农村饮用水水质健康风险评估技术研究与示范

定　　价：68 元

丛书名：普通高等教育“十三五”规划教材普通高等院校工程实践系列规划教材

• 作者：倪福全,邓玉著
• 出版时间：2014/3/1
• ISBN：9787030398758
• 出 版 社：科学出版社

• 中图法分类：R123.9 
• 页码：221
• 纸张：胶版纸
• 版次：1
• 开本：16K

内容简介

　　《农村饮用水水质健康风险评估技术研究与示范》基于人体饮水摄取危害物的方式、机制、摄取量和人体健康效应关系的分析，通过对四川省雅安市名山县农村饮用水水源水质检测、居民饮水习惯调查和实际量测，根据我国、欧盟、美国及WHO的生活饮用水水质标准，确定了研究区主要的危害物指标，运用SPSS13.0统计软件分析得到研究区农村居民饮水暴露参数，采用USEPA健康风险评价模型评价了饮水途径的健康风险，基于GIS技术制作了健康风险专题图并探讨了健康风险的时空变化规律，研发了农村饮用水健康风险评估与管理决策支持系统，提出了饮用水风险管理措施，为名山县开展饮用水水源地保护和管理提供了科学依据。

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序 言

　　随着我国社会经济的快速发展，环境污染曰渐严重，由此引发了诸多环境问题，如新旧公害事件不断出现，PM2．5、重金属污染、酸雨等环境污染问题遍布全国，使生态环境遭受严重破坏，人体健康和生存面临威胁。据报道，我国居民的主要死因和疾病已由过去的传染性疾病转变为现在的慢性非传染性疾病。近年来，脑血管疾病、癌症、呼吸疾病的死亡率呈明显上升趋势，其中全国每年新发癌症病例约350万，因癌症死亡患者约25。万，而9。％的癌症是由化学致癌物引起的。众所周知，化学污染物已经成为影响人体健康的第一要素。
　　水是人类生存的基本物质之一，水质好坏直接决定人体健康与否。近年来，人类不合理的污染排放，导致有害物进入水环境，不仅引发环境污染，还会在长时间内持续存在，最终通过食物、饮水、呼吸等途径进入人体，危害人的健康。水环境中多种化学污染物具有致癌、致畸和致突变效应，如重金属、多环芳烃、残留药物、有机农药等，这些有害物即使在剂量十分微小的情况下长期饮用，也会表现出对人体健康的毒性效应。据世界卫生组织（WH。）统计，全球每年因饮用水水质不良而死亡的人数达17。万，80％的疾病与直接饮用不清洁的水有关。
　　以上环境污染造成的健康危害问题曰益引人关注，公众特别希望了解：为什么环境污染会引起健康危害？其形成原因是什么？健康风险有多大？如何规避风险？要正确回答这些问题，健康风险评估是有效的手段，也是环境与健康问题研究中的极其重要的研究领域。
　　农村饮水安全一直是困扰中国经济发展的重要因素，也是新中国成立以来各届、各级领导致力解决的民生问题。特别是农村饮用水水质问题严重影响了人体健康、农村稳定，是人们最关心、最迫切需要解决的问题之一。传统的饮用水水质评价方法和标准虽然在一定程度上能够客观反映水体的污染水平，但无法直接反映水体污染对人体健康的潜在危害，已不能适应健康风险控制的要求。因此，开展农村饮用水水质健康风险评估及管理是顺应时代发展所必须开展的重要工作，非常必要，也是热门的研究领域。
