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文章信息
- 任静朝, 张光辉, 郝鹏飞, 陈璐, 范中原, 王宽, 杨海燕, 段广才
- REN Jingchao, ZHANG Guanghui, HAO Pengfei, CHEN Lu, FAN Zhongyuan, WANG Kuan, YANG Haiyan, DUAN Guangcai
- 河南省农村集中式供水微生物污染卫生现状及其影响因素分析
- Hygiene condition of microbial contamination of central water supply in rural areas of Henan province and their influencing factors
- 吉林大学学报(医学版), 2016, 42(06): 1230-1236
- Journal of Jilin University (Medicine Edition), 2016, 42(06): 1230-1236
- 10.13481/j.1671-587x.20160636
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文章历史
- 收稿日期: 2015-12-02
2. 郑州大学公共卫生学院流行病与卫生统计学教研室, 河南 郑州 450001;
3. 河南省新乡市疾病预防控制中心公共卫生科, 河南 新乡 453003
2. Department of Epidemiology and Statistics, School of Public Health, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, China;
3. Department of Public Health, Xinxiang Center for Disease Control and Prevention, Xinxiang 453003, China
近年来,国家高度重视农村饮用水安全问题,不断加大对农村饮用水安全工程建设的资金投入。农村饮用水安全与环境卫生状况是反映农村社会、经济发展和农民生活质量的重要标志。改善农村饮用水质量与环境卫生状况是社会主义新农村建设的重要内容。目前,关于农村集中式供水的微生物污染[1-3]屡见报道,微生物已成为农村集中式供水最重要的污染指标。但是多数报道均为微生物污染现状的介绍,缺乏系统的影响因素分析。本研究利用河南省新乡市2011-2014年监测数据,观察分析农村集中式供水水质微生物的影响因素,为预防和控制农村饮用水的微生物污染及传染病的传播提出建议,也为未来的农村改水工程提供基础数据。
1 材料与方法 1.1 监测点选择本课题组于2011-2014年每年对河南省新乡市8个县(市)农村的集中式供水点进行采样。每年抽样比例占全部农村集中式供水点的50%以上,其中集中式供水包括国家投资和地方投资的改水工程。对每个集中式供水点均分别在丰水期(夏秋季)和枯水期(春季)进行采样,并且对每个采样点均采集出厂水和末梢水。
1.2 调查内容对河南省新乡市农村集中式供水工程的供水方式、水源类型、供水规模和消毒设备使用情况等采用自制的调查表进行现场调查。水样监测指标主要包括一般特征(色度、浑浊度、臭和味及肉眼可见物等)及微生物指标(菌落总数、总大肠菌群、耐热大肠菌群及大肠埃希氏菌)。
1.3 检测方法和评价标准水样的采集、保存和分析均严格按照《生活饮用水标准检验方法》GB/T5750-2006进行。采用《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006对水样进行评价。标准规定菌落总数小于100 CFU·mL-1,每100 mL水中不得检出大肠埃希氏菌、耐热大肠菌群和总大肠菌群。
1.4 统计学分析调查数据统一采用“中国农村饮用水与环境卫生现状调查数据管理系统”进行录入;采用Excel 2003进行数据汇总整理;采用SAS 9.1统计软件进行统计学分析。采用Logistic回归分析菌落超标的影响因素。采用Poisson回归分析菌落总数和总大肠菌群数的影响因素。
1.5 质量控制本研究的调查人员和实验人员均为河南省新乡市疾病与预防控制中心的工作人员,经统一培训后参加调查。集中式供水工程的供水方式、供水规模和消毒设备使用情况等经调查人员现场勘察后填写调查表。水样的采集、保存和实验分析均严格按照《生活饮用水标准检验方法》GB/T5750-2006进行。实验室检测在河南省新乡市疾病与控制中心完成。
2 结果 2.1 河南省农村集中式供水基本情况河南省新乡市农村集中式供水水源90%为深井水,其余10%为浅井水和水库水。在饮用水中有完全处理、沉淀后消毒、只消毒和未处理等方式,未经任何处理的饮用水水样占70.6%,2011-2014年经过消毒的饮用水比例均不到50%。2011年检测水样824份,2012年检测水样820份,2013年检测水样526份,2014年检测水样636份。依据《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)进行评价,2011-2014年饮用水菌落总数合格率分别为76.0%、75.5%、66.5%和72.6%;总大肠菌群数合格率依次为97.3%、94.9%、99.6%和94.3%;耐热大肠菌群数合格率分别为90.0%、98.3%、96.9%和97.3%。2013和2014年未检出大肠埃希菌,2011和2012年未进行大肠埃希菌检测。见表 1。
