Chapter 5
Drinking Water and Health
Section one
Hygienic Significance of
Drinking Water
? Water is essential to life.
? Our health depends on the quality and safety of
water.
? Water pollution and poor water resources are the
big problem in China.
? There are 700 million people in China,whose
drinking water is not safe,
? Fresh water availability per person in China,on
average,are less than one third of the world
average.
? 56% of 27 rivers,which are main sources of drinking
water in China,are polluted with different degree,
我国水资源污染的主要问题
1, 迅速的工业化 — 向地面水大量排放化学污染物。
有毒有害物质增加, 若处理不当或不加处理, 污
染水源后, 可造成人群的 急, 慢性中毒, 甚至引起 致
突变, 致癌和致畸作用 。
2,城市化发展 — 城市生活污水处理设施贫乏
水源受到生活污水的污染，加之饮水消毒设施不
完善，常可使饮水水质不良，从而导致肠道疾病患病
率增加，甚至引起 介水传染病的流行。
3,现代农业发展 — 对水资源的影响
大量使用化肥和农药，用未处理的污水进行灌溉，
家禽和家畜饲养业迅速发展，带来了大量的废物和污
染物，造成 水体的富营养化。
Section two
Drinking Water and Health
Section two
Drinking Water and Health
I,Diseases caused by contamination of
drinking water
II,Other health effects of contamination of
drinking water
I,Diseases caused by contamination of
drinking water
Water-borne communicable diseases
Toxic diseases caused by chemical
pollution
介水传染病
Water-borne communicable diseases
? 通过饮用或接触受病原体污染的水而传播的疾
病，又称水性传染病。
? 大致有 40多种传染病是通过介水而传播的。
? 常见的介水传染病有霍乱、伤寒、副伤寒、痢
疾、病毒性肝炎等肠道传染病以及血吸虫、贾
第鞭毛虫、隐孢子虫等寄生虫病和钩端螺旋体
病。
1,Main sources of waterborne
pathogens
Human and animal fecal wastes,
domestic waste water,and waste
water of agriculture and industry.
(人畜粪便, 生活污水, 医院, 农业以及
畜牧屠宰, 皮革和食品工业等废水 )
2,Pathohgenic Microorganisms
Associated with Waterborne Disease
主要有三类：
① Bacteria 细菌, 如大肠杆菌, 伤寒杆菌, 霍乱
弧菌, 痢疾杆菌等 。
② Viruses 病毒, 如甲型肝炎病毒, 脊髓灰质炎
病毒, 柯萨奇病毒和腺病毒等 。
③ Protozoa 原虫, 如隐孢子虫, 贾第氏虫, 溶
组织阿米巴原虫, 血吸虫等 。 它们主要来自人
粪便, 生活污水, 医院以及畜牧屠宰, 皮革和
食品工业等废水 。
大肠杆菌
（ E Coli,Escherichia coli）
大肠埃希氏菌，更习惯称为大肠杆菌
including：
Total coliforms,总大肠菌
Fecal coliform, 粪大肠菌
E Coli：
Normal E coli
? 人及各种动物肠道中的正常寄居菌；
? 一旦检出大肠杆菌，即意味着直接或间接地被粪
便污染 ；
? It is used to indicate whether other
potentially harmful bacteria may be present 。
Pathogenic E coli
? cause intestinal diseases - diarrhea,vomiting
Left,Escherichia coli cells,
Right,E.coli colonies on EMB Agar
EMB (伊红美蓝琼脂,Eosin-Methylene Blue Agar )
Normal E coli
Pathogenic E coli
Enterohemorrhagic E,coli (EHEC)
肠出血性大肠杆菌
E Coli O157:H7
(O157型大肠杆菌 )
? a deadly strain of
intestinal bacterium
? severe bloody diarrhea
? vomiting
? abdominal cramps
O157型大肠杆菌
肠道传染病爆发事例,
(1) 2000 in Walkerton,Ontario in Canada
– more than 1,000 people ill and 7 of them killed
– town’s well water was contaminated
– disinfection system was broken
加拿大爆发了有史以来最严重的大肠杆菌感染
(2) 1998 in Atlanta,USA
– hundreds of children were exposed to E,coli
after playing in a water park
– near two died and another 24 became ill
? 1996年 5-9月, 日本 O157型大肠杆菌出血性肠
炎大规模流行, 波及 36个都道府, 发病 1万多
人, 并造成 12人死亡, 引起了全世界的关注
? 目前, 日本, 加拿大及瑞士等国已将, O157”
列为必须报告的传染病 。
? 我国也发现散发病例, 尚未有爆发 EHEC的报
道 。
? 我国广东检疫局在进口的一批 24吨美国冷冻鸡
脯产品中, 检验出 O-157型致命性大肠杆菌 。
Legionella (军团菌 )
Sources:
-- naturally in water; multiplies in
heating systems (e.g,air conditioning,
cooling towers,showers)
Potential Health Effects:
-- Legionnaire?s Disease (军团病 ),a type
of pneumonia，
Pathogenesis of Legionnaire?s Disease
Structure Legionella cells
? thin,somewhat
pleomorphic（ 多形的）
Gram-negative bacilli
(arrows)
? impression smear
from the lung of a
patient fatally infected
with Legionella
Outbreak case:
(1) 1976 in USA,the first outbreak
-- an outbreak of the pneumonia-like
diesease in a hotel in Philadelphia
-- infected 221 individuals and killing 34
(2) 1985 in England,the second largest outbreak
-- 101 people infected and 28 died at the
Stafford hospital,
(3) 1987,first found in Beijing
-- infection rate,9.9 % in people who oft stay
in hotel.
? 军团菌是一种水源微生物，既可存活于天然水
源与土壤中，又可寄生于人工水系统。当水温
在 31~36℃,水中又含有丰富的有机物时，军
团菌可长期存活。
? 空调冷却塔是军团病的主要传染源。
? 军团病主要症状：发热、头痛、咳嗽、肺部炎
症。
? 防止军团病通过空调传播，不仅要保证注入水
的洁净，还需要每年至少两次彻底清洗冷却塔，
并定期进行消毒。
Hepatitis A Virus
Sources:
Human and animal fecal waste
Potential Health Effects:
Hepatitis A
Outbreak case:
(1) Jan – Mar 1988 in Shanghai
-- more than 10000 cases / day from Jan 30 – Feb 14
-- jaundice (黄胆 ) in more than 90% of cases
-- total cases,310746 (until May 13)
-- died cases,31
(2) 1983 – 1989,based on analysis of hepatitis A cases
reported to CDC of USA
-- the incidence of hepatitis A increased 58% (from
9.2 to 14.5 cases per 100,000 population).
-- 7.3% of hepatitis A cases were associated with
foodborne or waterborne outbreaks.
Hepatitis A
? 是一种世界范围的急性传染性疾病, 主
要通过粪 -口途径传播 。
? 也可以通过接受肝炎病人的血液而感染 。
? 易感者主要为儿童或青少年 。
? 中国是甲型肝炎的高发区, 年发病人数
达数百万以上, 总流行率为 80.9%。
肠道寄生虫
水中肠道寄生虫对常规的消毒剂的抵抗
力比细菌、病毒强。经氯化消毒后的水，大肠菌
群已被灭活，肠道寄生虫可能依然存在 。
? 隐孢子虫
? 贾第鞭毛虫
Cryptosporidium (隐孢子虫 )
?寄生于人和数十余种动物体内, 在小肠内先发
育成滋养体, 经多次核分裂, 最后发育成卵囊,
随粪便排出体外 。
?卵囊具有感染性, 对外界抵抗力强, 在阴凉潮
湿条件下可存活数周至数月, 故在被污染的水
中可检出此卵囊 。
?据报道, 美国地表水源中隐孢子虫卵囊的污染
率可达 65%以上 。 人通过被卵囊污染的饮用水
或食物而感染, 并引起疾病 。
隐孢子虫感染 隐孢子虫病
Intestinal Cryptosporidiosis (隐孢子虫病 )
severe watery diarrhea
vomiting
cramps
low-grade fever
Cryptosporidium image
Cryptosporidium (隐孢子虫 )
-- a single-celled animal,
-- an obligate
intracellular parasite.
