该县位于中国西北的东南部，常年降雨少、光照强、蒸发量大，地表和地下水资源极度匮乏。在无法调水的情况下，靠收集天然降水得到的窖水已经成为当地居民生活饮用水的主要途径。利用水窖集蓄雨水不但可以缓解黄土高原干旱与水土流失的矛盾，同时也是解决水资源短缺地区饮水困难的重要途径，具有巨大的经济和社会意义^[1]。随着水窖在解决饮水保障中的大规模应用，窖水水质浊度和微生物等指标严重超标的饮水安全问题日益受到关注。当地饮水不安全类型主要涉及到有高氟水、苦咸水、Ⅳ类及超Ⅳ类地表水、水量及用水方便程度不达标等^[2]。自2005年以来，随着国家对当地自来水工程投资力度的不断加大，在很大程度上也改善了饮水安全问题，但受地理自然环境以及经济状况不佳等因素的影响，大部分居民仍选择窖水和泉水直接饮用，该县饮水安全问题仍然比较突出。现对当地三种生活饮用水水质进行分析比较，同时对治理措施深入探讨，以供参考。

1 实验与方法 1.1 研究对象

2017年在中国西北某县采用单纯随机抽样选取3个乡镇，依据用水比例分别抽取41份窖水、10份泉水和2份自来水水样。

1.2 采样方法

按《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)^[3]的要求进行水样的采集、保存和运送。用100 mL聚烯塑料桶采集100 mL水样供感官性状及一般化学指标的测定。

1.3 仪器及试剂

上海雷磁PHD-3D离子计、美国热电Thermo ORION AQ4500精密浊度仪、德国耶拿contrAA 700原子吸收光谱仪。

上海沃凯生物化学试剂优级纯硝酸；蒸馏水；Zn、Fe、Cu、Ca、Mg、Na、Pb、Ni和Cd标准溶液均为国家标准溶液(NCS)，浓度为1.000 g/L。

1.4 检测指标

浊度、臭和味、肉眼可见物、总硬度、酸碱度、铁、锌、铜、镁、钠、镍、铅、镉13项指标进行检测。

1.5 检测方法

按照《生活饮用水标准检验方法》(GB/T 5750-2006)^[4]中的有关规定进行水样采集、保存和运输。总硬度的测定以CaCO₃计，采用火焰原子分光光度法测定钙含量。

1.6 评价标准

按照《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)^[4]进行评价。实验数据采用Microsoft Office Excel 2010进行整理归纳，使用IBM SPSS Statistics 22.0完成正态性检验和秩和检验，检验水准α=0.05。

1.7 质量控制

所有水样按照《生活饮用水标准检验方法—水样的采集与保存》(GB/T 5750.2-2006)^[5]要求执行，由取得资质的实验人员进行检测；仪器设备始终处于完好状态，严格按照仪器的操作规程进行操作；使用校准曲线进行精密度的控制。

2 结果

159份水样一般化学指标和金属元素指标平均水平及超标率见表 1和表 2。其中，3种水样浊度窖水超标数30份(超标率为24.39%)，泉水超标数10份(超标率为33.33%)，自来水无超标；臭和味窖水超标数6份(超标率为4.88%)，泉水和自来水无超标；肉眼可见物窖水超标数13份(超标率为10.57%)，泉水超标数7份(超标率为23.33%)，自来水无超标；pH值和总硬度指标均无超标。

Fe含量窖水超标数2份(超标率为1.63%)，泉水和自来水均无超标；其余各项金属含量均在正常范围内。

3 铁、铅、镍、镉和总硬度用农村标准，锌、铜和钠用国家标准

用IBM SPSS Statistics 22.0经正态性检验和多个独立样本秩和检验，可知各指标3种饮用水结果不全相同，继而分别做两独立样本秩和检验，对3种来源饮用水两两比较结果如表 3。

结合表 2和表 3，金属铁、镉元素含量差异无统计学意义。浊度、总硬度及锌、铜、钙、钠、铅、镍两两比较差异有统计学意义。

自来水与窖水比较：自来水中的铜、钠、酸碱度、总硬度指标均高于窖水，铅低于窖水，且差异均有统计学意义。

自来水与泉水比较：自来水中的镁、钠、铅、浊度指标均低于泉水，锌与总硬度高于泉水，且差异均有统计学意义。

窖水与泉水比较：泉水中的铜、镁、钠、酸碱度、浊度和总硬度指标均高于窖水，锌、铅和镍低于窖水，且差异均有统计学意义。

4 结论

窖水和泉水浊度均有超标；肉眼可见物窖水和泉水均有超标；臭和味窖水有少量超标；铁元素窖水超标率为1.63%，泉水未超标。镉元素含量在(μg/L)级未检测到。综合分析，当地自来水水质优于窖水和泉水，泉水水质最差。

