武漢市遠(yuǎn)城區(qū)地下水源質(zhì)量和安全狀況調(diào)查和水質(zhì)發(fā)展趨勢(shì)分析

摘要：目的 本研究調(diào)查武漢市遠(yuǎn)城區(qū)的地下水情況。研究結(jié)果將有助于對(duì)水源性的疾病預(yù)防控制，以及對(duì)目前短期處理規(guī)劃和未來(lái)城市的公民基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展提供依據(jù)。方法 研究包括現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查井的類(lèi)型， 供水人口，以及井與附近的潛在污染源之間的距離測(cè)量等。每個(gè)村水樣本的收集分別在2008年，2010年和2012年開(kāi)展。結(jié)果 調(diào)查發(fā)現(xiàn)武漢市遠(yuǎn)城區(qū)的居民生活飲用水主要是三中方式：處理水，地表水和地下水。沒(méi)有被城市供水系的覆蓋的村高達(dá)59%。使用最多的水源是地下水。調(diào)查發(fā)現(xiàn)有三種井的類(lèi)型大口水井，手壓井和電泵井。手壓井型使用率為82%，供應(yīng)的人群高達(dá)63%。三次理化和微生物指標(biāo)檢測(cè)的結(jié)果變化在各地區(qū)有所不同。蔡甸和新州微生物指標(biāo)不合格率增加，2012年除新州外，其它三區(qū)的理化指標(biāo)不合格率增加。結(jié)論 結(jié)果表明理化指標(biāo)不合格率和微生物指標(biāo)不合格率都很高。微生物指標(biāo)不合格率顯示出與水井潛在的污染源之間的距離的負(fù)相關(guān)關(guān)系，但根本原因還需要進(jìn)一步調(diào)查。

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)城區(qū)；地下水水質(zhì)；安全現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)

水是人類(lèi)生活的必需品。飲用水源的質(zhì)量和安全是政府監(jiān)管和科學(xué)數(shù)據(jù)觀測(cè)的焦點(diǎn)[1]。通常水質(zhì)是指水的化學(xué)、物理、生物和放射性特性指標(biāo)[2]。目前飲用水的污染已被廣泛報(bào)道，其涉及或已經(jīng)造成了嚴(yán)重的傳染性疾病的傳播，并在世界范圍內(nèi)與人群死亡率相關(guān)[3，4]， 而微生物污染飲用水與人類(lèi)疾病相關(guān)已有很長(zhǎng)的歷史[5]。

為了全面了解這些區(qū)域水的情況，從2008年～2012年由武漢市衛(wèi)生局計(jì)劃，武漢疾病預(yù)防控制中心主持，并與各相關(guān)郊區(qū)疾病預(yù)防控制中心合作實(shí)施開(kāi)展對(duì)偏遠(yuǎn)郊區(qū)飲用水水質(zhì)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的研究。本研究根據(jù)中國(guó)愛(ài)委會(huì)/衛(wèi)生部農(nóng)村實(shí)施《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》準(zhǔn)則的通知[6]，根據(jù)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》[7]文件中中國(guó)飲用水質(zhì)量國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)[7]而展開(kāi)的。由于地下水是這些地區(qū)的主要水源，地下水的調(diào)查是該研究的重點(diǎn)。利用現(xiàn)場(chǎng)勘查地下水源用水的相關(guān)資料，居民取水方法，并收集的水樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室分析。研究結(jié)果將有效地幫助對(duì)今后改善農(nóng)村地區(qū)飲水安全，水源性疾病傳播的控制的短期計(jì)劃以及對(duì)全市實(shí)施飲用水系統(tǒng)的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，包括考慮遠(yuǎn)郊區(qū)的特性，提供一定的科學(xué)依據(jù)。