Year | Disinfection number | Bacterialcolonies | Thermotolerant coliforms | Escherichia coli | Total coliform |
2011 | |||||
Total | 824 | 824 | 797 | - | 824 |
Unqualified[n (η/%)] | 689(83.6) | 198(24.0) | 8(1.0) | - | 22(2.7) |
2012 | |||||
Total | 820 | 820 | 802 | - | 820 |
Unqualified [n (η/%)] | 524(63.9) | 201(24.5) | 14(1.7) | - | 42(5.1) |
2013 | |||||
Total | 526 | 526 | 426 | 303 | 526 |
Unqualified [n (η/%)] | 314(59.7) | 176(33.5) | 13(3.1) | 0(0.0) | 2(0.4) |
2014 | |||||
Total | 636 | 636 | 636 | 636 | 636 |
Unqualified [n (η/%)] | 478(75.2) | 174(27.4) | 17(2.7) | 0(0.0) | 36(5.7) |
“-”:No data. |
本研究进行了水期类型、消毒情况、水样类型、运行年、采样季节和改水工程目的对菌落总数超标影响的纵向观察。经χ2检验:2011-2014年消毒的饮用水菌落总数超标率均低于未消毒的供水(P < 0.05)。2014年枯水期与丰水期菌落总数超标率比较差异有统计学意义,枯水期的菌落总数超标率低于丰水期(P < 0.05);2011-2013年枯水期与丰水期菌落总数超标率比较差异无统计学意义(P>0.05)。2012-2014年出厂水与末梢水菌落总数超标率比较差异有统计学意义,末梢水菌落总数超标率高于出厂水(P < 0.05)。2013和2014年不同供水能力的供水工程其菌落总数超标率比较差异有统计学意义,中型供水能力工程(100~1 000t)的供水中菌落总数超标率低于大型供水能力(≥1 000 t)的供水工程和小型供水能力( < 100 t)的供水工程(P < 0.05)。2012和2014年不同供水季节供水中菌落总数超标率比较差异有统计学意义(P < 0.05)。见表 2。
Year | Water period type | Disinfection | Water sample type | Water supply capacity | Sampling season | Purpose of water supply engineering | ||||||||||||||
Wet season | Dry season | Yes | No | Produced water | Tap water | < 100 t | 100-1 000 t | ≥1000 t | Spring | Summer | Autumn | Fluoride removal | Solve bitter salt water | Others | ||||||
2011 | ||||||||||||||||||||
Total | 410 | 414 | 135 | 689 | 420 | 400 | 525 | 263 | 28 | 414 | 397 | 13 | 172 | 267 | 379 | |||||
Unqualified[n (η/%)] | 109(26.6) | 89(21.5) | 15(11.1) | 183(26.6)△ | 99(23.6) | 98(24.5) | 123(23.4) | 65(24.7) | 8(28.6) | 89(21.5) | 108(27.2) | 1(7.7) | 101(58.7) | 77(28.8) | 19(5.0) | |||||
2012 | ||||||||||||||||||||
Total | 410 | 410 | 296 | 524 | 420 | 400 | 376 | 388 | 35 | 410 | 172 | 238 | 300 | 288 | 214 | |||||
Unqualified [n (η/%)] | 110(26.8) | 91(22.2) | 47(15.9) | 154(29.4)△ | 90(21.4) | 111(27.8)# | 90(23.9) | 93(24.0) | 11(31.4) | 91(22.2) | 73(42.4) | 37(15.5)▲● | 65(21.7) | 98(34.0) | 33(15.4)■ | |||||
2013 | ||||||||||||||||||||
Total | 254 | 272 | 212 | 314 | 262 | 264 | 192 | 232 | 102 | 222 | 125 | 179 | 144 | 190 | 192 | |||||
Unqualified [n (η/%)] | 89(35.0) | 87(32.0) | 60(28.3) | 116(36.9)△ | 75(28.6) | 101(38.3)# | 78(40.6) | 56(24.1) | 42(41.2)○▭ | 73(32.9) | 40(32.0) | 63(35.4) | 29(20.1) | 79(41.6) | 68(35.4)■ | |||||
