2018—2020年門頭溝區(qū)農(nóng)村生活飲用水總硬度 監(jiān)測結(jié)果分析

田 凱，李 偉，畢 容

（北京市門頭溝區(qū)疾病預(yù)防控制中心理化檢驗科，北京 102300）

總硬度是一項重要的水質(zhì)指標(biāo)，飲用水中總硬度過高或過低都會對人體健康產(chǎn)生不良影響?？傆捕仍谟绊懭梭w健康的同時，也直接影響飲用水的口感與觀感。在2018與2019年度的《北京市水資源公報》中，總硬度為主要的超標(biāo)指標(biāo)之一。我國生活飲用水總硬度限值為450 mg/L。

門頭溝區(qū)地處北京西南部，轄內(nèi)以山區(qū)地形為主，農(nóng)村生活飲用水以井水為主?，F(xiàn)對2018—2020年門頭溝區(qū)山區(qū)農(nóng)村自備井井水總硬度檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，了解門頭溝區(qū)山區(qū)農(nóng)村飲用水總硬度的現(xiàn)狀，分析門頭溝區(qū)農(nóng)村地區(qū)飲用水總硬度的健康影響。

1 材料與方法

1.1 對象

2018—2020 年，門頭溝疾病預(yù)防控制中心檢測的509件門頭溝區(qū)山區(qū)農(nóng)村自備井水樣。依據(jù)采樣點與城區(qū)距離，分為淺山區(qū)和深山區(qū)。依據(jù)采水時間，分為豐水期（7—9月份）與枯水期（3—5月份）。

1.2 水樣的檢測與評價

按照《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗方法 總則》 （GB/T 5750.1—2006）[1]中的方法采集并檢測水質(zhì)樣品，對水樣進(jìn)行總硬度指標(biāo)檢測。依據(jù)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749—2006）[2]對水樣進(jìn)行評價，標(biāo)準(zhǔn)限量450 mg/L。依據(jù)《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 （GB/T 14848—2017）[3]，將水樣分為不同級別，詳見表1。

表1 總硬度水質(zhì)分級及限值

1.3 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析

使用WPS對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計，使用JASP 0.14.1軟件以及SPSS 22.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，Kolmogorov-Smirnov（K）檢驗判斷數(shù)據(jù)是否符合正態(tài)分布，使用Mann-Whitney U檢驗、Spearman相關(guān)性檢驗對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，P＜0.05時具有統(tǒng)計學(xué)意義，使用卡方檢驗對合格率進(jìn)行統(tǒng)計分析，P＜0.05時具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 總體情況

2018—2020 年，共檢測門頭溝區(qū)山區(qū)農(nóng)村自備井水樣509件，總硬度為0～681 mg/L，中位值 315 mg/L，最高超限倍數(shù)1.51，總合格率為94.50%。 經(jīng)Kolmogorov-Smirnov（K）檢驗，總硬度指標(biāo)不符合正態(tài)分布（P＜0.05）。見表2。

表2 2018—2020年門頭溝區(qū)農(nóng)村飲用水總硬度指標(biāo)統(tǒng)計分析結(jié)果

2.2 總硬度不同等級分布情況

509件 水 樣 中，I類 水52件，占 總 量 的10.22%，II類水174件，占總量的34.18%，III類水255件，占總量的50.10%，IV類水27件，占總量的5.30%，V類水1件，占總量的0.20%，以II類水和III類水為主。I類水、II類水的占比逐年上升，而III類水、IV類水的占比逐年降低，V類水僅在2018年有1件樣品，2019年之后未出現(xiàn)V類水，詳見表3。

2.3 總硬度檢測結(jié)果深、淺山區(qū)對比分析

深山區(qū)水樣359件，淺山區(qū)水樣150件。深山區(qū)I類水、II類水的占比要高于淺山區(qū)占比。見表3。淺山區(qū)的中位值360 mg/L高于深山區(qū)的300 mg/L，同時淺山區(qū)的合格率90.67%要低于深山區(qū)的合格率96.10%，見表2。與門頭溝區(qū)農(nóng)村生活飲用水往年統(tǒng)計結(jié)果一致[4-5]。深山區(qū)I類水、II類水的占比要高于淺山區(qū)占比。總硬度深山區(qū)與淺山區(qū)對比分析差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Z=-5.584，P＜0.001），分析結(jié)果與門頭溝區(qū)往年統(tǒng)計結(jié)果一致[4-5]。

表3 2018—2020年門頭溝區(qū)農(nóng)村飲用水總硬度等級分布

2.4 總硬度檢測結(jié)果豐、枯水期對比分析

豐水期水樣280件，枯水期水樣229件。豐水期I類水、II類水的占比與枯水期占比基本持平。見表3。豐水期中位值318 mg/L高于枯水期中位值310 mg/L，豐水期合格率93.21%低于枯水期合格率96.07%。見表2?？傆捕蓉S水期、枯水期對比分析結(jié)果差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義（Z=-0.961，P=0.336），與其他文獻(xiàn)結(jié)果不一致[6]。統(tǒng)計分析結(jié)果不一致考慮門頭溝總硬度指標(biāo)較為穩(wěn)定，受降雨以及季節(jié)因素影響不大，而江門地區(qū)水質(zhì)受降雨因素影響較大，造成了結(jié)果不一致。