5 讨论与分析

K、Ca、Na、Mg这4种金属元素在营养学被称为常量金属元素^[6]。这4种金属元素是人体重要的必需营养素，在调节人体体液酸碱平衡和酶的活化发挥重要生理功能。钙具有稳定蛋白质的作用，镁对血管张力及血管反应性有直接的作用，可改善心肌能量，有效清除氧自由基。

Fe、Cu、Zn、Ni、Cd为过渡金属离子，虽然在人体内存在的量很低, 每种金属微量元素的标准量不足人体总重量的万分之一, 却在低浓度下具有非常重要生物学功能。能影响人体免疫功能和胎儿的生长发育，还与激素的合成、癌症的发病率等有关^[6]。人体缺铁可导致缺铁性贫血、口腔炎、头发脱落等。长期摄入过量的铁剂或富铁食物可造成慢性铁中毒, 损害肝脏。慢性镉中毒可引起“痛痛病”，可表现出肾损伤和骨骼改变^[7]，镍过量的临床表现为眩晕、恶心、呕吐症状, 直接作用于心肌，可引起冠心病。

Pb属于有害金属元素，仅微小的量进入人体就会对健康产生严重的毒害作用。如铅在细胞内可与蛋白质的巯基结合, 通过抑制磷酸化而影响细胞膜的运输功能, 抑制细胞呼吸色素的生成, 导致卟啉代谢紊乱, 使大脑皮质兴奋和抑制功能紊乱, 引起神经系统的病变。铅中毒还可累积血液、造血、消化、心血管和泌尿系统^[8]。

本次实验发现，自来水为硬度偏高的软水，窖水多为极软水，泉水多为软水，有少量极软水。长时间饮用硬水对泌尿系统结石的形成可能有促进作用；水总硬度过低可能引起循环系统的疾病，如饮用硬水比软水者之心脑血管疾病罹患率要低，软水地区居民之中风及心肌缺氧的死亡率随饮用水中硬度增加而减少^[9]。窖水和泉水硬度均明显低于自来水，故在饮用水总硬度限值范围内，应适当提高饮用水的总硬度，可能对心血管疾病的发生产生影响，降低其发病率。

武福平等^[10]对该县农村集雨水窖微生物指标研究表明，初雨过后，集雨面为屋顶庭院窖水的细菌总数为99 400 CFU /mL，严重超标。仇文轩^[11]对白银市农村饮用水水质分析表明，全市有64.43%的人口使用分散式供水，饮用水微生物指标严重超标，绝大多数微生物超标水样中均检出了总大肠菌群和耐热大肠菌群，造成了农村肠道传染病的流行。本项目将会继续跟进研究。

当前农村分散式供水存在的问题是^[12]，一方面，农户饮水安全意识淡薄，未考虑到社会发展对身边饮用水的影响；另一方面，当地政府部门的重视程度不够，饮水安全宣传和检测机制不完善。水窖虽是解决缺水地区人畜饮水问题的好办法，但雨水在集流过程中往往将泥砂和人畜粪便等污染物质带入窖中，加之水在地窖中需贮存较长时间，致使地窖水腐败变质，产生大量的微生物，甚至产生肉眼可见的水生动植物，并有强烈的腥臭味，且易受季节、降水和环境的直接影响^[13]。

6 建议

据此次调查结果显示，浊度、臭和味及肉眼可见物超标严重。该地区饮用水细菌总数也存在超标现象，应及时对该地区饮用水体系进行相关的建设与整治，完善合理安全的消毒途径，当地居民饮用水时，应坚持沉淀、高温消毒和煮沸后饮用。另外，定期投入漂白粉也是常用的消毒方法，当水质浊度居高不下时也可投加一定量的明矾^[14]。

本项目研究表明，当地居民饮用的窖水与泉水中铁元素有少量超标，可能与铁制水龙头和水桶有关，其他营养元素含量均在国家安全要求范围内，有害金属元素铅、镉、镍含量较低。但浊度与酸碱度的问题严重，如若着手对这些方面进行改善，可显著提高当地饮用水水质。针对当地自来水尚未普及和居民对自来水消费的接受程度不高这一现状，应积极对群众进行宣传教育，强化饮水消毒工作，在消毒时间上尽量做到连续消毒，重视饮水工程的选址和污染源的监管，避免农牧业及生活污染^[15]，长期保障该县农村人口饮水安全。