2. 中国疾病预防控制中心
随着全球水资源危机的加剧,海水淡化产业得到迅速发展,成为世界许多国家和地区解决水资源危机的重要途径。目前针对淡化技术、能耗成本、环境影响等相关方面的研究大量开展,然而长期饮用淡化水对人体健康影响的相关调查研究则寥寥无几,其安全性亦尚无定论。我国东海某县为缓解淡水资源匮乏问题,自1997年引入反渗透膜法淡化海水,并逐步应用于市政供水。海水经反渗透膜淡化后,水中矿物质大量被去除,其硬度明显偏低。该县2008年-2012年水质监测数据显示,淡化水水质指标符合《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)[1]的要求,总硬度为33.3 mg/L,与水库水、坑道水相比明显偏低,且远低于我国生活饮用水标准规定的限值 (450 mg/L)。有不少流行病学研究报道,饮水硬度与心血管疾病的发生率具有负相关关系,长期饮用低硬度水可能引起心血管疾病发生率增加[2]。我国南方某海岛县自1997年应用海水淡化于市政供水至今已有近20年历史,枯水期淡化水的供应比例达70%以上,全年可占总供水量的60%[3],属于典型的海水淡化水饮用地区。本文获取了该县2008年-2012年水质监测及居民死亡数据,对当地水质情况和心血管疾病死亡情况进行分析。
1 资料与方法 1.1 资料来源水质监测资料采用我国南方某海岛县2008年-2012年水质监测数据,该县市政管网供水方式包括以水库水为源水的自来水,以海水为水源的淡化出厂水,前二种水混合后的出厂水三种形式。该资料以此三种出厂水为监测对象,监测点为该县4家水厂,除了1家水厂仅以水库水为源水以外,其余3家均有水库水和海水淡化水。死亡资料采用该县疾病预防控制中心2008年-2012年死因监测数据。按2010年全国人口标准年龄构成进行标化。
1.2 研究方法 1.2.1 水质监测资料该资料根据《生活饮用水标准检验方法》(GB 5750-2006)[4]要求进行采样和检测。以该县4家水厂为监测点,2008年-2012年间每年7月和9月各采样检测1次,共采集水样40份,检测结果按照《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)[1]进行评价和分析。
1.2.2 死亡资料采用Excel和SAS 9.3软件对资料进行整理和分析。采用构成比和率描述分类变量,率的比较采用卡方检验,检验水准P < 0.05。根本死因依据国际疾病分类第10版 (ICD-10) 分类、编码。
2 结果 2.1 出厂水水质指标监测反渗透膜法对海水的脱盐效率较高,对大部分有毒有害物质也能有效地过滤。一级反渗透出水呈弱酸性,一般通过添加碳酸钙滤料和麦饭石提高pH值,调节达标后,再进入供水管道或与水库淡水混合后进入供水管道。经淡化处理后,水质指标符合《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)[1]要求 (表 1)。由于绝大部分盐类物质被脱除,淡化水的总硬度为16.3 mg/L~108.5 mg/L,平均为33.3 mg/L,与水库水 (平均硬度为156.6 mg/L) 相比明显偏低,且远低于生活饮用水标准规定的限值 (450 mg/L),通过与水库水混合后总硬度有所提高。
| 项目 | 卫生标准 | 水库水 (n=21) | 淡化水 (n=11) | 混合水 (n=8) |
| 菌落总数/(CFU/mL) | ≤100 | 1~22 | 1~13 | 2~8 |
| 总大肠菌群/(MPN/100 mL) | 不得检出 | <2 | <2 | <2 |
| 耐热大肠菌群/(MPN/100 mL) | 不得检出 | <2 | <2 | <2 |
| 色度/度 | ≤15 | <5~5 | <5 | <5~5 |
| 浑浊度/NTU | ≤1 | 0.01~2.9 | 0.01~0.73 | 0.18~0.83 |
| pH值 | 6.5~8.5 | 7.2~8.37 | 7.01~7.89 | 7.28~7.82 |
| 臭和味 | 无异臭、异味 | 无 | 无 | 无 |
| 肉眼可见物 | 无 | 无 | 无 | 无 |
| 氟化物/(mg/L) | ≤1.0 | 0.11~0.5 | 0.028~0.21 | 0.23~0.51 |
| 总硬度/(mg/L) | ≤450 | 122.4~202 | 16.3~108.5 | 84.2~110.4 |
| 溶解性总固体/(mg/L) | ≤1 000 | 142~695 | 51~757 | 107~389 |