　　本书以四川省雅安市名山区为研究区域，结合名山区农村饮用水现状与问题，开展了农村饮用水水质健康风险评估与管理技术研究，并将该技术应用于集中式供水站新建（或改扩建）方案制定中，不仅能保障饮用水水质安全，还能有效控制介水性疾病的发生和传播，改善农村居民的生活生产状况，给当地带来了巨大的社会、经济和生态效益。研究的主要创新和效益如下：
　　（1）根据县域尺度（四川省雅安市名山区）农村饮用水水质现状、时空分布特征及存在的主要问题，揭示了不安全因子的地域分布规律和主要危害物在水源中的分布规律；
　　（2）从水土环境的视角研究丁健康风险的形成机制；
　　（3）编制了HJJI省雅安市名山区农村饮用水水质健康风险专题地图，直观、系统、全面反映了健康风险的时空分布特征；
　　（4）提出了风险管控方案，研发了农村饮用水健康风险评估与管理决策支持系统，30管理部门提供了一个动态、可视化的信息共享平台，为政府决策提供系统、直观的技术支撑；
　　（5）将研究成果应用于研究区农村供水站的建设与水处理工艺的选择中，总计取得综合效益约工．53亿元。
　　本书共分11章。第工章综述了研究背景、健康风险评估国内外研究现状和本书的研究内容等；第2章阐述了健康风险的基本理论、剂量与摄取机制以及化学物质的毒性；第3章分析丁NAS的健康风险评估“四步法”在本书中的具体含义及内容，建立了健康风险评估指标；第4章介绍了研究区的基本概况；第5章分析了农村饮用水水源水质检测结果，探讨了污染物的来源和可能对人体健康产生的不利影响，确定了研究区主要的危害物；第6章以NAS健康风险评估“四步法”为基本框架，对饮水和皮肤接触途径的饮用水水源水质进行了健康风险评估，查清了农村饮用水水源污染物的潜在来源，获得了研究区农村居民饮水暴露参数，分析了饮水和皮肤接触途径的健康风险第7章建立了不确定性的水质健康风险评估模型，运用该模型评估了名山区水质健康风险；第8章利用GIS空间分析技术，分析了农村饮用水水源水质健康风险的时空变化特征；第9章分析了农村饮用水风险来源、管理中的问题，提出了农村饮水风险管理措施；第10章构建了农村饮用水水质健康风险管理决策支持系统；第u章对水质健康风险评估理论、技术与管理开展了示范研究。
　　在本书的撰写过程中，得到了雅安市水务局、名山区水务局、四川农业大学等单位领导和专家的大力支持，在此深表谢意！感谢国际科技合作计划项目（2012DFG91520）、四川省科技支撑计划项目（2010NZ0105）、四川省科技支撑计划项目（2012CPTZ0010）、四川省教育厅重点科研项目（09ZA063）的经费资助。感谢历届研究生、本科生张莹、刘小容、任化准、杨岳林、付成威、叶剑、张炅同、蒋琳琳等在野外调研、水质检测、数据分析与处理中做出的贡献。
　　作者
　　2013年12月

