改進(jìn)的地下水微生物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法

一、簡(jiǎn)介世界衛(wèi)生組織（以下簡(jiǎn)稱(chēng)WHO）和聯(lián)合國(guó)兒童基金會(huì)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)UNICEF）進(jìn)行的相關(guān)評(píng)價(jià)認(rèn)為，2000年初，世界有1/6的人口（約11億）缺少安全的用水供給（WHO/UNICEF2000）。盡管世界各國(guó)在1980～1990年10年間做出了相關(guān)的努力，但是世界上能夠獲得安全用水供給的大部分人口仍然分布在發(fā)達(dá)國(guó)家（如圖1所示）。圖1用水供給得不到改善的世界人口區(qū)域分布圖（WHO/UNICEF2000）為了解決發(fā)展中國(guó)家安全用水供給不足的問(wèn)題，聯(lián)合國(guó)開(kāi)展了一系列活動(dòng)，例如制定千年發(fā)展目標(biāo)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)MDGs），發(fā)展全球飲用水水質(zhì)快速評(píng)價(jià)方法(WHO/UNICEF2000)等。其中，MDGs的首要目標(biāo)是，到2015年使無(wú)法獲得安全用水供給的人口所占的比率減少一半，同時(shí)確保環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展能力。這里所說(shuō)的安全用水供給是指能夠供給無(wú)致病細(xì)菌、無(wú)病毒和高濃度有毒物質(zhì)的水資源（WHO/UNICEF，2000；Howard等，2001）。在發(fā)展中國(guó)家，由于管道供水的費(fèi)用比較高，而且可持續(xù)性令人質(zhì)疑，因此許多農(nóng)村和城市郊區(qū)仍然依賴(lài)于淺層地下水的供給。本文將要討論的就是發(fā)展中國(guó)家淺層地下水的安全性評(píng)價(jià)和管理的方法，其中有以下幾方面的內(nèi)容：——承認(rèn)全球化學(xué)污染物日益增加的重要性?！獜?qiáng)調(diào)地下水微生物污染脆弱性評(píng)價(jià)的必要性?！獜?qiáng)調(diào)未來(lái)水文地質(zhì)學(xué)家面臨的微生物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的挑戰(zhàn)。二、背景來(lái)自世界衛(wèi)生組織和聯(lián)合國(guó)兒童基金會(huì)2000年全球用水供給和衛(wèi)生評(píng)價(jià)的結(jié)果表明：非洲農(nóng)村地區(qū)47%的人口，拉丁美洲62%的人口和亞洲75%的人口無(wú)法獲得水質(zhì)良好的飲用水(WHO/UNICEF2000)。這些農(nóng)村地區(qū)很多地方的主要水源就是淺層地下水，主要利用淺洞和機(jī)械或人工開(kāi)挖的水井來(lái)取水。然而，由于不斷從這些飲用水中檢測(cè)出有毒的有機(jī)化學(xué)物質(zhì)和高濃度的致病性微生物，所以對(duì)這些地區(qū)用水供給的安全性引起了全球性的關(guān)注。例如，世界衛(wèi)生組織最近的研究已經(jīng)證實(shí)，在阿根廷、孟加拉國(guó)、柬埔寨、中國(guó)、蒙古和坦桑尼亞，淺層地下水中的砷（>0.01mg/l）和氟化物（>1.5mg/l）的含量較高（WHO，2004）；另外，再加之來(lái)源于人類(lèi)活動(dòng)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的硝酸鹽污染，更加強(qiáng)了對(duì)發(fā)展中國(guó)家地下水的關(guān)注（WHO，2004）。在發(fā)展中國(guó)家比較關(guān)注的是，使用微生物污染的淺層地下水所帶來(lái)的對(duì)人類(lèi)健康的不利影響。自從1854年英國(guó)醫(yī)生JohnSnow發(fā)現(xiàn)地下水引發(fā)霍亂病事件之后，人們對(duì)飲用水微生物污染的重要性以及它對(duì)公眾健康危害風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)識(shí)增強(qiáng)了。