1資料與方法

1.1現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查點(diǎn)的確定 村莊調(diào)查點(diǎn)定義為政府區(qū)結(jié)構(gòu)內(nèi)的所轄行政村。充分考慮代表性的原則，我們根據(jù)地理方位特征在東南西北四個(gè)方位上分別選取新洲/江夏/蔡甸/黃陂四個(gè)區(qū)為現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查點(diǎn)，武漢市的這四個(gè)偏遠(yuǎn)地區(qū)調(diào)查總體覆蓋率100%。每個(gè)自然村隨機(jī)選取一口水井采集水樣。符合下列條件之一的行政村可適當(dāng)增加采樣點(diǎn)：①地處邊遠(yuǎn)老區(qū)、人口≥1600人、將來(lái)管網(wǎng)無(wú)法覆蓋的飲用地下水行政村；②設(shè)有飲用地下水的中小學(xué)的行政村；③建有化工企業(yè)的飲用地下水的行政村。

1.2調(diào)查內(nèi)容 行政村的戶數(shù)、人口等基本情況、飲用水類(lèi)型與供水方式等基本情況。各區(qū)填寫(xiě)統(tǒng)一的農(nóng)村居民飲用地下水水質(zhì)情況調(diào)查表。

1.3樣品采集 水樣收集在無(wú)菌玻璃瓶子等都是參考《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）[7]。樣品存放在冰盒，帶到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行微生物和理化評(píng)估，在采樣20 h內(nèi)完成。

1.4檢測(cè)指標(biāo) 檢測(cè)指標(biāo)：按照《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）中《小型集中式供水和分散式供水部分水質(zhì)指標(biāo)及限值》[6]確定：渾濁度、肉眼可見(jiàn)物、總硬度、鐵、錳、氟化物、砷、pH、硫酸鹽、硝酸鹽、耗氧量、氨氮、硝酸鹽氮、氯化物，細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群； 細(xì)菌總數(shù)和總大腸菌群測(cè)定將按照《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》[7]中《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法》[7]。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》表1中的內(nèi)容（GB5749-2006）的有關(guān)規(guī)定。

1.5取樣時(shí)限和質(zhì)量控制 地下水取樣和分析，分別在2008年，2010年和2012年完成。所有在這個(gè)項(xiàng)目中的成員培訓(xùn)包括現(xiàn)場(chǎng)勘查程序，水質(zhì)采樣，實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，數(shù)據(jù)收集和分析。對(duì)實(shí)地調(diào)查的處理，所有調(diào)查人員完成調(diào)查問(wèn)卷，樣本采集。如果有任何泄漏和錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)天及時(shí)定下一個(gè)糾正行動(dòng)方案比如重復(fù)采樣或檢測(cè)，實(shí)地調(diào)查成員還負(fù)責(zé)保管數(shù)據(jù)和總結(jié)。

水樣檢測(cè)在當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)區(qū)疾病預(yù)防控制中心進(jìn)行。各實(shí)驗(yàn)室的質(zhì)量控制是嚴(yán)格按照國(guó)家認(rèn)證實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部質(zhì)量控制來(lái)管理。實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可的質(zhì)量一定符合管理體系的要求，以及嚴(yán)格執(zhí)行審計(jì)檢查數(shù)據(jù)等。如果測(cè)試樣本中的指標(biāo)與對(duì)照實(shí)驗(yàn)相比，有出錯(cuò)的可能，平行實(shí)驗(yàn)將在分析中進(jìn)行。本次調(diào)查抽樣和實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)工作正在由武漢疾病控制與預(yù)防中心專(zhuān)業(yè)監(jiān)督和復(fù)評(píng)采樣數(shù)據(jù)， 以保證的方法的規(guī)范化和結(jié)果可比性。如報(bào)道某區(qū)樣品中毒理學(xué)超標(biāo)，武漢疾病預(yù)防和控制中心將采用梅花分布抽樣方法進(jìn)行一次重新審查，并在同一地點(diǎn)的已被檢測(cè)的水樣和新收集水樣都重新進(jìn)行測(cè)試。兩者的結(jié)果與首次采樣檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較，并為確認(rèn)最終分析的結(jié)果。