目 录

目录
序
前言
第1章 绪论 1
1.1 研究背景、目标及意义 1
1.1.1 研究背景 1
1.1.2 研究目标 3
1.1.3 研究意义 5
1.2 国内外研究现状及趋势分析 5
1.2.1 健康风险评估现状 7
1.2.2 水质健康风险评估现状 9
1.2.3 暴露参数研究现状 11
1.2.4 不确定性研究现状 12
1.2.5 GIS技术的应用现状 12
1.2.6 主要问题及研究趋势 14
1.3 研究内容、方法及技术路线 15
1.3.1 研究内容 15
1.3.2 研究方法 17
1.3.3 技术路线 17
1.4 拟解决的关键问题、特色与创新 17
1.4.1 拟解决的关键问题 17
1.4.2 特色与创新 17
第2章 健康风险评估基本理论 20
2.1 基本概念的内涵与外延 20
2.1.1 风险 20
2.1.2 风险评估 21
2.1.3 健康风险评估 22
2.2 剂量与摄取机制 23
2.2.1 剂量 23
2.2.2 摄取机制 24
2.3 化学物质毒性 26
2.3.1 化学物质非致癌毒性 28
2.3.2 化学物质致癌毒性 30
2.4 微生物的毒性 32
第3章 水质健康风险评估方法与指标 33
3.1 健康风险评估方法 33
3.1.1 危害鉴别 33
3.1.2 剂量-反应评估 34
3.1.3 暴露评估 36
3.1.4 风险表征 39
3.1.5 不确定性分析 40
3.2 健康风险评估指标 42
3.2.1 指标分类 42
3.2.2 风险评估指标 43
3.2.3 生理学指标 44
第4章 研究区概况 47
4.1 自然条件 47
4.1.1 地理位置 47
4.1.2 地形地貌 47
4.1.3 地质 49
4.1.4 土壤 50
4.1.5 气候 52
4.2 水资源现状 52
4.2.1 水资源量及评价 52
4.2.2 水资源开发利用现状 53
4.2.3 水资源保护现状 53
4.3 社会经济状况 53
4.3.1 人口状况 53
4.3.2 国民经济及农村经济状况 53
4.3.3 土地利用状况 54
4.4 农业生产状况 55
4.5 农田水利现状 55
4.5.1 水利工程现状 55
4.5.2 旱山村缺水情况 55
4.5.3 现状供水能力 56
4.6 农村饮水水源和供水类型 56
4.6.1 主要水源类型 56
4.6.2 供水方式 56
4.7 农村饮水安全现状评价 57
4.7.1 评价标准 57
4.7.2 农村饮水安全现状评价 58
4.7.3 农村饮水安全工作任务 59
第5章 研究区农村饮用水水源水质情况 67
5.1 样品采集与检测 67
5.1.1 水样采集 67
5.1.2 水质检测 68
5.2 生活饮用水水质标准 69
5.3 水质检测结果分析 70
5.3.1 一般化学指标 70
5.3.2 理化毒理学指标 75
5.3.3 微生物指标 80
第6章 健康风险评估 82
6.1 危害鉴别 82
6.1.1 污染源分析 82
6.1.2 疾病情况 84
6.1.3 污染物毒性 84
6.2 剂量-反应评估 87
6.3 暴露评估 88
6.3.1 暴露参数 88
6.3.2 其他参数 94
6.4 风险表征 95
6.4.1 风险计算 95
6.4.2 结果分析 95
第7章 健康风险中不确定性研究 99
7.1 不确定性理论 99
7.1.1 模糊数学法 100
7.1.2 灰色系统 101
7.1.3 随机数学方法 102
7.2 蒙特卡罗法 102
7.2.1 蒙特卡罗法基本原理 102
7.2.2 蒙特卡罗模拟法发展历程 103
7.2.3 MC在健康风险评估中的应用现状 104
7.3 水质健康风险评估中的不确定性 105
7.4 实例研究 107
7.4.1 基于MC的健康风险评价方法 107
7.4.2 MC模拟软件简介 108
7.4.3 MC模拟设置 109
7.4.4 模拟结果分析 113
7.4.5 敏感性分析 116
7.5 讨论 116
第8章 健康风险时空分布特征研究 118
8.1 基本理论 118
8.1.1 地理信息系统 118
8.1.2 空间分析技术 119
8.2 水质健康风险时空动态变化特征研究 122
8.2.1 单因子致癌风险时空动态变化特征 122
8.2.2 单因子非致癌风险时空动态变化特征 123
8.2.3 组合因子风险时空动态变化特征 131
第9章 农村饮用水风险管理研究 133
9.1 农村饮用水安全风险源 133
9.1.1 水源地风险源 135
9.1.2 饮水安全工程管理风险来源 135
9.2 风险管理 136
9.3 农村饮用水风险管理措施 137
9.3.1 水源地保护 137
9.3.2 水质监测 140
9.3.3 风险管理工程措施 140
9.3.4 建立农村应急供水预案 142
9.3.5 供水工程长效管理 146
第10章 农村饮用水风险管理决策支持系统 151
10.1 研发背景 151
10.2 系统设计 152
10.2.1 系统软硬件 152
10.2.2 系统主要功能 152
10.2.3 设计原则1 153
10.2.4 系统数据流程 153
10.2.5 系统开发的方法 155
10.2.6 系统组织结构 170
10.3 系统功能 170
10.3.1 用户管理 170
10.3.2 数据管理 170
10.3.3 图形操作 172
10.3.4 健康风险评估与管理 173
第11章 示范研究 175
11.1 名山区饮水安全概况 175
11.2 新店供水站示范研究 179
11.2.1 新店供水站概况 179
11.2.2 辖区现状 180
11.2.3 新店改扩建供水站 181
11.3 临溪供水站示范研究 186
11.3.1 临溪供水站概况 186
11.3.2 辖区水质现状 187
11.3.3 改扩建供水站 189
11.4 综合效益评价 190
11.4.1 综合效益 190
11.4.2 效益评价 1%
11.5 供水站运行管理 195
11.5.1 运营管理机构 195
11.5.2 水质管理 195
11.5.3 水量管理 200
11.5.4 生产运行管理 200
11.5.5 滤池的运行管理 203
11.5.6 加药消毒的操作管理 204
参考文献 206