Outbreak case:
1993 in USA，
Waterborne Cryptosporidium Infection in
Milwaukee
-- At least 50 people died,and some
400,000 people became ill,4400 badly
enough to be hospitalized.
-- The municipal water supply was
contaminated by Cryptosporidium.
隐孢子虫病
? 一种肠道寄生虫导致的腹泻病。
? 轻重各异，是目前世界上腹泻病常见原
因。
? 重要症状为腹部疼痛和大量的水泻。
? 我国关于隐抱子虫病的报告甚少。
由于水源污染是造成 隐孢子虫病 在
人群中暴发流行的主要原因。在 美国
2001年发布的饮用水水质标准 中，已把
隐孢子虫作为生物学性状指标。
3,Epidemic Characteristic of
Waterborne Diseases
(1) Outbreak prevalence when water
conterminated by a lot of pathogenic
bacteria at one time.
(2) Cases happened continuously all the
year round when water is conterminated
frequently.
(3) Incidence is in accord with water supply
and distribution.
(4) Epidemic can be controlled after water
treatment,
化学性污染中毒
Toxic diseases caused by chemical
pollution
? Cyanide poisoning （氰化物中毒）
? Chromium poisoning （铬中毒）
? Arsinic poisoning （砷中毒）
亚硝酸盐 亚硝胺
? Nitrate (硝酸盐 )
高铁血红蛋白血症
氰化物泄漏污染河水事故
1991年 8月 20日,上海市嘉定县水厂测出河水中的氰化钠超
标 (0.2～ 0.9 ppm,以 CN- 计 ),并发现大批死鱼 (总共捞起
8900公斤 )。经查是位于张家港市的一家化工厂 (系个
体户,总共三人 )以处理上海钢锯厂热处理废渣为名,暗
中将含有氰化钠的废渣投入嘉定县内的一条 20公里的
主干河中 (宽 40米,平均深 2米 )。据交待,自 1985年以来共
投入废渣多达 10,000余包 (每包 35公斤 )，经监测部门测
定,每公斤废渣含氰化钠 3.36克 (以 CN-计 )，氰化钠总量
达到 1176公斤。这起事故历时长达 6年，除不时有鱼死
亡外，未发生人员中毒。
2001年 9月 29日凌晨 4时许，陕西丹凤县境内，一辆载有
5.2吨剧毒氰化钠溶液的卡车不慎翻入汉江支流铁峪铺
河内，约有 5吨氰化钠溶液溢出，造成河中生物大面积
中毒死亡。由于当地防化部队监控与处理及时，幸而
没有造成人员伤亡。
Nitrate（硝酸盐）
Sources：
? industrial and domestic wastewater.
? runoff（ 径流 ） from fertilizer use.
? natural environment.
in natural environment or
in vivo in gastrointestinal tract
nitrate (硝酸盐 ) nitrite (亚硝酸盐 )
nitrite (亚硝酸盐 ) nitrosamine (亚硝胺 )
amine
Potential Health Effects
? nitrite (亚硝酸盐 )
nitrite + hemoglobin methemoglobin (MHb)
MHb (高铁血红蛋白 ) asphyxia (窒息 ）
Infants below the age of six months
– Methemoglobinemia (高铁血红蛋白血症 )
shortness of breath
blue-baby syndrome
? Nitrate concentrations ( > 10 mg/L NO3-N)
may cause Methemoglobinemia (Blue Baby
Syndrome) in infants (Straub,1989),
? The toxicity of nitrate in humans is a result
of the reduction of nitrate (NO3-) to nitrite
(NO2-),
? By reacting with hemoglobin,nitrite forms
methemoglobin (MHb),a substance that
does not bind and transport oxygen to
tissues,Thus,methemoglobin formation
may lead to asphyxia,
婴儿，特别是三个月以内的婴儿，对硝酸盐特别
敏感。其原因是：
①婴儿的单位体重摄水量约为成人的 3倍；
②婴儿胃酸的 pH值较成人高得多 (pH5-7)，因而有
利于还原硝酸盐的细菌生存和增殖；
③婴儿血红蛋白 (血红蛋白 F)较成人血红蛋白 (血红
蛋白 A)更易形成变性血红蛋白；
④婴儿变性血红蛋白还原酶的活性低。血中 10％左
右的血红蛋白转变成变性血红蛋白时 (正常为 1％
一 2％ )，婴儿可出现紫绀等缺氧症状；
? 很多凋查表明，硝酸盐浓度达 20mg时，未引起婴儿
的任何临床症状。大多数病例发生在硝酸盐浓度大
于 22.5或 25mg/L，且多数是使用了遭受细菌污染的
浅井水。
? 国内对 18万人口地区的 52个托儿机构共 3824名婴幼
儿的调查表明，该地区 20年来饮水硝酸盐氮为 14 –
25.5mg/L时，未发现变性血红蛋白血症病例。对饮
水硝酸盐氮为 10 - 30mg/L的 156名 1岁以内儿童的调
查表明，其变性血红蛋白含量与对照组无明显差异，
而大于 30mg/L时有明显差异。
? 我国 规定,生活饮用水中硝酸盐不得超过 20mg/L。
? nitrosamine (亚硝胺 )
(1) carcinogens in test animals
可以引起 40多种动物的肿瘤, 主要有肝癌和食管癌 。
NDMA (二甲基亚硝胺 ):
诱发动物食管癌和咽部鳞状细胞癌
NDEA (二乙基亚硝胺 ):
诱发动物肝癌, 少数为食管癌
Npip (亚硝基哌啶 ):
诱发动物肝癌, 部分为食管癌
(2) potential carcinogens in human beings
?河南林县 49个大队 495口井中硝酸盐和
亚硝酸盐的含量明显高于低发区, 且和
当地食管癌发病呈正相关 。
?太行山地区食管癌发病率与饮水中硝酸
盐和亚硝酸盐含量大致呈平行关系 。
?亚硝胺类物质很可能是我国食道癌的致
病因子 。
II,Other health effects of contamination
of drinking water
? Biogeochemical Diseases
Endemic fluorosis (地方性氟中毒 )
Endemic arsenic poisoning (地方性砷中毒 )
? Disinfection by-products of chlorinated drinking water
Mutagenesis,carcinogenesis and teratogenesis
(致突变、致癌和致畸作用 )
? Health effects of toxic algae
? Health effects caused by secondary water supply
我国的研究资料
? 攀枝花至上海的 22个主要城市江段的水质和底
质中,共检出有机化合物 12类 300 多种,以半挥
发和非挥发有机物为主；
?上海黄浦江水中,GC/MS定性检出的 218种有
机物中,属美国 EPA的优先污染物达 39种；
?我国江苏启东肝癌高发区调查表明，饮用污染
严重的沟、塘水者肝癌死亡率高于饮用井水者；
?广西南宁地区 14个县市按大队调查也发现饮用
水水质与肝癌死亡率间有某种联系。
黄浦 江水质突变性与肿瘤的关系
水域
代表
居民点 致突变性
胃癌标化
死亡率
(1:10万 )
肝癌标化
死亡率
(1:10万 )
上 游 青 浦 阴性 -可疑阳性 62.7 56.9
中 游 徐 镇 阳 性 86.2 67.7
下 游 龙 江 强阳性 146.0 81.3
氯化消毒副产物
Chlorination Disinfection
By-products,CDBPs
Chlorine is the most commonly
employed chemical disinfectant in
drinking water treatment.
Chlorination of drinking water
produced disinfection by-products
(DBPs) that may have adverse health
effects on humans.
