肠菌作为病毒与致病原生动物的替代参数是不够的，还要借助于其他水质参数。
不少数据可以证明浊度的降低，水处理中穿过滤池的病毒百分率就降低，原生动物胞囊要靠缜密的过滤和消毒方能保证水质的安全，国外水厂往往将浊度降低至0.1甚至0.02度，浊度低的水，有机物含量也低，也就较安全。
3.2藻毒素问题
湖泊水藻类滋生，导致水有土霉味，鱼腥味。藻类还产生藻毒素。农村地区以池塘、宅沟水为饮用水也会发生藻毒素问题，1978年Francis首先发现泡沫节球藻(Nodulnria Spumigena)水花能引起家畜和禽类中毒，死亡，1976年美国宾夕法尼亚的Scwickleg暴发一次水源性消化道疾病，约62%（达8000人）的人口受到影响，认为兰藻是致病原因。1983年澳大利亚Malpas水库水的饮用者发生谷氨酰胺转移酶，丙氨酸转移酶及碱性磷酸酶明显升高，近年来又有大量关于人类饮用或接触藻类污染的水引起皮肤反应，结膜炎、鼻炎、呕吐、腹泻、胃肠炎等，几乎所有报导，兰藻被公认为是致病的原因。
目前淡水藻毒素按其结构和毒性可以分为多肽毒素，生物碱毒素和其他毒素3类。有的是促癌剂，有的经动物吞食后，中毒现象为角弓反张，流涎，最后共济共调，呼吸困难等等，终至死亡。有的可引起胃肠炎，有的有抗生作用。
4 水中放射性对人体健康的影响
4.1放射线辐照剂量的规定
1 雷扑Rep-在吸收材料中产生97尔格／克吸性的辐射量。
1 雷姆Rem－在人体中产生和一个Rep珈玛辐射相同的生物损伤所需的辐射量。
1 司弗Sv=100雷姆Rem
4.2受到放射性辐照的致病风险
人总是生活在宇宙射线及来自地球放射性物质的放射性背景中，背景辐射水平各地不同，各自受到的背景辐射一般变动于每年1-2mSv。为给与辐射有关的风险定量，在受到辐射的居民的基础上做了一定工作，主要是1945年广岛和长崎原水弹爆炸的幸存者及放射性治疗僵硬性脊椎炎的病人，由此产生的风险因子列如表1中。
表1 根据ICRP编制的风险因子与剂量的关系
效 应
风险因子/mSv
备 注
白血病
骨癌
肺癌
甲状腺癌
胸癌
其他癌症
对某人全身辐射
导致的总随机风险
父母受辐射后头
两代遗传健康风险
对全身总随机风险
（包括遗传影响）
非死亡癌症风险因子
2×10-6
5×10-7
2×10-6
5×10-6
2.5×10-6
5×10-6
经常近似为10-5/mgv或10-2/mgv
4×10-6
1.65×10-8
2-3×10-5
ICRP-国际放射防护委员会，表中值表示：若一百万人中接受了1mSv辐射剂量，则以后有2人死于此辐射导致的癌症。
4.3水中放射性标准的确定
在制订饮用水水质标准时，可以认为社会成员通过饮水所获得的辐射剂量包括食品、空气和水在内的所有来源。作为与饮水有关的部分常用的合理剂量是ICRP推荐的连续辐射限值的10%，即1mSv的10%，也就是0.1mSv。
ICRP已核对了大量的由不同核素造成的辐射危害数据，并用mSv表示的剂量与用Bq表示的放射性活性联系起来。
表2 各种经核定的单位口服剂量
核素
MSv/Bq
全年饮水量按730L/Y则某一核素摄入后发生0.1mSv剂量当量以Bq表示的活性为A=0.1／核素的核定剂量
Cu-60
Sr-90
I-131
CM-134
CM-137
6.97×10-6
3.6×10-5
1.4×10-5
1.98×10-5
1.36×10-5
则某一核素的活性限值为A/730·Bq/L
由于水中核素不可能为一个，需将各核素的剂量加和而不使之超过0.1mSv，即
Σ 第i个核素浓度／第i核素活性限值<1
导出的值大大超过世界卫生组织关于处理后水的总a、总β的指导值：总a=0.1Bq/L，总β=1Bq/L。
这是只考虑Re-226及Si-90的影响导出的，它们易于在水中存在而且最具有放射性危害，并构成了每年最大的剂量当量为0.05mSv。
应该指出，该指导值不是标准限值，而是参考水平，低于该值，则认为属于正常天然本底，可不加管理；高于该值，则应由放射防护专家进行调查，作出“能否饮用”的判断并提出卫生学评价。
5. 结论
饮用水应含有人体必须的适量的常量元素和微量元素。致毒害无机物、有机物、放射性物质、微生物必须符合经过认真研究后确定的限值的要求。
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