這在發(fā)展中國(guó)家尤其重要，因?yàn)檫@些國(guó)家的衛(wèi)生設(shè)施落后，衛(wèi)生措施有限，所以許多淺層地下水很容易遭受微生物的污染。實(shí)際上，由Esrey等人在1990對(duì)流行病的研究表明，腸胃疾病的減少與良好的水質(zhì)和衛(wèi)生設(shè)施有密切的聯(lián)系。防止發(fā)展中國(guó)家低收入群體腹瀉疾病傳播的控制措施就是減少水中的致病微生物（包括病毒，細(xì)菌，原生動(dòng)物和寄生蟲(chóng)），控制淺層地下水水質(zhì)（WHO，2004）。因此，下文將討論一些確保淺層地下水微生物安全和化學(xué)物質(zhì)安全的方法。三、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與管理確保淺層含水層中微生物的安全性，依賴(lài)于良好的工程實(shí)踐；“提高基礎(chǔ)設(shè)施”就相當(dāng)于“增強(qiáng)了供水的安全性”（例如，設(shè)計(jì)和建筑的投入越多，處理與保護(hù)地下水的效果就越好），本文將對(duì)這種觀點(diǎn)產(chǎn)生置疑，在發(fā)展中國(guó)家，“安全”用水的獲得不僅僅依賴(lài)于良好的工程實(shí)踐。實(shí)際上，要了解發(fā)展中國(guó)家淺層地下水的安全性，就必須十分了解水資源供給中存在的“風(fēng)險(xiǎn)”。了解淺層地下水中微生物風(fēng)險(xiǎn)的核心問(wèn)題是對(duì)水文地質(zhì)中“來(lái)源—路徑—受體”之間關(guān)系的正確評(píng)價(jià)，這里的“來(lái)源”被定義為災(zāi)害事件/環(huán)境（例如化糞池），“路徑”是具有脆弱性的水的存在介質(zhì)（例如土壤類(lèi)型），“受體”是用來(lái)存儲(chǔ)水源的基礎(chǔ)設(shè)施（例如人工水井）。四、含水層途徑習(xí)慣上，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的理解集中在微生物病原體的排泄源上，排泄源是通過(guò)含水層途徑傳輸?shù)竭_(dá)水受體的。這些已經(jīng)考慮了比如污染物濃度，土壤的滲透性和孔隙度，與生理溫度相關(guān)的土壤微生物的環(huán)境溫度以及從排泄源到水受體之間的距離。許多多元的地下水脆弱性評(píng)價(jià)工具被開(kāi)發(fā)出來(lái)，包括DRASTIC、EPIK、GOD和LEGRAND等(August，2004)。這些工具可以利用數(shù)據(jù)來(lái)描繪地下水供給保護(hù)區(qū)的邊界（Foster等，2002）。在發(fā)展中國(guó)家這可能會(huì)最終建立起排泄源（例如沼池/糞池）和水受體（例如水井和地上鑿洞）之間的安全距離。然而，要實(shí)現(xiàn)對(duì)供水區(qū)的保護(hù)還存在一些障礙，例如：可利用的數(shù)據(jù)資料有限，傳統(tǒng)的土地利用政策復(fù)雜而又可變，不切實(shí)際的從用戶(hù)到供水點(diǎn)之間的距離（Godfrey，2003）。五、局限性途徑對(duì)最近在發(fā)展中國(guó)家研究的含水層途徑與其它污染物路徑進(jìn)行了對(duì)比（Gelinas等，1996；BGS，2001；Howard等，2003）結(jié)果發(fā)現(xiàn)，質(zhì)量很差的水井和地表高負(fù)荷高風(fēng)險(xiǎn)的排泄物在水源保護(hù)區(qū)（這篇文章中定義為與較大的截獲區(qū)相對(duì)應(yīng)的管道和水井等建筑結(jié)構(gòu)）形成了短路。另外還發(fā)現(xiàn)，污染物從地表排泄源（與不完善的衛(wèi)生條件有關(guān)系）開(kāi)始擴(kuò)散進(jìn)入地下含水層，并沿著局限性途徑運(yùn)移，其中穿過(guò)質(zhì)量差的地上鑿洞和地表護(hù)坦的裂隙（與建筑的開(kāi)裂和不完善的水井維護(hù)有關(guān)系）（Howard等，2003）。