?饮用水氯化消毒是应用最为广泛、控制介水
传染病最有效的方法。
?1974年,Rook和 Bellar等人发现饮用水加氯
消毒会产生氯化消毒副产物（ CDBPs），如
三卤甲烷（ trihalomethanes,THMs）、卤乙
酸 (HAAs) 等
?1976年，美国国立癌症研究所又报道，氯仿
能引起雄性大鼠肾小管细胞腺癌和雄性小鼠
的肝细胞癌。
1,Classes of CDBPs
Two classes:
? Volatile halogenated compounds
挥发性卤代有机物
? Non-volatile halogenated compounds
非挥发性卤代有机物
Volatile halogenated compounds
挥发性卤代有机物
Trihalomethanes (THMs) 三卤甲烷类
-- chloroform 氯仿
-- bromodichloromethane（ BDCM） 一溴二氯甲烷
-- dibromochloromethane （ DBCM） 二溴一氯甲烷
-- bromoform 溴仿
Non-volatile halogenated compounds
非挥发性卤代有机物
Haloacetates (Haloacetic Acids) (HAAs) 卤代乙酸类
chloroacetate 氯乙酸
dichloroacetate (DCA) 二氯乙酸
trichloroacetate (TCA) 三氯乙酸
bromoacetate 溴乙酸
dibromoacetate (DBA) 二溴乙酸
tribromoacetate (TBA) 三溴乙酸
bromochloroacetate (BCA) 溴氯乙酸
Haloaldehydes 卤代醛
Haloketones 卤代酮
Chlorophenols 卤代酚
Haloacetonitriles 卤代腈
Halohydroxyfuranones 卤代羟基呋喃酮
MX,(3-氯 -4-(二氯甲基 )-5-羟基 -2(5氢 )呋喃酮 )
The major by-products of chlorine
disinfection of water supplies
Trihalomethanes (THMs) （ 三卤甲烷类）
Haloacetic Acids (HAAs) （ 卤代乙酸类）
2,Influence factors for DBPs formation
（ 1） 有机前体物 的含量
通常把水中能与氯形成 CDBPs的有机物称为有
机前体物（ organic precursor），它们主要是
腐殖酸、富里酸、藻类及其代谢物、蛋白质等。
（ 2）加氯量、溴离子浓度以及 pH等因素
水中腐殖酸含量越高、投氯量越大，
接触时间越长，则生成的三卤甲烷类物质越多。
3,Health hazards of CDBPs
Genotoxicity studies,mutagenic,DNA damage
Animal studies,carcinogenic,developmental
and reproductive effects
Studies of human populations,carcinogenic,
developmental and reproductive effects
DNA damage in HepG2 cells caused by chlorinated drinking
water of D Lake using SCGE
Cancer and exposure to chlorination by-products:
animal studies
Chlorination by-product Study animal Outcome
Trihalomethanes (THMs) 三卤甲烷类
chloroform
bromodichloromethane
chlorodibromomethane
bromoform
Mice
Rats
Mice
Rats
Mice
Rats
Liver tumours
Kidney tumours
Liver and kidney tumours
Colon and kidney
tumours
Liver tumours
Colon tumours
Cancer and exposure to chlorination by-products:
animal studies
Chlorination by-product Study animal Outcome
Haloacetic Acids (HAAs) 卤代乙酸类
dichloroacetic acid
trichloroacetic acid
bromodichloroacetic acid
dibromoacetic acid
Mice
Rats
Mice
Mice
Mice
Liver tumours
Liver tumours
Liver tumours
Liver and lung tumours
Liver tumours
Halohydroxyfuranones 卤代羟基呋喃酮类
3-chloro-4-
(dichloromethyl)-5-
hydroxy-2(5H)-furanone
(MX)
Rats cancer at multiple site
氯化副产物与 生长发育和生殖 的作用：
动物试验 *
-----------------------------------------------------------------------------------------------------
作者 （ 年代 ） 受试动物 氯化副产物 结 果
-----------------------------------------------------------------------------------------------------
Epstein (1992) 大鼠 二氯乙酸 软组织缺损
Smith (1988) 大鼠 三氯乙腈 软组织缺损
Smith (1989) 大鼠 三氯乙腈 软组织缺损
Smith (1988,1989) 大鼠 卤乙腈 胚胎死亡
Toth (1992) 大鼠 二氯乙酸 睾丸上皮细胞变性
Lander (1994) 大鼠 二溴乙酸 睾丸上皮细胞变性
Cicmanec (1991) 狗 二氯乙酸 睾丸上皮细胞变性
-----------------------------------------------------------------------------------------------------
暴露氯化副产物与 结肠癌：
流行病学调查 *
-----------------------------------------------------------------------------------------------------
作者 （ 年代 ） 暴露因子 相对危险性 调查结果 癌症结局
-----------------------------------------------------------------------------------------------------
Hildesheim THMs 1.13(0.7-1.8) 阳性 （ NS） 发病率
(1998)
Marrett(1995) THMs 1.5(1.0-2.2) 阳性 （ NS） 发病率
Young(1987) THMs 0.73(0.44-1.21) 阴性 （ NS） 发病率
Zierler(1986) 氯＋氯胺 0.89(0.86-0.93) 阴性 死亡率
Cragle(1985) 氯化水 3.36(2.41-4.61) 阳性 发病率
Wilkins(1981) 地面水＋井水 0.89(0.57-1.43) 阴性 （ NS） 死亡率
Brenniman(1980)氯化的地下水 1.11 阳性 （ NS） 死亡率
Alvanja(1978) 氯化水 1.61 阳性 死亡率
----------------------------------------------------------------------------------------------------
NS：无统计学差异
暴露氯化副产物与 直肠癌：
流行病学调查 *
----------------------------------------------------------------------------------------------------
作者（年代） 暴露因子 相对危险性 调查结果 癌症结局
----------------------------------------------------------------------------------------------------
Hildesheim(1998) THMs 1.7(1.1-2.6) 阳性 发病率
Marrett(1995) THMs 0.99(0.5-1.4) 阴性 （ NS） 发病率
Zierler(1986) 氯化水 0.96(0.89-1.04) 阴性 （ NS） 死亡率
Wilkins(1981) 地面水＋井水 1.42(0.7-3.16) 阳性 （ NS） 死亡率
Young(1981) 氯 1.39(0.67-2.86) 阳性 （ NS） 死亡率
Brenniman(1980)氯化的地下水 1.22 阳性 （ NS） 死亡率
Alvanja(1978) 氯化水 1.93 阳性 死亡率
----------------------------------------------------------------------------------------------------
NS：无统计学差异
暴露氯化副产物与 膀胱癌：
流行病学调查 *
----------------------------------------------------------------------------------------------------
作者（年代） 暴露因子 相对危险性 调查结果 癌症结局
----------------------------------------------------------------------------------------------------
Cantor(1998) THMs 1.5(0.9-2.6) 阳性 (NS） 发病率
King(1996) THMs 1.6(1.08-2.46) 阳性 发病率
McGeehin(1993) THMs 1.8(1.1-2.9) 阳性 发病率
Zierler(1988) 氯＋氯胺 1.4(1.2-2.1) 阳性 死亡率
Cantor(1987) 氯化的地面水 1.8 阳性 发病率
Young(1981) 氯 1.04(0.43-2.5 阳性 (NS） 死亡率
Wilkins(1981) 地面水＋井水 2.2(0.71-9.39) 阳性 (NS） 死亡率
Brenniman(1980)氯化的地下水 0.98 阴性 (NS） 死亡率
Alvanja(1978) 氯化水 1.69 阳性 死亡率
----------------------------------------------------------------------------------------------------
NS：无统计学差异
Alternate Paths to Bladder Cancer
(Bull,2003)
暴露氯化副产物与 出生缺陷：
流行病学调查 *
--------------------------------------------------------------------------------------------
结局／作者 暴露因子 相对危险性 调查结果
--------------------------------------------------------------------------------------------
畸形
Aschengrau(1993) 氯化的地面水 1.5(0.7-2.1) 阳性 (NS)
Bove(1992) THM > 80μg/L 1.6(1.2-2.0) 阳性
神经管缺损
Bove(1992) THM > 80μg/L 3.0(1.3-6.6) 阳性
口裂
Bove(1992) THM > 100μg/L 3.2(1.2-7.3) 阳性
心脏缺损
Bove(1992) THM > 80μg/L 1.8(1.0-3.3) 阳性 (NS)
--------------------------------------------------------------------------------------------
NS：无统计学差异
暴露氯化副产物与 生长发育：
流行病学调查 *
--------------------------------------------------------------------------------
结局／作者 暴露因子 相对危险性 调查结果
-----------------------------------------------------------------------------------------
体重偏低
Kanitz(1996) 二氧化氯 5.9(0.8-14.9) 阳性 (NS)
次氯酸钠 6.0(0.6-12.6) 阳性 (NS)
二氧化氯 +次氯酸钠 6.6(0.9-14.6) 阳性 (NS)
Savitz(1995) THM > 83μg/L 1.3(0.8-2.1) 阳性 (NS)
Bove(1992) THM > 80μg/L 1.3(1.1-1.5) 阳性
Kramer(1992) THMs 1.3(0.8-2.2) 阳性 (NS)
生长迟缓
Bove(1995) THM > 100μg/ L 1.5(1.2-1.9) 阳性
Kramer(1992) 氯仿 ≥ 10μg/L 1.8(1.1-2.9) 阴性
----------------------------------------------------------------------------------
NS：无统计学差异
卤代羟基呋喃酮
? 一类氯化副产物
? 以 3-氯 -4-(二氯甲基 )-5羟基 -2 (5H)-呋喃
酮（简称 MX）为代表，（英文全称,3-
Chloro-4-dichloromethyl-5-hydroxy-
2(5H)-furanome）
? a chlorination disinfection byproduct,which
forms from the reaction of chlorine with humic
acids in raw water,
? measured in drinking water samples in several
countries (Finland,USA,Japen,China),
? levels detected in drinking water,from 2 to 67
ng/L.