1.6統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 在這項(xiàng)研究中使用的方法是將一個(gè)區(qū)的某一檢測(cè)項(xiàng)目的出現(xiàn)率與其它三個(gè)區(qū)總合出現(xiàn)的現(xiàn)率進(jìn)行Odds Ratio計(jì)算。Odds Ratio的值可以得知是否某一區(qū)與其它三區(qū)有顯著性的不同。然后用卡方檢驗(yàn)分別用來(lái)比較2個(gè)區(qū)率。對(duì)于影響微生物指標(biāo)合格率的潛在原因， 也進(jìn)行了分析，水井類(lèi)型， 污染源和水井之間的距離進(jìn)行了測(cè)量等， 試圖探測(cè)它們之間是否存在一定的相關(guān)關(guān)系。對(duì)于污染源和水井之間的距離這組數(shù)據(jù)， 應(yīng)用了單方向ANOVA，而各區(qū)間兩兩比較應(yīng)用t檢驗(yàn)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2結(jié)果

2.1基本情況 在這項(xiàng)研究中有1852個(gè)行政村，2008年的數(shù)據(jù)顯示其中318已經(jīng)完全由自來(lái)水管網(wǎng)覆蓋，435個(gè)行政村有一部分自來(lái)水管網(wǎng)覆蓋，1099個(gè)行政村供水仍然未有自來(lái)水管網(wǎng)覆蓋。數(shù)據(jù)顯示，整體行政村網(wǎng)絡(luò)水覆蓋為11.17%，部分覆蓋了23.94%，無(wú)覆蓋為59.34%，見(jiàn)表1。結(jié)果顯示，蔡甸區(qū)村莊有全面城市供水設(shè)施供水管網(wǎng)覆蓋范圍均顯著高于比其他三區(qū)，和其他三區(qū)有使用其他水源的是地下水和地表水的比例較高。2008年，2010年和2012年從4個(gè)區(qū)地下水的收集的水樣樣本數(shù)量顯示在表2。

2.2水樣合格率各區(qū)內(nèi)比較 水樣中各區(qū)的三年的數(shù)據(jù)測(cè)試合格率的比較顯示在圖1（* P<0.05，使用卡方檢驗(yàn)，都是區(qū)與內(nèi)與2008年的數(shù)據(jù)相比）。

2.3各區(qū)水樣理化不合格情況分析結(jié)果 結(jié)果表明，蔡甸和黃陂顯著增加的趨勢(shì)（使用卡方檢對(duì)2008年的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較），尤其是發(fā)現(xiàn)在2012年， 在4個(gè)區(qū)中蔡甸區(qū)的理化指標(biāo)不合格率最高，見(jiàn)圖2。

2.4 各區(qū)微生物不合格情況分析結(jié)果 結(jié)果表明，2008年的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較， 蔡甸和新州已顯著增加，但黃陂和江夏顯著下降，見(jiàn)圖3。

2.5在三個(gè)不同類(lèi)型的水井水樣不合格率的比較 根據(jù)三個(gè)不同井型的水樣檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行了分組分析。數(shù)據(jù)顯示，在手動(dòng)泵類(lèi)型的水井的理化標(biāo)準(zhǔn)不合格率與2008年相比顯著增加，而微生物指標(biāo)不合格率顯著下降，見(jiàn)圖4。