這些研究進(jìn)一步說(shuō)明，為了減少淺層地下水的污染風(fēng)險(xiǎn)，必須對(duì)影響局限性途徑的優(yōu)先流動(dòng)路徑的形成機(jī)制有一個(gè)比較徹底的認(rèn)識(shí)。由此認(rèn)為，在發(fā)展中國(guó)家，這些局限性路徑比一般性含水層路徑有更高的污染風(fēng)險(xiǎn)。朽六、未來(lái)面臨撲的挑戰(zhàn)攝水文地質(zhì)學(xué)家全目前所面臨的懂挑戰(zhàn)是如何有兄效地評(píng)價(jià)和管倚理地下水的微襯生物污染風(fēng)險(xiǎn)懼，從而確保發(fā)侄展中國(guó)家安全憑的飲用水供給訓(xùn)。在第三版世刺界衛(wèi)生組織飲師用水水質(zhì)指導(dǎo)夢(mèng)方針中（秒2004臥），已提出要悠對(duì)水安全評(píng)價(jià)鞋方法進(jìn)行根本門(mén)性的改變（煙WHO煎，蝶2004個(gè)）。這就是水棵安全計(jì)劃（以茄下簡(jiǎn)稱(chēng)鉤WSP陶），它綜述了管全球可利用的岔微生物風(fēng)險(xiǎn)的飼評(píng)價(jià)和管理方駁法（基于質(zhì)量矮保證理論，而狠不是質(zhì)量控制絨原理）。本文醫(yī)中的質(zhì)量保證受被定義為對(duì)與挖地下水供給相紀(jì)關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)的透封徹理解，它可唯以通過(guò)微生物余質(zhì)量控制得以嫁驗(yàn)證。嗽傳統(tǒng)方法與喝WSP率方法不同，它戲所要求的水質(zhì)攏只是對(duì)最終得妙到的水源進(jìn)行斗測(cè)試所控制（恰參看圖減2羞中傳統(tǒng)方法與嗚WSP舞方法的比較）略。而偉WSP矛方法采用的控哲制措施和控制勾點(diǎn)是貫穿地下伏水的抽取、分債布和采集的整販個(gè)過(guò)程的，它炎對(duì)于含水層的訂局限性途徑和胖整個(gè)含水層途姿徑的評(píng)價(jià)都是鄉(xiāng)適用的；歉WPS期方法通過(guò)檢查創(chuàng)衛(wèi)生設(shè)施以確房定和水源的距竊離以及危害程腿度；然后，利寫(xiě)用選擇的物理鑰—看化學(xué)參數(shù)（例梯如溫度，倚pH及和濁度，電導(dǎo)朵率）進(jìn)行監(jiān)測(cè)心，評(píng)價(jià)每個(gè)污賭染物進(jìn)口控制汽點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。在唉每個(gè)控制點(diǎn)上躺，利用選擇的登微生物進(jìn)行校仗驗(yàn)。這些生物晴體（例如腸道旱球菌）的現(xiàn)狀藍(lán)和順應(yīng)性程度測(cè)是一個(gè)需要進(jìn)者一步研究的領(lǐng)群域。有自杰1998然年以來(lái)，英國(guó)妙水工程發(fā)展中排心（簡(jiǎn)稱(chēng)則WEDC單）已經(jīng)在孟加右拉國(guó)，加納，謎印度，蒙古，誼莫桑比克和烏菜干達(dá)實(shí)施了一防系列調(diào)研活動(dòng)架，評(píng)價(jià)這種方籌法在發(fā)展中國(guó)毯家的適用性。頁(yè)研究的結(jié)果顯蛇示，森WSP奧方法盡管適用倘，但是仍然對(duì)豎數(shù)據(jù)資料有較臺(tái)大的依賴(lài)性。置在發(fā)展中國(guó)家稅的農(nóng)村地區(qū)，郵受保護(hù)的地下攤水資源在大區(qū)耕域內(nèi)是分散的椅，需要一種快覺(jué)速的方法來(lái)評(píng)皇價(jià)地下水在局型限性途徑上的刑脆弱性。由于源在發(fā)展中國(guó)家池的許多農(nóng)村地蠟區(qū)，水文地質(zhì)好條件的資料有疊限，還需要利喪用簡(jiǎn)單的評(píng)價(jià)載方法來(lái)替代攪WPS妖。因此，水文由地質(zhì)學(xué)家面臨帖的挑戰(zhàn)就是開(kāi)殿發(fā)出能夠應(yīng)用岸于發(fā)展中國(guó)家稿偏僻地區(qū)淺層允地下水污染的罵快速風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)頓方法。七、結(jié)論室為了強(qiáng)調(diào)千年螺發(fā)展目標(biāo)（翠MDGs名）綱要中的全澤球目標(biāo)，水文舍地質(zhì)學(xué)家們需皆要更適用于發(fā)深展中國(guó)