? induced mutations in several genotoxicity test
systems.
? a strong direct acting mutagen and clastogen.
? a multiple site carcinogen in male and female
rats.
MX,3-氯 -4-(二氯甲基 )-5羟基 -2 (5H)-呋喃酮
MX,3-氯 -4-(二氯甲基 )-5羟基 -2 (5H)-呋喃酮
? 在 Ames试验中,MX所诱发的致突变性占了氯化饮水有机
提取物总致突变活性的 20-50%；
? 对 TA100的致突变性达到了 2800-10000个回变菌落数 /nmol，
被认为是迄今为止最强的诱变物之一；
? MX在氯化消毒的饮水中浓度很低，仅处于 ng／ L水平；
? 芬兰、美国、加拿大、日本等国已在自来水中检出了 MX，
我国部分城市的自来水中也检出有 MX；
? 体内致癌试验表明,MX可引起实验动物的多脏器肿瘤，
肝脏和甲状腺是其致癌作用的敏感器官。
Relative potency of DBPs as
carcinogens (Bull,2003)
–N-nitroso-N-dimethylamine (NDMA,二甲基亚硝胺 )
需要考虑的问题：
?氯化消毒是我国常用的饮用水消毒方法；
?前尚不能确定饮水氯化与人群癌症发病率之间的因
果关系, 但在氯化消毒水中已检出 THMs,且致突
变性试验为阳性；
?动物实验证明很多氯化副产物具有致突变性和／或
致癌性；
?从保护人群健康出发, 在氯化消毒时应尽量降低氯
化副产物的生成 。
?Substitute for chlorine,chlorine dioxide (二氧化氯 ),
chloramine (氯胺 ),ozone (臭氧 )。
有关标准
? 美国环保局 1986年 颁布了, 安全饮用水法案修正案,,
提出饮用水中 总 三卤甲烷 的标准为 100μg/L。
? WHO在, 饮用水水质准则, (1984) 中推荐 氯仿 在饮用水
中的建议值为 30 μg/L。
? 我国在“生活饮用水卫生标准 (GB5749-85)”中规定 氯仿
不得超过 60μg/L，对其它消毒副产物未提出控制标准。
在 2001年新颁布的, 生活饮用水卫生规范, 中，在非常
规检验项目中增加了溴仿,二溴一氯甲烷、一溴二氯甲
烷、二氯乙酸和三氯乙酸 的限值。
? MX标准,MX已列在 WHO,饮用水水质准则, 第二版
（ 1992年）中，但尚没有足够的资料用于确定推荐的健
康指导值。
Adverse effects and cyanobacterial
toxins (蓝藻毒素 )
? 水中的磷、氮含量增加，加快 藻类 特别是有
毒藻类的繁殖和生长。
? 富营养化湖泊中生长的优势藻是毒性较大的
蓝藻（ Cyanobacteria,Blue-green algae），
它们可产生藻毒素，其中尤以 微囊藻毒素
（ Microcystin,MC） 存在最普遍。
?Freshwater cyanobacteria (蓝藻 ),also known as
blue-green algae,may accumulate in surface water
supplies as,blooms” and may concentrate on
the surface as blue-green,scums”,(浮藻 )
? The growth of cyanobacteria and the
formation of blooms are influenced by
physical,chemical,and biological factors
such as light intensity,temperature,
water turbulence,presence of inorganic
nitrogen and phosphorus nutrients,and
pH.
? Some species of cyanobacteria produce toxins,
which are classified,according to their mode of
action,as hepatotoxins (e.g,microcystins，微囊
藻毒素 ),neurotoxins (e.g,anatoxins，变性毒素 ),
and skin irritants,
? The major route of human exposure to
cyanobacterial toxins is the consumption of
drinking-water,Some people are also exposed to
cyanobacterial toxins through the consumption
of certain algal food tablets.
Cyanobacterial (Blue-green algal)
toxins via drinking water
? Hepatotoxics
– Microsystins
? Neurotoxics
– anatoxins
微囊藻毒素 (Microcystin,MC) 的危害
? 微囊藻毒素能破环肝细胞结构，具有很强的肝
毒性，同时也是一种促癌剂；
? 流行病学调查发现某些地区肝癌的发生与水中
受微囊藻毒素污染有密切关系；
? 微囊藻毒素被认为是继肝炎病毒、黄曲霉毒素
之后，又一导致肝癌的主要危险因素 。
? 我国南方地区的一些湖泊和水库水，藻类
已成为主要的污染问题；
? 据调查，我国一些地区作为饮用水源的地
表水微囊藻毒素浓度达到了 0.0046mg/L，
甚至自来水中也能检出微囊藻毒素；
? WHO1998年提出的饮用水中微囊藻毒素推
荐值为 0.001mg/L；
? 我国 2001年 颁布的, 生活饮用水卫生规范,
规定了微囊藻毒素在生活饮用水中的限值
为 0.001mg／ L 。
Health effects caused by secondary
water supply
? Secondary water supply
高层建筑二次加压供水
? 建设部, 城市供水水质管理规定, 中所称
二次供水是指单位或者个人使用储存、加压
等设施，将城市公共供水或者自建设施供水
经储存、加压后再供用户的形式。
二次供水水质污染的原因
① 贮水箱 (池 )设计不当，形成死水，致使微生物繁殖 ;
② 水箱、管道壁的腐蚀、结垢、沉积物沉积造成对水质
污染；
③ 管道内壁防腐涂料等不符合要求，致使某些元素含量
升高，水质恶化，有的甚至含有有毒成分和致癌性成
分；
④ 上下管道配置不合理；管网系统渗漏等，使水质受到
外来物质二次污染；
⑤ 卫生管理不善，水箱无定期清洗消毒制度、无盖、无
排孔口等。
Health hazards of contamination of
secondary water supply
Biologic contamination
water-born diseases
Chemical contamination
poisoning diseases
Drinking Water and Health
Section one
Hygienic Significance of
Drinking Water
? Water is essential to life.
