水、人类健康和环境的关系

如题所述

水是人类赖以生存的重要资源。随着世界人口的增长,对清洁水资源的需求也在持续增加。目前,世界上许多国家和地区的人民都面临着淡水和可饮用水源的危机。地下水资源作为一种最大最可靠的淡水资源,对维持饮用、工业和农业的供水安全具有重大意义。

然而,随着世界人口的增长,土地使用类型的改变及工业化的快速发展加快了对地下水的危害。有的地区地下水中天然物质的含量过高,限制了它的使用。例如,海水可能侵入到含水层中,地下水中也可能含有一些可溶的天然物质,如砷、氟、硝酸盐或者硫酸盐。出于健康考虑,这些物质限制甚至阻止了地下水的直接使用。

本届大会没有把水文地质或环境地质单独列为大会的主题发言,而是把水(地下水作为一部分)、健康、环境三者融合为一个主题,用了一天的时间进行研讨,说明水、健康与环境之间的相互关系,已成为了世界各国关注和改善民生的一个重大热点问题。

一、地质环境中高砷地下水与健康

这是存在于世界五大洲受威胁人口最多(仅孟加拉湾地区就有1.5亿人)、调查和研究最热的环境地质问题之一。孟加拉湾地区的高砷地下水,仍是世界科学家研究的热点地区。面对人类共同关心的健康问题,森特诺(J.A.Centeno)认为这需要地质学家和公共卫生学家共同努力,应对策略是由地质学家确定砷在土壤、水等环境介质中的存在形式、迁移性、传输特征;地质学家、医学地理学家、水文地质学家共同编制地质风险评价图,特别是在风险图中标出地下水砷浓度大于每升10微克的区域;环境卫生学家和公共卫生学家研究饮用水中砷低剂量暴露与砷代谢之间的关系,开展砷组分间的转化、砷多态性与营养元素相互作用以及砷致癌分子学研究等。

二、地质背景(岩石和土壤)和室内氡气风险评价

人类暴露于室内高氡气与高氡地下水环境,常导致人群肺癌和胃癌的高发。据估计,欧洲每年有3万个肺癌死亡者与吸入氡气有关,约占肺癌死亡者的9%;美国约为1.82万人(1995年)。在英国,人群受到50%的放射性辐射来自氡气。因此,调查和评价地质背景(基岩和土壤)及室内氡气风险,已成为国际地学界,特别是发达国家和地区广泛关注的热点问题之一。

1978年,瑞典史柯瓦德市建在砂页岩尾矿上的房屋内发生了氡气健康问题,引起了瑞典政府的重视。1979年瑞典成立了专门的氡研究委员会,由此开启了世界地质背景与室内氡气调查与风险评价的先河。至今为止,英国、美国、挪威、瑞典等十几个国家和地区开展了地质背景(岩石、土壤、地下水)和室内氡气调查与风险评价。西方发达国家常用的调查和定量分析方法有空中放射性探测技术和贝英氏条件概率统计法等。

此外,欧盟2001年针对氡制定了供水标准:公共或商业供水为每升100贝可(Bq);50个人以下供水或每天供水量在10立方米以下,为每升1000贝可(Bq)。室内氡气标准为每立方米100贝可(Bq)。

目前,去除地下水中氡的方法有曝气法、过滤法和活性炭吸附法三种。

三、地下水中含量不合理氟离子及其水资源利用

地下水资源对氟离子含量的苛刻要求(高氟水、低氟水),以及对此类水源的调查、替代、处理,仍然是国际水文地质工作者和环境卫生工作者应长期做出努力的问题。为此,艾德芒兹(W.M.Edmunds)提出以下工作方向:地下水资源评价需要圈定地质背景中高氟带、低氟带;查明氟异常地区地下水随深度及年龄的变化;在高风险地区,替代饮用水源比处理高砷水源更合适;在地方病区的小型供水中,可优先实施雨水和含水层补给,或采用太阳能除盐法改水;英国的研究实验表明,低氟水的氟化处理取得较好的效果,值得参考;需要加强环境教育、公众参与、政府和非政府组织之间的对话。

四、流经含碳沉积物的地下水引发的健康问题

煤、石油和页岩中都含有很多有毒的有机化合物(如多环芳烃、脂肪烃、萜类、杂环化合物、芳香胺等)。这些有机化合物在天然水中的溶解度相对较小,但是长期暴露于低含量的有毒物质中,也可能导致健康问题。

饮用流经含碳沉积物(如褐煤层)的地下水,容易导致慢性肾衰竭及高发性肾骨盆癌。可能存在此类问题的国家或地区有罗马尼亚、保加利亚、克罗地亚、美国、澳大利亚、加拿大、德国、俄罗斯、中国、印度、巴西、土耳其、匈牙利、波兰、泰国、苏格兰等。为此鲍伯·芬克曼(Bob Finkelman)等建议要特别小心饮用直接从含碳沉积物流出或与之接触的地下水;继续观察和研究饮用水中含碳沉积物衍生的毒性有机物质与地方性肾病及世界上其他地区类似的地方性肾病之间的联系。

五、地下水资源的管理

从全球上来看,50%的家庭用水、40%的工业用水和20%的灌溉农业用水均源自地下水。与此同时,地下水资源的过度开采与污染,也已成为了当前地下水开发利用中面临的严峻问题。尽管地下水是如此的重要,但是与世界上许多国家和地区对地表水的关注程度相比,它在水资源管理的讨论中仍然被基本忽略。安德斯·伯恩泰尔(Anders Berntell)认为这些问题是“常见的悲剧”与“我们看不见的想象不到的悲剧”的产物;财政抑制及缺乏地下水资源知识阻碍了对地下水的有效管理;虽然对众多含水层都进行过深入的研究,但是在多数情况下,现有的管理机制均没有纳入监测及管理水资源的职责。

罗辛·鲁尼(Roisin Rooney)对水安全计划中的地下水污染的风险管理进行了探讨,认为在欧洲这个地下水资源极度匮乏的地区,需要维护安全和健康的水资源,开展和实施包括正确的风险评估和风险管理方法在内的水安全计划,尤其要考虑到保护地下水资源。为此,欧洲21个国家通过了水资源与公共卫生协议,同时专注目标的确定和监督目标的进展,这包括保护水生资源,尤其是在跨国界地区。

(李文鹏 蔡五田执笔)

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