2014 | ||||||||||||||||||||
Total | 318 | 318 | 158 | 478 | 256 | 280 | 207 | 327 | 102 | 235 | 48 | 353 | 246 | 210 | 180 | |||||
Unqualified [n (η/%)] | 104(32.7) | 70(22.0)* | 8(5.1) | 166(34.7)△ | 116(32.6) | 58(20.7)# | 74(35.7) | 70(21.4) | 30(29.4)○▭ | 60(25.5) | 0(0) | 114(27.4)▲● | 38(15.4) | 64(30.5) | 72(40.0)■ | |||||
*P < 0.05 vs wet season; △P < 0.05 vs disinfection; #P < 0.05 vs produced water; ○ P < 0.05 vs < 100 tons; ▭P < 0.05 vs 100-1 000 tons; ▲ P < 0.05 vs spring; ● P < 0.05 vs summer; ■P < 0.05 vs fluoride removal and exempt from bitter salt water. |
根据菌落总数是否超标将菌落总数划分为二分类变量。经Logistic回归分析:水期类型、是否消毒和供水工程目的是菌落总数是否超标的影响因素。丰水期的菌落总数超标率高于枯水期;消毒能够降低菌落总数超标率;以除氟和解决苦咸水为目的的供水工程其菌落总数超标率较低。见表 3。
Variable | β | SE | Wals | Exp (95%CI) | P |
Water period type | |||||
Dry season (Reference) | |||||
Wet season | 0.314 | 0.089 | 12.310 | 1.37(1.15-1.63) | < 0.001 |
Disinfection | |||||
No (Reference) | |||||
Yes | -1.109 | 0.120 | 85.316 | 0.33(0.26-0.42) | < 0.001 |
Water sample type | |||||
Tap water (Reference) | |||||
Produced water | -0.082 | 0.089 | 0.839 | 0.92(0.77-1.10) | 0.360 |
Operating time | 0.034 | 0.019 | 3.164 | 1.03(1.00-1.07) | 0.075 |
Water supply capacity (ton) | |||||
≥1 000 (Reference) | |||||
< 100 | -0.074 | 0.156 | 0.223 | 0.93(0.68-1.26) | 0.637 |
100-1 000 | 0.240 | 0.157 | 2.345 | 1.27(0.94-1.73) | 0.126 |
Purpose of water supply engineering | |||||
Others (Reference) | |||||
Fluoride removal | -0.726 | 0.124 | 34.435 | 0.48(0.38-0.62) | < 0.001 |
Exempt from bitter salt water | -0.723 | 0.115 | 39.438 | 0.49(0.39-0.61) | < 0.001 |
Constant | 2.944 | 0.343 | 73.747 | - | < 0.001 |
“-”:No data. |
菌落总数和总大肠菌群数服从Poisson分布,采用Poisson回归分析发现:水期类型、是否消毒、水样类型、运行年、供水能力和供水工程目的均不同程度地影响菌落总数和总大肠菌群数。在菌落总数的影响因素中,丰水期、未消毒、末梢水、运营时间长、供水能力小、以除氟和解决苦咸水为目的的供水工程能够导致菌落总数的增加。而100~1 000 t供水能力工程的供水及以除氟和苦咸水为目的供水工程的总大肠菌群数较低,丰水期、未消毒、末梢水、运营时间长的供水中总大肠菌群数较高。见表 4和5。
Parameter | Estimate | FR (95%CI) | χ2 | P |
Water period type | ||||
Dry season (Reference) | ||||
Wet season | 0.361 | 1.435 (1.423-1.447) | 6972.75 | < 0.001 |
Disinfection | ||||
No (Reference) | ||||
Yes | -0.405 | 0.667 (0.660-0.675) | 5415.46 | < 0.001 |
Water sample type | ||||
Tap water (Reference) | ||||
Produced water | -0.042 | 0.959(0.951-0.967) | 97.64 | < 0.001 |
Operating time | -0.005 | 0.995 (0.994-0.997) | 26.57 | < 0.001 |
Water supply capacity (ton) | ||||
≥1 000 (Reference) | ||||