? Our health depends on the quality and safety of
water.
? Water pollution and poor water resources are the
big problem in China.
? There are 700 million people in China,whose
drinking water is not safe,
? Fresh water availability per person in China,on
average,are less than one third of the world
average.
? 56% of 27 rivers,which are main sources of drinking
water in China,are polluted with different degree,
我国水资源污染的主要问题
1, 迅速的工业化 — 向地面水大量排放化学污染物。
有毒有害物质增加, 若处理不当或不加处理, 污
染水源后, 可造成人群的 急, 慢性中毒, 甚至引起 致
突变, 致癌和致畸作用 。
2,城市化发展 — 城市生活污水处理设施贫乏
水源受到生活污水的污染，加之饮水消毒设施不
完善，常可使饮水水质不良，从而导致肠道疾病患病
率增加，甚至引起 介水传染病的流行。
3,现代农业发展 — 对水资源的影响
大量使用化肥和农药，用未处理的污水进行灌溉，
家禽和家畜饲养业迅速发展，带来了大量的废物和污
染物，造成 水体的富营养化。
Section two
Drinking Water and Health
Section two
Drinking Water and Health
I,Diseases caused by contamination of
drinking water
II,Other health effects of contamination of
drinking water
I,Diseases caused by contamination of
drinking water
Water-borne communicable diseases
Toxic diseases caused by chemical
pollution
介水传染病
Water-borne communicable diseases
? 通过饮用或接触受病原体污染的水而传播的疾
病，又称水性传染病。
? 大致有 40多种传染病是通过介水而传播的。
? 常见的介水传染病有霍乱、伤寒、副伤寒、痢
疾、病毒性肝炎等肠道传染病以及血吸虫、贾
第鞭毛虫、隐孢子虫等寄生虫病和钩端螺旋体
病。
1,Main sources of waterborne
pathogens
Human and animal fecal wastes,
domestic waste water,and waste
water of agriculture and industry.
(人畜粪便, 生活污水, 医院, 农业以及
畜牧屠宰, 皮革和食品工业等废水 )
2,Pathohgenic Microorganisms
Associated with Waterborne Disease
主要有三类：
① Bacteria 细菌, 如大肠杆菌, 伤寒杆菌, 霍乱
弧菌, 痢疾杆菌等 。
② Viruses 病毒, 如甲型肝炎病毒, 脊髓灰质炎
病毒, 柯萨奇病毒和腺病毒等 。
③ Protozoa 原虫, 如隐孢子虫, 贾第氏虫, 溶
组织阿米巴原虫, 血吸虫等 。 它们主要来自人
粪便, 生活污水, 医院以及畜牧屠宰, 皮革和
食品工业等废水 。
大肠杆菌
（ E Coli,Escherichia coli）
大肠埃希氏菌，更习惯称为大肠杆菌
including：
Total coliforms,总大肠菌
Fecal coliform, 粪大肠菌
E Coli：
Normal E coli
? 人及各种动物肠道中的正常寄居菌；
? 一旦检出大肠杆菌，即意味着直接或间接地被粪
便污染 ；
? It is used to indicate whether other
potentially harmful bacteria may be present 。
Pathogenic E coli
? cause intestinal diseases - diarrhea,vomiting
Left,Escherichia coli cells,
Right,E.coli colonies on EMB Agar
EMB (伊红美蓝琼脂,Eosin-Methylene Blue Agar )
Normal E coli
Pathogenic E coli
Enterohemorrhagic E,coli (EHEC)
肠出血性大肠杆菌
E Coli O157:H7
(O157型大肠杆菌 )
? a deadly strain of
intestinal bacterium
? severe bloody diarrhea
? vomiting
? abdominal cramps
O157型大肠杆菌
肠道传染病爆发事例,
(1) 2000 in Walkerton,Ontario in Canada
– more than 1,000 people ill and 7 of them killed
– town’s well water was contaminated
– disinfection system was broken
加拿大爆发了有史以来最严重的大肠杆菌感染
(2) 1998 in Atlanta,USA
– hundreds of children were exposed to E,coli
after playing in a water park
– near two died and another 24 became ill
? 1996年 5-9月, 日本 O157型大肠杆菌出血性肠
炎大规模流行, 波及 36个都道府, 发病 1万多
人, 并造成 12人死亡, 引起了全世界的关注
? 目前, 日本, 加拿大及瑞士等国已将, O157”
列为必须报告的传染病 。
? 我国也发现散发病例, 尚未有爆发 EHEC的报
道 。
? 我国广东检疫局在进口的一批 24吨美国冷冻鸡
脯产品中, 检验出 O-157型致命性大肠杆菌 。
Legionella (军团菌 )
Sources:
-- naturally in water; multiplies in
heating systems (e.g,air conditioning,
cooling towers,showers)
Potential Health Effects:
-- Legionnaire?s Disease (军团病 ),a type
of pneumonia，
Pathogenesis of Legionnaire?s Disease
Structure Legionella cells
? thin,somewhat
pleomorphic（ 多形的）
Gram-negative bacilli
(arrows)
? impression smear
from the lung of a
patient fatally infected
with Legionella
Outbreak case:
(1) 1976 in USA,the first outbreak
-- an outbreak of the pneumonia-like
diesease in a hotel in Philadelphia
-- infected 221 individuals and killing 34
(2) 1985 in England,the second largest outbreak
-- 101 people infected and 28 died at the
Stafford hospital,
(3) 1987,first found in Beijing
-- infection rate,9.9 % in people who oft stay
in hotel.
? 军团菌是一种水源微生物，既可存活于天然水
源与土壤中，又可寄生于人工水系统。当水温
在 31~36℃,水中又含有丰富的有机物时，军
团菌可长期存活。
? 空调冷却塔是军团病的主要传染源。
? 军团病主要症状：发热、头痛、咳嗽、肺部炎
症。
? 防止军团病通过空调传播，不仅要保证注入水
的洁净，还需要每年至少两次彻底清洗冷却塔，
并定期进行消毒。
Hepatitis A Virus
Sources:
Human and animal fecal waste
Potential Health Effects:
Hepatitis A
Outbreak case:
(1) Jan – Mar 1988 in Shanghai
-- more than 10000 cases / day from Jan 30 – Feb 14
-- jaundice (黄胆 ) in more than 90% of cases
-- total cases,310746 (until May 13)
-- died cases,31
(2) 1983 – 1989,based on analysis of hepatitis A cases
reported to CDC of USA
-- the incidence of hepatitis A increased 58% (from
9.2 to 14.5 cases per 100,000 population).
-- 7.3% of hepatitis A cases were associated with
foodborne or waterborne outbreaks.
Hepatitis A
? 是一种世界范围的急性传染性疾病, 主
要通过粪 -口途径传播 。
? 也可以通过接受肝炎病人的血液而感染 。
? 易感者主要为儿童或青少年 。
? 中国是甲型肝炎的高发区, 年发病人数
达数百万以上, 总流行率为 80.9%。
肠道寄生虫
水中肠道寄生虫对常规的消毒剂的抵抗
力比细菌、病毒强。经氯化消毒后的水，大肠菌
群已被灭活，肠道寄生虫可能依然存在 。
? 隐孢子虫
? 贾第鞭毛虫
Cryptosporidium (隐孢子虫 )
?寄生于人和数十余种动物体内, 在小肠内先发
育成滋养体, 经多次核分裂, 最后发育成卵囊,
随粪便排出体外 。
?卵囊具有感染性, 对外界抵抗力强, 在阴凉潮
湿条件下可存活数周至数月, 故在被污染的水
中可检出此卵囊 。
?据报道, 美国地表水源中隐孢子虫卵囊的污染
率可达 65%以上 。 人通过被卵囊污染的饮用水
或食物而感染, 并引起疾病 。
隐孢子虫感染 隐孢子虫病
Intestinal Cryptosporidiosis (隐孢子虫病 )
severe watery diarrhea
vomiting
cramps
low-grade fever
Cryptosporidium image
Cryptosporidium (隐孢子虫 )
-- a single-celled animal,
-- an obligate
intracellular parasite.