2.6污染源分析 2008年在調(diào)查中對(duì)井附近的污染源類(lèi)型與井的距離， 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。有六個(gè)不同的潛在污染源在本研究中已經(jīng)確定，即包括廁所，糞便池，廢水池，養(yǎng)魚(yú)廠，排水溝和垃圾場(chǎng)。對(duì)井與污染源的距離進(jìn)行了測(cè)量（米為單位），并進(jìn)行單因素方差分析，其F值為6.303，P<0.0001，結(jié)果具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。2008年4個(gè)區(qū)水樣檢測(cè)率的數(shù)據(jù)和潛在污染資源的距離之間的Pearson相關(guān)系數(shù)計(jì)算的數(shù)據(jù)結(jié)果表明，距離遠(yuǎn)近和微生物指標(biāo)不合格率有相關(guān)性（相關(guān)系數(shù)r=-0.9278，P<0.05）。應(yīng)用雷達(dá)圖表來(lái)顯示2008年各區(qū)測(cè)水樣的測(cè)試結(jié)果與井的污染源的距離之間的關(guān)系，見(jiàn)圖5。

3討論

2007年，世界衛(wèi)生組織（WHO）報(bào)道世界上約有11億人仍在使用不安全飲用水。近年來(lái)，更多的研究報(bào)告表明，世界上許多人口無(wú)法獲得適當(dāng)和安全的飲用水。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的數(shù)據(jù)，不安全飲用水引起相關(guān)疾病的死亡率超過(guò)5百萬(wàn)和超過(guò)2.5億缺乏起碼的衛(wèi)生條件。在2014年，貝恩等人估計(jì)全球有1.8億人使用飲用水源遭受糞便污染， 有1.1億喝的水是至少有\(zhòng)"中等\"風(fēng)險(xiǎn)。

中國(guó)政府投入了巨額資金來(lái)解決農(nóng)村安全飲水問(wèn)題。該研究項(xiàng)目是從2008年～2012年，從1852個(gè)行政村調(diào)查發(fā)現(xiàn)，地下水為主要水源，蔡甸，江夏區(qū)和新洲區(qū)都展現(xiàn)了這個(gè)特點(diǎn)。對(duì)于整體在四區(qū)行政村，城市供水設(shè)施供水僅為11.17%，23.94%的行政村為部分城市供水和未得到城市供水高達(dá)59.34%。監(jiān)測(cè)2008年～2012年的數(shù)據(jù)表明，理化指標(biāo)不合格率增加，微生物指標(biāo)不合格率仍然很高，但它在隨后的幾年顯著下降。雖微生物指標(biāo)不合格率和井與源污染距離表現(xiàn)顯著的相關(guān)行， 但真正的原因仍有待調(diào)查。2008年后武漢市啟動(dòng)公共和私人廁所系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化，但實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化與微生物指標(biāo)的不合格率下降的相關(guān)性仍在調(diào)查中。

本次調(diào)查從武漢四個(gè)遠(yuǎn)郊區(qū)的調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，理化指標(biāo)不合格率很高，與2008年的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)在2012年顯著增加。從而引起武漢市疾病預(yù)防控制中心的高度關(guān)注。但是，目前我們對(duì)農(nóng)村的地下水源物化不合格率的根源尚在調(diào)查還沒(méi)有數(shù)據(jù)來(lái)提出任何建議。但更多的水過(guò)濾技術(shù)，可以推薦給遠(yuǎn)郊區(qū)用來(lái)過(guò)濾掉那些有毒的無(wú)機(jī)物和正在增高的基本化學(xué)物。從城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)劃的角度來(lái)看，我們建議，如果經(jīng)費(fèi)能夠支持，提供了城市供水管到這些地區(qū)將是對(duì)飲用供水更快速，更高效的解決方案，這將同時(shí)解決理化和微生物的問(wèn)題。特別考慮那些城市供水管可以到達(dá)的地段。這項(xiàng)研究提出了如何保護(hù)和處理的水源地?cái)?shù)據(jù)， 希望當(dāng)?shù)鼐用竦娘嬎|(zhì)量和安全問(wèn)題能夠盡快的得到妥善的解決以減少當(dāng)?shù)鼐用裨馐軓乃畟鞑ゼ膊〉娘L(fēng)險(xiǎn)。

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編輯/孫杰