< 100 | 0.582 | 1.789 (1.759-1.820) | 4502.57 | < 0.001 |
100-1 000 | 0.337 | 1.401 (1.377-1.426) | 1478.66 | < 0.001 |
Purpose of water supply engineering | ||||
Others (Reference) | ||||
Fluoride removal | 0.482 | 1.620 (1.600-1.639) | 6226.68 | < 0.001 |
Exempt from bitter salt water | 0.648 | 1.911 (1.891-1.932) | 13441.50 | < 0.001 |
Constant | 3.488 | 32.711(32.031-33.408) | 105485.00 | < 0.001 |
Parameter | Estimate | FR (95%CI) | χ2 | P |
Water period type | ||||
Dry season (Reference) | ||||
Wet season | 0.810 | 2.247 (2.220-2.275) | 16 583.10 | < 0.001 |
Disinfection | ||||
No (Reference) | ||||
Yes | -0.118 | 0.889 (0.877-0.901) | 276.34 | < 0.001 |
Water sample type | ||||
Tap water (Reference) | ||||
Produced water | -0.203 | 0.816 (0.807-0.825) | 1205.26 | < 0.001 |
Operating time | -0.073 | 0.930 (0.927-0.932) | 3220.58 | < 0.001 |
Water supply capacity (t) | ||||
≥1 000 (Reference) | ||||
< 100 | 0.351 | 1.420 (1.390-1.452) | 991.06 | < 0.001 |
100-1 000 | -0.331 | 0.718 (0.702-0.735) | 802.18 | < 0.001 |
Purpose of water supply engineering | ||||
Others (Reference) | ||||
Fluoride removal | -0.410 | 0.664 (0.654-0.674) | 2711.88 | < 0.001 |
Exempt from bitter salt water | -0.271 | 0.763 (0.752-0.773) | 1470.91 | < 0.001 |
Constant | 3.777 | 43.694 (42.551-44.862) | 78387.30 | < 0.001 |
近年来,因饮用水被微生物污染而导致人群流行病事件频发,公众对饮用水安全越来越重视,国家也不断加大对农村饮水安全工程建设的资金投入[4-5]。研究[6-8]已证实:饮用水的菌群总数合格率和总大肠菌群合格率与介水传染病发病率之间呈负相关关系,而消毒能够明显降低饮用水中的微生物,消毒设备不佳容易引起公共卫生事件。然而,目前我国许多农村集中式供水的水处理工艺比较简单,甚至有些水源未经过处理就供给农户。本文作者发现:未经任何处理的饮用水水样占70.6%,2011-2014年经过消毒的饮用水比例均不到50%。这与李雯婷等[9]的研究结论较一致,提示应加强农村自来水的管理和投入,建立农村饮用水水质监测体系,完善水处理设施,建立以水质安全为核心的质量管理体系。
调查[2, 10-13]显示农村供水中超标指标主要为菌落总数和总大肠菌群。本调查结果表明:河南省新乡市农村集中式供水2014年菌落总数合格率为72.6%,其中94.3%的水样中未发现大肠菌群,其水质微生物指标合格率同其他省份的检查结果相近。2008-2010年甘肃省的农村饮用水调查[10]结果显示:菌落总数合格率为82.81%,总大肠菌群合格率为62.33%。2007年江西省的农村饮用水调查[3]结果显示菌落总数合格率为42.08%,总大肠菌群合格率为41.86%。广西省的农村饮用水调查[14-15]结果显示:2006年菌落总数合格率为78.71%,总大肠菌群合格率为38.15%;2008-2012年总大肠菌群的合格率为41.82%,菌落总数合格率为80.93%。本研究结果显示:河南省新乡市农村集中供水大肠菌群合格率高于其他省份,而菌落总数合格率比较相近。推测这主要与当地的水源有关,当地水源主要是深井水,而不是其他地区的河流水或湖泊水,而研究[16]证实地下水水样的合格率高于其他水源水,再加上监督和防范规范,致使粪便污染的机会较少。
本研究结果显示:消毒会降低菌落总数和总大肠菌群数;丰水期的菌落总数和总大肠菌群高于枯水期;末梢水的污染机会高于出厂水。李雯婷等[9]的研究显示:丰水期水样总体合格率低于枯水期,差异有统计学意义;出厂水合格率高于末梢水,差异有统计学意义,该结果与此前文献[3, 14, 17]报道一致。此外,本研究还发现中等规模的供水能力(100~1 000t)工程的水样中总大肠菌群低于大于1 000 t的工程和小于100 t的工程;在高氟区和苦咸水区总大肠菌群数和菌落总数呈现不同趋势,但其深层次的原因尚需进一步研究。
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