人体对水的硬度有一定的适应性,改变饮水的硬度(特别是高硬度的水)可引起胃肠功能的暂时性紊乱,但一般在短期内即能适应。水的硬度过高或过低,可能使供水管网结垢或腐蚀[1]。为了解广西农村饮用水中总硬度含量及分布状况,及其与其它指标可能存在的相关关系,2008—2012年对广西农村饮用水水质总硬度指标的监测结果进行分析。
1 材料与方法 1.1 资料来源水质数据资料来源于广西农村饮用水水质卫生监测网络,即健康危害监测信息系统(中国疾病预防控制信息系统的子系统)中的2008—2012年广西农村饮用水监测数据。所有水质监测点均采用按比例分层(不同的水源类型、水处理方式、经济及地理地貌)抽样的方法选取,有较好的代表性。
1.2 水样的采集、保存、运输、检测和评价水样的采集、保存、运输和检测按照《生活饮用水标准检验方法》(GB/T 5750-2006)[2]进行;检测结果按照《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)[3]进行评价。其中日供水量在1 000 t及以上按照表 1限值进行评价,即总硬度≤ 450 mg/L为合格;日供水量在1 000 t以下的按照表 4限值进行评价,即总硬度≤550 mg/L为合格。
水源 类型 |
份数 (份) |
极软水 | 软水 | 中硬水 | 硬水 | 高硬水 | 超高硬水 | 特硬水 | ||||||||
份数 (份) |
构成比 (%) |
份数 (份) |
构成比 (%) |
份数 (份) |
构成比 (%) |
份数 (份) |
构成比 (%) |
份数 (份) |
构成比 (%) |
份数 (份) |
构成比 (%) |
份数 (份) |
构成比 (%) |
|||
地 表 水 |
江河 | 4 773 | 2 119 | 44.4 | 1 601 | 18.3 | 1 036 | 6.47 | 13 | 1.22 | 4 | 3.17 | 0 | 0 | 0 | 0 |
湖泊 | 36 | 7 | 19.44 | 1 | 0.01 | 28 | 0.17 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
水库 | 2 968 | 1 953 | 65.8 | 509 | 5.82 | 493 | 3.08 | 13 | 1.22 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
沟塘 | 773 | 432 | 55.89 | 201 | 2.3 | 138 | 0.86 | 2 | 0.19 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
溪水 | 7 677 | 5 463 | 71.16 | 1 362 | 15.57 | 820 | 5.12 | 30 | 2.81 | 2 | 1.59 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
其它 | 819 | 606 | 73.99 | 114 | 1.3 | 95 | 0.59 | 4 | 0.37 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
小计 | 17 046 | 10 580 | 62.07 | 3 788 | 22.22 | 2 610 | 15.31 | 62 | 0.36 | 6 | 0.04 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
地 下 水 |
深井 | 11 622 | 2 303 | 19.82 | 1 960 | 22.41 | 6 657 | 41.55 | 575 | 53.79 | 70 | 55.56 | 22 | 75.86 | 35 | 94.59 |
泉水 | 9 543 | 3 064 | 32.11 | 1 912 | 21.86 | 4 409 | 27.52 | 146 | 13.66 | 4 | 3.17 | 6 | 20.69 | 2 | 5.41 | |
浅井 | 5 216 | 1 451 | 27.82 | 1 088 | 12.44 | 2 344 | 14.63 | 286 | 26.75 | 46 | 36.51 | 1 | 3.45 | 0 | 0 | |
小计 | 26 381 | 6 818 | 25.84 | 4 960 | 18.8 | 13 410 | 50.83 | 1 007 | 3.82 | 120 | 0.45 | 29 | 0.11 | 37 | 0.14 | |
合计 | 43 427 | 17 398 | 40.06 | 8 748 | 20.14 | 16 020 | 36.89 | 1 069 | 2.46 | 126 | 0.29 | 29 | 0.07 | 37 | 0.09 |