Outbreak case:
1993 in USA，
Waterborne Cryptosporidium Infection in
Milwaukee
-- At least 50 people died,and some
400,000 people became ill,4400 badly
enough to be hospitalized.
-- The municipal water supply was
contaminated by Cryptosporidium.
隐孢子虫病
? 一种肠道寄生虫导致的腹泻病。
? 轻重各异，是目前世界上腹泻病常见原
因。
? 重要症状为腹部疼痛和大量的水泻。
? 我国关于隐抱子虫病的报告甚少。
由于水源污染是造成 隐孢子虫病 在
人群中暴发流行的主要原因。在 美国
2001年发布的饮用水水质标准 中，已把
隐孢子虫作为生物学性状指标。
3,Epidemic Characteristic of
Waterborne Diseases
(1) Outbreak prevalence when water
conterminated by a lot of pathogenic
bacteria at one time.
(2) Cases happened continuously all the
year round when water is conterminated
frequently.
(3) Incidence is in accord with water supply
and distribution.
(4) Epidemic can be controlled after water
treatment,
化学性污染中毒
Toxic diseases caused by chemical
pollution
? Cyanide poisoning （氰化物中毒）
? Chromium poisoning （铬中毒）
? Arsinic poisoning （砷中毒）
亚硝酸盐 亚硝胺
? Nitrate (硝酸盐 )
高铁血红蛋白血症
氰化物泄漏污染河水事故
1991年 8月 20日,上海市嘉定县水厂测出河水中的氰化钠超
标 (0.2～ 0.9 ppm,以 CN- 计 ),并发现大批死鱼 (总共捞起
8900公斤 )。经查是位于张家港市的一家化工厂 (系个
体户,总共三人 )以处理上海钢锯厂热处理废渣为名,暗
中将含有氰化钠的废渣投入嘉定县内的一条 20公里的
主干河中 (宽 40米,平均深 2米 )。据交待,自 1985年以来共
投入废渣多达 10,000余包 (每包 35公斤 )，经监测部门测
定,每公斤废渣含氰化钠 3.36克 (以 CN-计 )，氰化钠总量
达到 1176公斤。这起事故历时长达 6年，除不时有鱼死
亡外，未发生人员中毒。
2001年 9月 29日凌晨 4时许，陕西丹凤县境内，一辆载有
5.2吨剧毒氰化钠溶液的卡车不慎翻入汉江支流铁峪铺
河内，约有 5吨氰化钠溶液溢出，造成河中生物大面积
中毒死亡。由于当地防化部队监控与处理及时，幸而
没有造成人员伤亡。
Nitrate（硝酸盐）
Sources：
? industrial and domestic wastewater.
? runoff（ 径流 ） from fertilizer use.
? natural environment.
in natural environment or
in vivo in gastrointestinal tract
nitrate (硝酸盐 ) nitrite (亚硝酸盐 )
nitrite (亚硝酸盐 ) nitrosamine (亚硝胺 )
amine
Potential Health Effects
? nitrite (亚硝酸盐 )
nitrite + hemoglobin methemoglobin (MHb)
MHb (高铁血红蛋白 ) asphyxia (窒息 ）
Infants below the age of six months
– Methemoglobinemia (高铁血红蛋白血症 )
shortness of breath
blue-baby syndrome
? Nitrate concentrations ( > 10 mg/L NO3-N)
may cause Methemoglobinemia (Blue Baby
Syndrome) in infants (Straub,1989),
? The toxicity of nitrate in humans is a result
of the reduction of nitrate (NO3-) to nitrite
(NO2-),
? By reacting with hemoglobin,nitrite forms
methemoglobin (MHb),a substance that
does not bind and transport oxygen to
tissues,Thus,methemoglobin formation
may lead to asphyxia,
婴儿，特别是三个月以内的婴儿，对硝酸盐特别
敏感。其原因是：
①婴儿的单位体重摄水量约为成人的 3倍；
②婴儿胃酸的 pH值较成人高得多 (pH5-7)，因而有
利于还原硝酸盐的细菌生存和增殖；
③婴儿血红蛋白 (血红蛋白 F)较成人血红蛋白 (血红
蛋白 A)更易形成变性血红蛋白；
④婴儿变性血红蛋白还原酶的活性低。血中 10％左
右的血红蛋白转变成变性血红蛋白时 (正常为 1％
一 2％ )，婴儿可出现紫绀等缺氧症状；
? 很多凋查表明，硝酸盐浓度达 20mg时，未引起婴儿
的任何临床症状。大多数病例发生在硝酸盐浓度大
于 22.5或 25mg/L，且多数是使用了遭受细菌污染的
浅井水。
? 国内对 18万人口地区的 52个托儿机构共 3824名婴幼
儿的调查表明，该地区 20年来饮水硝酸盐氮为 14 –
25.5mg/L时，未发现变性血红蛋白血症病例。对饮
水硝酸盐氮为 10 - 30mg/L的 156名 1岁以内儿童的调
查表明，其变性血红蛋白含量与对照组无明显差异，
而大于 30mg/L时有明显差异。
? 我国 规定,生活饮用水中硝酸盐不得超过 20mg/L。
? nitrosamine (亚硝胺 )
(1) carcinogens in test animals
可以引起 40多种动物的肿瘤, 主要有肝癌和食管癌 。
NDMA (二甲基亚硝胺 ):
诱发动物食管癌和咽部鳞状细胞癌
NDEA (二乙基亚硝胺 ):
诱发动物肝癌, 少数为食管癌
Npip (亚硝基哌啶 ):
诱发动物肝癌, 部分为食管癌
(2) potential carcinogens in human beings
?河南林县 49个大队 495口井中硝酸盐和
亚硝酸盐的含量明显高于低发区, 且和
当地食管癌发病呈正相关 。
?太行山地区食管癌发病率与饮水中硝酸
盐和亚硝酸盐含量大致呈平行关系 。
?亚硝胺类物质很可能是我国食道癌的致
病因子 。
II,Other health effects of contamination
of drinking water
? Biogeochemical Diseases
Endemic fluorosis (地方性氟中毒 )
Endemic arsenic poisoning (地方性砷中毒 )
? Disinfection by-products of chlorinated drinking water
Mutagenesis,carcinogenesis and teratogenesis
(致突变、致癌和致畸作用 )
? Health effects of toxic algae
? Health effects caused by secondary water supply
我国的研究资料
? 攀枝花至上海的 22个主要城市江段的水质和底
质中,共检出有机化合物 12类 300 多种,以半挥
发和非挥发有机物为主；
?上海黄浦江水中,GC/MS定性检出的 218种有
机物中,属美国 EPA的优先污染物达 39种；
?我国江苏启东肝癌高发区调查表明，饮用污染
严重的沟、塘水者肝癌死亡率高于饮用井水者；
?广西南宁地区 14个县市按大队调查也发现饮用
水水质与肝癌死亡率间有某种联系。
黄浦 江水质突变性与肿瘤的关系
水域
代表
居民点 致突变性
胃癌标化
死亡率
(1:10万 )
肝癌标化
死亡率
(1:10万 )
上 游 青 浦 阴性 -可疑阳性 62.7 56.9
中 游 徐 镇 阳 性 86.2 67.7
下 游 龙 江 强阳性 146.0 81.3
氯化消毒副产物
Chlorination Disinfection
By-products,CDBPs
Chlorine is the most commonly
employed chemical disinfectant in
drinking water treatment.
Chlorination of drinking water
produced disinfection by-products
(DBPs) that may have adverse health
effects on humans.