| 氯化物 (以N计)/(mg/L) | ≤250 | 42.6~142.3 | 67.9~249.5 | 36.6~55.5 |
| 硝酸盐 (mg/L) | ≤10 | 1.43~9.27 | 0.45~7.45 | 0.625~3.12 |
| 铁/(mg/L) | ≤0.3 | <0.20 | <0.20 | <0.20 |
| 锰/(mg/L) | ≤0.1 | <0.10 | <0.10 | <0.10 |
| 铅/(mg/L) | ≤0.01 | <0.01 | <0.01 | <0.01 |
| 砷/(mg/L) | ≤0.01 | <0.01 | <0.01 | <0.01 |
| 铜/(mg/L) | ≤1.0 | <0.10 | <0.10 | <0.10 |
| 锌/(mg/L) | ≤1.0 | <0.05 | <0.05 | <0.05 |
| 镉/(mg/L) | ≤0.005 | <0.001 | <0.001 | <0.001 |
| 汞/(mg/L) | ≤0.001 | <0.0002 | <0.0002 | <0.0002 |
| 硒/(mg/L) | ≤0.01 | <0.01 | <0.01 | <0.01 |
| 耗氧量/(mg/L) | ≤3 | 0.38~1.21 | 0.27~0.94 | 0.27~1.59 |
| 硫酸盐/(mg/L) | ≤250 | 16~49.4 | 2.5~12.5 | 9.8~39.1 |
| 氰化物/(mg/L) | ≤0.05 | <0.002 | <0.002 | <0.002 |
| 挥发酚/(mg/L) | ≤0.002 | <0.002 | <0.002 | <0.002 |
| 阴离子合成洗涤剂/(mg/L) | ≤0.3 | <0.10 | <0.10 | <0.10 |
| 游离余氯/(mg/L) | ≤0.1 | 0.01~0.7 | 0.1~0.3 | 0.08~0.7 |
2.2 人群总体死亡水平变化趋势
2008年-2012年,全县年累计报告居民死亡2 672例,男性1 518例,女性1 154例。5年间死亡率变化情况如图 1所示。经标化后与同期全国城市、农村比较,该县各年死亡率均低于全国城市、农村水平,5年间该县居民死亡率没有明显变化 (Cochran-Armitage趋势检验结果:Z=0.01,P=0.99)。
|
| 图 1 2008年—2012年该县死亡率变化情况 |
2.3 主要死亡原因
该县居民前五位的死因分别为恶性肿瘤 (粗死亡率为205.61人/10万人)、脑血管疾病 (粗死亡率为143.12人/10万人)、心血管疾病 (粗死亡率为125.23人/10万人)、呼吸系统疾病 (粗死亡率为89.20人/10万人)、损伤与中毒 (粗死亡率为46.61人/10万人)。2008年-2012年间前五位死因及其顺位基本不变 (表 2)。
| 死因 | 合计 | 2008年 | 2009年 | 2010年 | 2011年 | 2012年 | |||||||||||
| 粗死亡率 | 顺位 | 粗死亡率 | 顺位 | 粗死亡率 | 顺位 | 粗死亡率 | 顺位 | 粗死亡率 | 顺位 | 粗死亡率 | 顺位 | ||||||
| 恶性肿瘤 | 205.61 | 1 | 197.79 | 1 | 204.04 | 1 | 124.94 | 3 | 191.83 | 1 | 209.31 | 1 | |||||
| 脑血管疾病 | 143.12 | 2 | 143.96 | 2 | 147.71 | 2 | 138.27 | 1 | 137.56 | 3 | 157.30 | 2 | |||||
| 心血管疾病 | 125.23 | 3 | 113.92 | 3 | 127.68 | 3 | 133.82 | 2 | 141.35 | 2 | 137.00 | 3 | |||||
| 呼吸系统疾病 | 89.20 | 4 | 61.34 | 4 | 96.39 | 4 | 84.94 | 4 | 92.13 | 4 | 106.56 | 4 | |||||
| 损伤与中毒 | 46.61 | 5 | 43.81 | 5 | 40.06 | 5 | 27.65 | 5 | 66.89 | 5 | 44.40 | 5 | |||||
2.4 心血管疾病死亡情况