1.3 质量控制
对农村饮用水监测工作全过程采取严格的质量控制措施。一是对现场采样实行质量控制,要求各疾病预防控制中心在监测工作开展之前做好人员培训和采样器材的准备,现场采样器材、采样过程要严格按照国家有关标准和要求执行。二是对实验室检测实行质量控制,为保证监测数据的可靠性和可比性,要求参加检测的各疾病预防控制中心实验室应建立严格的实验室内部质量控制技术。对实验室所用仪器、器械和标准品进行定期校准。建立检测数据的审核检查制度,及时对不合格指标或异常值进行分析,必要时通过重复检验和(或)加标回收试验、空白对照等办法进行验证,确保每一个监测检验数据准确、可靠。三是加强对网络直报数据的审核,保证数据的真实性和科学性。
1.4 水质硬度等级的确定根据水硬度的大小,将其分成不同级别进行分析,本文以CaCO3质量浓度表示的硬度将饮用水的硬度分为以下几个级别:极软水(0~75 mg/L),软水(大于75~150 mg/L),中硬水(大于150~300 mg/L),硬水(大于300~450 mg/L),高硬水(大于450~700 mg/L),超高硬水(大于700~1 000 mg/L),特硬水(大于1 000 mg/L)[4]。
1.5 统计学方法采用Excel 2010的筛选、排序、sum、count、sumifs、countifs等分析方法和SPSS 17.0的卡方检验、相关性分析、描述统计等分析方法对数据进行统计分析。
2 结果 2.1 监测样本情况2008—2012年共采集各类农村饮用水水样43 427份,其中集中式供水占91.00%(39 660/43 427),分散式供水占9.00%(3 767/43 427);在各种水源类型水中,地下水占60.75%(26 381/43 427);深井水、浅井水和泉水的比例分别为26.76%(11 622/43 427)、12.01%(5 216/43 427)、21.97%(9 543/43 427);地表水占39.25%(17 046/43 427);江河、湖泊、水库、沟塘、溪水和其它类型水源的比例分别为10.99%(4 773/43 427)、0.08%(36/43 427)、6.83%(2 968/43 427、1.78%(773/43 427)、17.68%(7 677/43 427)、1.89%(819/43 427)。
2.2 水质总硬度超标情况2008—2012年广西农村饮用水监测的43 427份水样中,总硬度检测结果范围为:0.01~1 786 mg/L,平均值为123.28 mg/L,中位数为113.00 mg/L,众数为20 mg/L。水质总硬度超标119份,超标率为0.27%。其中地下水水质总硬度超标率为0.27%(117/26 381),地表水水质总硬度超标率为0.005%(2/17 046),不同水源类型水质总硬度超标率经统计分析差别有统计学意义(校正χ 2=69.07,P < 0.01)。在超标水样中,以深井水为主, 占超标水样的68.07%(81/119)。
2.3 水质硬度等级分布情况43 427份水样中,极软水占40.06%(17 398/43 427),软水占20.14%(8 748/43 427),中硬水占36.89%(16020/43 427),硬水占2.46%(1069/43 427),高硬水占0.29%(126/43 427),超高硬水占0.07%(29/43 427),特硬水占0.09%(37/43 427)。极软水和软水占的比例达到60.20%。
2.4 不同水硬度等级的水源类型分布2008—2012年广西农村饮用水不同水源类型水质硬度分布见表 1。地表水以软水为主,地下水则以中硬度水为主。具体表现为:地表水的极软水比例62.07%、软水22.22%、中硬水15.31%、硬水0.36%、高硬水0.04%,没有超高硬水和特硬水;而地下水的极软水比例仅为25.84%、软水18.80%、中硬水却高达50.83%、硬水3.82%、高硬水0.45%、超高硬水0.11%、特硬水0.14%。
2.5 不同地理区域的水硬度等级分布按照广西不同地理位置分别划分为:桂西(百色市、河池市),桂中(柳州市、来宾市),桂东(梧州市、贺州市、玉林市、贵港市),桂北(桂林市)和桂南(南宁市、崇左市、北海市、钦州市、防城港市)等5个地理区域。桂西和桂中水质的中硬水比例较高,分别为48.04%和44.88%,桂东、桂北、桂南以极软水为主,分别占63.47%、41.22%、44.86%。桂东、桂西、桂南、桂北、桂中的水硬度小于150 mg/L(极软水+软水)的比例分别占77.78%、60.08%、49.52%、63.14%、50.84%。沿海地区(本文的沿海仅指海城区、银海区、铁山港区、合浦县、钦南区、钦北区、港口区、防城区和东兴市)的极软水比例远高于其他地区,达90.66%。广西沿海地区的pH偏低[5],其极软水比例远高于广西的平均水平(40.06%)。