?饮用水氯化消毒是应用最为广泛、控制介水
传染病最有效的方法。
?1974年,Rook和 Bellar等人发现饮用水加氯
消毒会产生氯化消毒副产物（ CDBPs），如
三卤甲烷（ trihalomethanes,THMs）、卤乙
酸 (HAAs) 等
?1976年，美国国立癌症研究所又报道，氯仿
能引起雄性大鼠肾小管细胞腺癌和雄性小鼠
的肝细胞癌。
1,Classes of CDBPs
Two classes:
? Volatile halogenated compounds
挥发性卤代有机物
? Non-volatile halogenated compounds
非挥发性卤代有机物
Volatile halogenated compounds
挥发性卤代有机物
Trihalomethanes (THMs) 三卤甲烷类
-- chloroform 氯仿
-- bromodichloromethane（ BDCM） 一溴二氯甲烷
-- dibromochloromethane （ DBCM） 二溴一氯甲烷
-- bromoform 溴仿
Non-volatile halogenated compounds
非挥发性卤代有机物
Haloacetates (Haloacetic Acids) (HAAs) 卤代乙酸类
chloroacetate 氯乙酸
dichloroacetate (DCA) 二氯乙酸
trichloroacetate (TCA) 三氯乙酸
bromoacetate 溴乙酸
dibromoacetate (DBA) 二溴乙酸
tribromoacetate (TBA) 三溴乙酸
bromochloroacetate (BCA) 溴氯乙酸
Haloaldehydes 卤代醛
Haloketones 卤代酮
Chlorophenols 卤代酚
Haloacetonitriles 卤代腈
Halohydroxyfuranones 卤代羟基呋喃酮
MX,(3-氯 -4-(二氯甲基 )-5-羟基 -2(5氢 )呋喃酮 )
The major by-products of chlorine
disinfection of water supplies
Trihalomethanes (THMs) （ 三卤甲烷类）
Haloacetic Acids (HAAs) （ 卤代乙酸类）
2,Influence factors for DBPs formation
（ 1） 有机前体物 的含量
通常把水中能与氯形成 CDBPs的有机物称为有
机前体物（ organic precursor），它们主要是
腐殖酸、富里酸、藻类及其代谢物、蛋白质等。
（ 2）加氯量、溴离子浓度以及 pH等因素
水中腐殖酸含量越高、投氯量越大，
接触时间越长，则生成的三卤甲烷类物质越多。
3,Health hazards of CDBPs
Genotoxicity studies,mutagenic,DNA damage
Animal studies,carcinogenic,developmental
and reproductive effects
Studies of human populations,carcinogenic,
developmental and reproductive effects
DNA damage in HepG2 cells caused by chlorinated drinking
water of D Lake using SCGE
Cancer and exposure to chlorination by-products:
animal studies
Chlorination by-product Study animal Outcome
Trihalomethanes (THMs) 三卤甲烷类
chloroform
bromodichloromethane
chlorodibromomethane
bromoform
Mice
Rats
Mice
Rats
Mice
Rats
Liver tumours
Kidney tumours
Liver and kidney tumours
Colon and kidney
tumours
Liver tumours
Colon tumours
Cancer and exposure to chlorination by-products:
animal studies
Chlorination by-product Study animal Outcome
Haloacetic Acids (HAAs) 卤代乙酸类
dichloroacetic acid
trichloroacetic acid
bromodichloroacetic acid
dibromoacetic acid
Mice
Rats
Mice
Mice
Mice
Liver tumours
Liver tumours
Liver tumours
Liver and lung tumours
Liver tumours
Halohydroxyfuranones 卤代羟基呋喃酮类
3-chloro-4-
(dichloromethyl)-5-
hydroxy-2(5H)-furanone
(MX)
Rats cancer at multiple site
氯化副产物与 生长发育和生殖 的作用：
动物试验 *
-----------------------------------------------------------------------------------------------------
作者 （ 年代 ） 受试动物 氯化副产物 结 果
-----------------------------------------------------------------------------------------------------
Epstein (1992) 大鼠 二氯乙酸 软组织缺损
Smith (1988) 大鼠 三氯乙腈 软组织缺损
Smith (1989) 大鼠 三氯乙腈 软组织缺损
Smith (1988,1989) 大鼠 卤乙腈 胚胎死亡
Toth (1992) 大鼠 二氯乙酸 睾丸上皮细胞变性
Lander (1994) 大鼠 二溴乙酸 睾丸上皮细胞变性
Cicmanec (1991) 狗 二氯乙酸 睾丸上皮细胞变性
-----------------------------------------------------------------------------------------------------
暴露氯化副产物与 结肠癌：
流行病学调查 *
-----------------------------------------------------------------------------------------------------
作者 （ 年代 ） 暴露因子 相对危险性 调查结果 癌症结局
-----------------------------------------------------------------------------------------------------
Hildesheim THMs 1.13(0.7-1.8) 阳性 （ NS） 发病率
(1998)
Marrett(1995) THMs 1.5(1.0-2.2) 阳性 （ NS） 发病率
Young(1987) THMs 0.73(0.44-1.21) 阴性 （ NS） 发病率
Zierler(1986) 氯＋氯胺 0.89(0.86-0.93) 阴性 死亡率
Cragle(1985) 氯化水 3.36(2.41-4.61) 阳性 发病率
Wilkins(1981) 地面水＋井水 0.89(0.57-1.43) 阴性 （ NS） 死亡率
Brenniman(1980)氯化的地下水 1.11 阳性 （ NS） 死亡率
Alvanja(1978) 氯化水 1.61 阳性 死亡率
----------------------------------------------------------------------------------------------------
NS：无统计学差异
暴露氯化副产物与 直肠癌：
流行病学调查 *
----------------------------------------------------------------------------------------------------
作者（年代） 暴露因子 相对危险性 调查结果 癌症结局
----------------------------------------------------------------------------------------------------
Hildesheim(1998) THMs 1.7(1.1-2.6) 阳性 发病率
Marrett(1995) THMs 0.99(0.5-1.4) 阴性 （ NS） 发病率
Zierler(1986) 氯化水 0.96(0.89-1.04) 阴性 （ NS） 死亡率
Wilkins(1981) 地面水＋井水 1.42(0.7-3.16) 阳性 （ NS） 死亡率
Young(1981) 氯 1.39(0.67-2.86) 阳性 （ NS） 死亡率
Brenniman(1980)氯化的地下水 1.22 阳性 （ NS） 死亡率
Alvanja(1978) 氯化水 1.93 阳性 死亡率
----------------------------------------------------------------------------------------------------
NS：无统计学差异
暴露氯化副产物与 膀胱癌：
流行病学调查 *
----------------------------------------------------------------------------------------------------
作者（年代） 暴露因子 相对危险性 调查结果 癌症结局
----------------------------------------------------------------------------------------------------
Cantor(1998) THMs 1.5(0.9-2.6) 阳性 (NS） 发病率
King(1996) THMs 1.6(1.08-2.46) 阳性 发病率
McGeehin(1993) THMs 1.8(1.1-2.9) 阳性 发病率
Zierler(1988) 氯＋氯胺 1.4(1.2-2.1) 阳性 死亡率
Cantor(1987) 氯化的地面水 1.8 阳性 发病率
Young(1981) 氯 1.04(0.43-2.5 阳性 (NS） 死亡率
Wilkins(1981) 地面水＋井水 2.2(0.71-9.39) 阳性 (NS） 死亡率
Brenniman(1980)氯化的地下水 0.98 阴性 (NS） 死亡率
Alvanja(1978) 氯化水 1.69 阳性 死亡率
----------------------------------------------------------------------------------------------------
NS：无统计学差异
Alternate Paths to Bladder Cancer
(Bull,2003)
暴露氯化副产物与 出生缺陷：
流行病学调查 *
--------------------------------------------------------------------------------------------
结局／作者 暴露因子 相对危险性 调查结果
--------------------------------------------------------------------------------------------
畸形
Aschengrau(1993) 氯化的地面水 1.5(0.7-2.1) 阳性 (NS)
Bove(1992) THM > 80μg/L 1.6(1.2-2.0) 阳性
神经管缺损
Bove(1992) THM > 80μg/L 3.0(1.3-6.6) 阳性
口裂
Bove(1992) THM > 100μg/L 3.2(1.2-7.3) 阳性
心脏缺损
Bove(1992) THM > 80μg/L 1.8(1.0-3.3) 阳性 (NS)
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NS：无统计学差异
暴露氯化副产物与 生长发育：
流行病学调查 *
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结局／作者 暴露因子 相对危险性 调查结果
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体重偏低
Kanitz(1996) 二氧化氯 5.9(0.8-14.9) 阳性 (NS)
次氯酸钠 6.0(0.6-12.6) 阳性 (NS)
二氧化氯 +次氯酸钠 6.6(0.9-14.6) 阳性 (NS)
Savitz(1995) THM > 83μg/L 1.3(0.8-2.1) 阳性 (NS)
Bove(1992) THM > 80μg/L 1.3(1.1-1.5) 阳性
Kramer(1992) THMs 1.3(0.8-2.2) 阳性 (NS)
生长迟缓
Bove(1995) THM > 100μg/ L 1.5(1.2-1.9) 阳性
Kramer(1992) 氯仿 ≥ 10μg/L 1.8(1.1-2.9) 阴性
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NS：无统计学差异
卤代羟基呋喃酮
? 一类氯化副产物
? 以 3-氯 -4-(二氯甲基 )-5羟基 -2 (5H)-呋喃
酮（简称 MX）为代表，（英文全称,3-
Chloro-4-dichloromethyl-5-hydroxy-
2(5H)-furanome）
? a chlorination disinfection byproduct,which
forms from the reaction of chlorine with humic
acids in raw water,
? measured in drinking water samples in several
countries (Finland,USA,Japen,China),
? levels detected in drinking water,from 2 to 67
ng/L.