文 摘

　第2章 健康风险评估基本理论
　　2．1 基本概念的内涵与外延
　　2．1．1 风险
　　很早以前人类就有了风险意识的萌芽，可以说风险是一个非常古老的概念。但至今，风险（risk）还没有统一的定义。主要定义有：
　　《韦氏新国际词典》中对风险的定义是“冒险；危险；严重危险；面对损失、伤害、不利或毁灭”。这个解释说明风险常常是更自愿的，而冒险是机遇的产物。
　　美国的小阿瑟。威廉斯、理查德．汉斯在《风险管理与保险》中认为，风险是在特定情况和特定时间，可能发生的结果之间的差异。如果仅仅有一个结果是可能的，则这种差异为，风险也为；如果有多种结果是可能的，则风险不为。这种差异越大，风险也就越大。
　　蒋维和金磊认为，风险是可使未来管理过程遭遇损失的不确定性，是指发生不幸事件的概率，是一个事件产生不符合人们期望后果的可能性。 认为，没有完全正确的风险定义，因为没有一个定义适用于全部的风险问题。
　　风险一词在不同领域又衍生出不同含义，如以下几种情况。
　　安全风险，特点是发生概率小，后果严重，具有偶然性，其核心是人类的安全与损失。例如，核事故风险、巨灾风险等。
　　健康风险，特点是发生概率大，后果较轻，具有不间断性，其核心是人类健康。例如，各种疾病风险。
　　生态／环境风险，特点是相互作用复杂，潜伏期长，其核心是生态系统。
　　公共福利／信誉风险，核心是价值。
　　金融风险，包括各种企业生产、流通风险，保险公司的精算风险，投资风险等，核心是经济。
　　投资风险，是指一个投资事件产生不期结果的可能性。
　　灾害风险，是指灾害发生及其对人类生命财产带来损害的可能性，即某一地区某个时间跨度内可能发生的自然灾害，及其引起的破坏程度。
　　水灾风险，是指在一定的吋空范围内，水灾所造成的损失的不确定性。
　　饮用水风险，虽然目前国内外很多文献对城市饮用水风险、农村饮用水风险、饮用水水源地风险、水厂消毒副产物风险、饮用水污染风险、饮用水成本风险、突发性水污染风险、地震灾区水质健康风险等进行了评估分析研究，但目前国内外文献中尚未见有饮用水风险的正式定义。饮用水风险包括广义和狭义之分：广义的饮用水风险，是指饮用水在水量、水质、方便程度、保证率等方面表现出的不安全性的概率及损失的不确定性，包括饮用水水量风险、饮用水水质风险、饮用水保证率风险、饮用水方便程度风险等，其特点是强调人们能够及时、方便地获得洁净足量的饮用水，即人们在需要时能够在自来水龙头或者距离较近的集中供水点以及庭院附近分散式供水点取水，水量能够满足日常生活做饭、饮用、刷牙、洗衣、洗澡等方面的使用要求，消费支出与当地经济条件相适应，水质符合生活饮用水卫生标准要求的洁净水，其核心是强调饮用水的安全性。狭义的饮用水风险，是指由于自然的和人为的原因所造成的饮用水水质不安全性的概率及损失的不确定性，如农村饮用水水质健康风险、城市饮用水水质健康风险、饮用水水厂消毒副产物风险、饮用水水质污染风险、饮用水突发性污染风险、地震灾区水质健康风险、战争状态下的水质风险、原生环境水质风险、自来水水质风险、直接饮用水水质风险等，其特点是强调饮用水水质的安全性，其核心是人体健康。
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