2.6 水质pH对总硬度的影响在pH值合格(6.5~8.5) 的水样中总硬度含量分布为:极软水36.30%、软水20.96%、中硬水39.63%、硬水2.64%;pH值偏碱性(pH大于8.5) 以及pH值偏酸性(pH小于6.5) 的水样中,极软水的比例有升高趋势,pH值小于6.5时极软水比例最高,达84.47%。对水样的pH值和总硬度关系做相关性分析,结果显示具有统计学意义(双侧)P < 0.01,相关系数|r| < 0.3,pH值和总硬度关系是低度相关(表 2、表 3)。
pH值 | 份数 (份) |
极软水 | 软水 | 中硬水 | 硬水 | 高硬水 | 超高硬水 | 特硬水 | |||||||
份数 (份) |
构成比 (%) |
份数 (份) |
构成比 (%) |
份数 (份) |
构成比 (%) |
份数 (份) |
构成比 (%) |
份数 (份) |
构成比 (%) |
份数 (份) |
构成比 (%) |
份数 (份) |
构成比 (%) |
||
2.50~ | 3 219 | 2 719 | 84.47 | 326 | 10.13 | 154 | 4.78 | 17 | 0.53 | 2 | 0.06 | 1 | 0.03 | 0 | 0.00 |
6.50~ | 39 834 | 14 458 | 36.30 | 8 349 | 20.96 | 15 786 | 39.63 | 1 052 | 2.64 | 124 | 0.31 | 28 | 0.07 | 37 | 0.09 |
8.50~ | 374 | 221 | 59.09 | 73 | 19.52 | 80 | 21.39 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 |
合计 | 43 427 | 17 398 | 40.06 | 8 748 | 20.14 | 16 020 | 36.89 | 1 069 | 2.46 | 126 | 0.29 | 29 | 0.07 | 37 | 0.09 |
pH值 | 总硬度 | ||
n | pearson相关性 | 显著性(双侧) | |
2.50~ | 3219 | 0.239 | 0.000 |
6.50~ | 39834 | 0.220 | 0.000 |
8.50~ | 374 | -0.275 | 0.000 |
3 讨论
地下水的硬度较高,可能与雨水降落到地面,不断溶解土壤和岩石中的钙、镁等物质所致。关于饮用水总硬度对健康的影响,从流行病学角度探讨饮水硬度与心、脑血管疾病的关系已有大量文献[6-7]报道,多数作者认为两者呈负相关,1975年WHO的会议肯定了这种关系,并且认为饮用水由硬水变为软水致高血压疗效下降[8]。宋森根等[9]进行饮用水总硬度与心血管疾病相关性研究,结果表明:饮用水的总硬度与心血管疾病的发生存在着负相关关系,因此,在饮用水总硬度限值范围内,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。因此,关于饮用水总硬度对健康的影响,尤其是长期饮用软水对健康的影响还有待进一步研究。
[1] | 金银龙, 鄂学礼, 张岚. GB 5749-2006《生活饮用水卫生标准》释义[M]. 北京: 中国标准出版社, 2007: 58-59. |
[2] | 中华人民共和国卫生部, 中国标准化管理委员会. GB/T 5750-2006生活饮用水标准检测方法[S]. 北京: 中国标准出版社, 2007. |
[3] | 中华人民共和国卫生部, 中国标准化管理委员会. GB 5749-2006生活饮用水卫生标准[S]. 北京: 中国标准出版社, 2007. http://www.bookask.com/book/1698972.html |
[4] | 全国卫生专业资格考试专家委员会. 预防医学技术[M]. 北京: 人民卫生出版社, 2012: 108. |
[5] | 黎勇, 钟格梅, 黄林, 等. 广西农村饮用水水质pH指标监测结果分析[J]. 应用预防医学, 2012, 18(3): 168–170. |
[6] | 段金叶, 潘月鹏, 付华, 等. 饮用水与人体健康关系研究[J]. 南水北调与水利科技, 2006, 4(3): 36–40. |
[7] | 张欣. 欧美及日本对饮用水评价的研究[J]. 西北建筑工程学院学报(自然科学版), 1999, 3: 54–57. doi: 10.3321/j.issn:1673-2049.1999.02.013 |
[8] | 朱景成, 汪鼓白. 饮用水由硬水变为软水致高血压疗效下降[J]. 高血压杂志, 1995, 3(3): 214–216. |
[9] | 宋森根, 施达. 饮用水总硬度与心血管疾病相关性研究[J]. 环境与健康杂志, 1997, 14(5): 236. |