? induced mutations in several genotoxicity test
systems.
? a strong direct acting mutagen and clastogen.
? a multiple site carcinogen in male and female
rats.
MX,3-氯 -4-(二氯甲基 )-5羟基 -2 (5H)-呋喃酮
MX,3-氯 -4-(二氯甲基 )-5羟基 -2 (5H)-呋喃酮
? 在 Ames试验中,MX所诱发的致突变性占了氯化饮水有机
提取物总致突变活性的 20-50%；
? 对 TA100的致突变性达到了 2800-10000个回变菌落数 /nmol，
被认为是迄今为止最强的诱变物之一；
? MX在氯化消毒的饮水中浓度很低，仅处于 ng／ L水平；
? 芬兰、美国、加拿大、日本等国已在自来水中检出了 MX，
我国部分城市的自来水中也检出有 MX；
? 体内致癌试验表明,MX可引起实验动物的多脏器肿瘤，
肝脏和甲状腺是其致癌作用的敏感器官。
Relative potency of DBPs as
carcinogens (Bull,2003)
–N-nitroso-N-dimethylamine (NDMA,二甲基亚硝胺 )
需要考虑的问题：
?氯化消毒是我国常用的饮用水消毒方法；
?前尚不能确定饮水氯化与人群癌症发病率之间的因
果关系, 但在氯化消毒水中已检出 THMs,且致突
变性试验为阳性；
?动物实验证明很多氯化副产物具有致突变性和／或
致癌性；
?从保护人群健康出发, 在氯化消毒时应尽量降低氯
化副产物的生成 。
?Substitute for chlorine,chlorine dioxide (二氧化氯 ),
chloramine (氯胺 ),ozone (臭氧 )。
有关标准
? 美国环保局 1986年 颁布了, 安全饮用水法案修正案,,
提出饮用水中 总 三卤甲烷 的标准为 100μg/L。
? WHO在, 饮用水水质准则, (1984) 中推荐 氯仿 在饮用水
中的建议值为 30 μg/L。
? 我国在“生活饮用水卫生标准 (GB5749-85)”中规定 氯仿
不得超过 60μg/L，对其它消毒副产物未提出控制标准。
在 2001年新颁布的, 生活饮用水卫生规范, 中，在非常
规检验项目中增加了溴仿,二溴一氯甲烷、一溴二氯甲
烷、二氯乙酸和三氯乙酸 的限值。
? MX标准,MX已列在 WHO,饮用水水质准则, 第二版
（ 1992年）中，但尚没有足够的资料用于确定推荐的健
康指导值。
Adverse effects and cyanobacterial
toxins (蓝藻毒素 )
? 水中的磷、氮含量增加，加快 藻类 特别是有
毒藻类的繁殖和生长。
? 富营养化湖泊中生长的优势藻是毒性较大的
蓝藻（ Cyanobacteria,Blue-green algae），
它们可产生藻毒素，其中尤以 微囊藻毒素
（ Microcystin,MC） 存在最普遍。
?Freshwater cyanobacteria (蓝藻 ),also known as
blue-green algae,may accumulate in surface water
supplies as,blooms” and may concentrate on
the surface as blue-green,scums”,(浮藻 )
? The growth of cyanobacteria and the
formation of blooms are influenced by
physical,chemical,and biological factors
such as light intensity,temperature,
water turbulence,presence of inorganic
nitrogen and phosphorus nutrients,and
pH.
? Some species of cyanobacteria produce toxins,
which are classified,according to their mode of
action,as hepatotoxins (e.g,microcystins，微囊
藻毒素 ),neurotoxins (e.g,anatoxins，变性毒素 ),
and skin irritants,
? The major route of human exposure to
cyanobacterial toxins is the consumption of
drinking-water,Some people are also exposed to
cyanobacterial toxins through the consumption
of certain algal food tablets.
Cyanobacterial (Blue-green algal)
toxins via drinking water
? Hepatotoxics
– Microsystins
? Neurotoxics
– anatoxins
微囊藻毒素 (Microcystin,MC) 的危害
? 微囊藻毒素能破环肝细胞结构，具有很强的肝
毒性，同时也是一种促癌剂；
? 流行病学调查发现某些地区肝癌的发生与水中
受微囊藻毒素污染有密切关系；
? 微囊藻毒素被认为是继肝炎病毒、黄曲霉毒素
之后，又一导致肝癌的主要危险因素 。
? 我国南方地区的一些湖泊和水库水，藻类
已成为主要的污染问题；
? 据调查，我国一些地区作为饮用水源的地
表水微囊藻毒素浓度达到了 0.0046mg/L，
甚至自来水中也能检出微囊藻毒素；
? WHO1998年提出的饮用水中微囊藻毒素推
荐值为 0.001mg/L；
? 我国 2001年 颁布的, 生活饮用水卫生规范,
规定了微囊藻毒素在生活饮用水中的限值
为 0.001mg／ L 。
Health effects caused by secondary
water supply
? Secondary water supply
高层建筑二次加压供水
? 建设部, 城市供水水质管理规定, 中所称
二次供水是指单位或者个人使用储存、加压
等设施，将城市公共供水或者自建设施供水
经储存、加压后再供用户的形式。
二次供水水质污染的原因
① 贮水箱 (池 )设计不当，形成死水，致使微生物繁殖 ;
② 水箱、管道壁的腐蚀、结垢、沉积物沉积造成对水质
污染；
③ 管道内壁防腐涂料等不符合要求，致使某些元素含量
升高，水质恶化，有的甚至含有有毒成分和致癌性成
分；
④ 上下管道配置不合理；管网系统渗漏等，使水质受到
外来物质二次污染；
⑤ 卫生管理不善，水箱无定期清洗消毒制度、无盖、无
排孔口等。
Health hazards of contamination of
secondary water supply
Biologic contamination
water-born diseases
Chemical contamination
poisoning diseases