2008年-2012年各年心血管疾病死亡情况如表 3所示,5年间死亡率基本保持在稳定水平 (cochran-armitage趋势检验结果:Z=-0.71,P=0.24)。2011年-2012年女性死亡率升高,并超过男性死亡率 (χ2=7.10,P < 0.01)。以2012年的数据来看,该县心血管疾病死亡率经过标化后与全国城市、农村心血管疾病死亡率相比较低,女性死亡率明显高于男性,稍高于全国水平。
| 人/10万人 | ||||||
| 年份 | 粗死亡率 | 标化死亡率 | ||||
| 合计 | 男 | 女 | 合计 | 男 | 女 | |
| 2008 | 113.92 | 99.28 | 105.91 | 83.37 | 76.83 | 73.33 |
| 2009 | 127.68 | 125.00 | 145.01 | 91.26 | 98.40 | 97.11 |
| 2010 | 105.44 | 120.19 | 91.22 | 74.80 | 95.33 | 60.46 |
| 2011 | 141.35 | 126.07 | 156.05 | 96.69 | 95.36 | 100.90 |
| 2012 | 137.00 | 101.18 | 171.28 | 88.64 | 73.14 | 103.12 |
| 全国城市 (2012) | 131.63 | 136.38 | 126.8 | 103.50 | 106.95 | 100.24 |
| 全国农村 (2012) | 119.43 | 123.43 | 115.3 | 103.90 | 106.97 | 100.62 |
3 讨论
经淡化后的海水具有低硬度的水质特征,淡化水的硬度一般在0~20 mg/L (以CaCO3计),属于典型的软水[5-7],部分地区为了降低淡化水在管网中的腐蚀性,采用添加碳酸盐等进行矿化处理或与地表水混合以提高水中硬度,但仅少数国家和地区设置淡化水最低水质硬度标准[8],因此管网中淡化水的硬度依然偏低。该县2008年-2012年水质监测数据显示,海水淡化水基本能满足《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)[1]的要求,但是淡化水中总硬度相比传统制水明显偏低。有诸多流行病学研究显示,饮水硬度 (尤其是镁水平) 和心血管疾病的死亡率呈负相关[2, 9]。WHO在《饮用水水质准则,第二版》[10]中以水质硬度来评估钙、镁离子的含量,2005年发布《Nutrients in Drinking Water》[11]中提出,水中镁含量高于10 mg/L、钙高于20 mg/L~30 mg/L时,其降低心血管疾病死亡率的作用更加显著。但在2011年发布的第四版《饮用水水质准则》中未对硬度或钙、镁离子设置准则值,其原因为,“尽管有流行病学研究表明,镁离子或是硬度对心血管死亡有防护作用,但是这个结论存在争议,而且因果关系不明确……没有足够的研究表明,矿物质有造成影响的最低或是最高的浓度水平,足够的矿物质摄入量取决于很多因素”,“对那些缺乏钙和镁的人群来说,饮用水可作为补充钙和镁的主要来源。”[12]目前在我国,海水淡化水对心血管或其他器官健康影响的相关研究寥寥可数。淡化水对人群心血管或其他器官的影响是一个漫长且缓慢的过程,需要科学求证。本文通过对该县2008年-2012年死亡数据进行分析,了解海水淡化饮用典型地区的心血管疾病死亡情况,为淡化水安全性评估提供基础数据。
死因监测数据结果显示,2008年-2012年间该县心血管疾病 (CVD) 粗死亡率为125.23人/10万人,除了2010年出现下降以外,人群CVD死亡率没有显著变化。2012年的死亡数据经过标化后,与同年全国城市、农村CVD死亡率相比较低;但女性CVD标化死亡率与全国水平相近。居民前三位的死因分别为恶性肿瘤、脑血管疾病、心血管疾病。心血管疾病位居该县居民死因顺位第三位,与1997年-2001年死亡监测结果[13](第五位) 相比有所上升。
需要指出的是,该县海水淡化水与水库水采用同一套市政管网分时段供水,淡化水供应量取决于天气情况,降水量少的季节供应量增加,反之减少。由于供水情况复杂,加之条件有限,本次调查暂无法获知居民从饮食中摄入淡化水的确切情况。海水淡化是我国乃至全世界应对缺水危机的重要策略和必然趋势,淡化水进入市政管网需要考虑其水质卫生安全性和作为饮用水长期饮用的健康安全性。为确保用水安全,未来可以该县作为海水淡化水饮用典型地区,进一步开展长期的队列研究,追踪观察海水淡化水饮用人群的健康变化,评估海水淡化水的健康安全性,并针对海水淡化水制定相应的卫生安全评价体系。
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