2.5 相關(guān)性分析

相關(guān)性分析中，pH值與總硬度相關(guān)性數(shù)值呈負(fù)相關(guān)，具有統(tǒng)計學(xué)意義（r=-0.221，P＜0.001），硫酸鹽、氯化物、溶解性總固體三項理化指標(biāo)與總硬度之間均為正相關(guān)，相關(guān)性范圍（0.818～0.954），P＜0.001，具有統(tǒng)計學(xué)意義。分析結(jié)果與門頭溝區(qū)往年分析結(jié)果和其他文獻(xiàn)分析結(jié)果較為一致[4,7-9]，見表4。

表4 總硬度與其他4項理化指標(biāo)Spearman相關(guān)性分析

2.6 總硬度合格率對比分析

2018—2020 年度合格率對比分析，差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=4.281，P=0.118），與其他文獻(xiàn)結(jié)果不一致[10]，門頭溝區(qū)農(nóng)村生活飲用水總硬度含量較為穩(wěn)定，無明顯波動。深、淺山區(qū)合格率對比分析，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=6.009，P=0.014）。深山區(qū)合格率高于淺山區(qū)合格率，考慮深山區(qū)水源周邊環(huán)境要好于淺山區(qū)，同時人為因素對環(huán)境的污染要小于淺山區(qū)。豐水期、枯水期合格率對比分析，差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=1.976，P=0.160），與其他文獻(xiàn)統(tǒng)計結(jié)果一致[10]，結(jié)合豐水期、枯水期對比結(jié)果認(rèn)為門頭溝區(qū)農(nóng)村飲用水總硬度含量較為穩(wěn)定，季節(jié)因素如降雨量等對總硬度影響不大，影響因素主要來源為外來污染，見表2。

3 討論

門頭溝區(qū)農(nóng)村飲用水總硬度合格率較高，中位值315 mg/L高于總硬度推薦范圍60～200 mg/L[11]?？傆捕群空w水平較高，統(tǒng)計結(jié)果高于江門市統(tǒng)計結(jié)果[6]與濟(jì)南統(tǒng)計結(jié)果[7]以及北京市朝陽區(qū)[12]和廣西壯族自治區(qū)[13]的統(tǒng)計結(jié)果，低于門頭溝區(qū)往年的統(tǒng)計結(jié)果[4-5]。總硬度中位值和最高超限倍數(shù)逐年漸低，但含量波動不大，較為穩(wěn)定，合格率逐年提高。同時，I類水、II類水的占比逐年提高，總硬度指標(biāo)逐年改善，水質(zhì)具備上升趨勢。深山區(qū)I類水、II類水的占比高于淺山區(qū)占比，原因是深山區(qū)生態(tài)環(huán)境好于淺山區(qū)，居住人群數(shù)量少于淺山區(qū)，人群活動對環(huán)境的影響低于淺山區(qū)。

在2018年與2019年的檢測結(jié)果中，存在總硬度與氯化物以及硫酸鹽同時超標(biāo)的水質(zhì)樣品，超標(biāo)樣品采樣點為同一地點，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)水源水周邊存在污染源，污染源為該村醬菜廠污水池，與門頭溝區(qū)往年統(tǒng)計結(jié)果一致[8]，整改后該樣品三項指標(biāo)檢測結(jié)果合格。由相關(guān)性結(jié)果分析，當(dāng)氯化物、硫酸鹽、溶解性總固體含量增加時，會導(dǎo)致水中鈣、鎂離子濃度增加，從而使得總硬度升高。

總硬度過高或過低都會對人體健康造成不良影響，長期飲用高硬度飲用水可能誘發(fā)泌尿系統(tǒng)結(jié)石病癥，當(dāng)水質(zhì)硬度較高時，在影響飲用水口感的同時會出現(xiàn)水垢增多的現(xiàn)象。飲用水硬度偏低時，長期飲用會對心血管疾病以及骨骼發(fā)育造成負(fù)面影響[14]。同時，世界衛(wèi)生組織認(rèn)為，飲用水的硬度低于 100 mg/L時，會對運輸管道造成腐蝕，高于200 mg/L時，會導(dǎo)致管道積垢[15]。在門頭溝區(qū)農(nóng)村生活飲用水樣品中，有總硬度較高的生活飲用水，存在總硬度過高引起結(jié)石病的健康風(fēng)險，也有總硬度較低的飲用水，存在總硬度過低引起兒童骨骼發(fā)育不良以及心血管疾病的健康風(fēng)險，總硬度整體含量較高，對飲用水口感以及水質(zhì)影響較大，健康風(fēng)險主要為高硬度飲水引起的健康風(fēng)險。

門頭溝區(qū)農(nóng)村飲用水總硬度指標(biāo)在不同年度、不同區(qū)域、不同水期的中位值均高于總硬度推薦范圍60～200 mg/L[11]，長期飲用有可能危害人體健康，存在健康風(fēng)險。建議考慮在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)以及安全性可行基礎(chǔ)上，對于高硬度的水質(zhì)加以軟化處理，同時加強(qiáng)對于水源水水質(zhì)的保護(hù)工作。在關(guān)注總硬度偏高帶來的口感以及健康風(fēng)險的同時也要關(guān)注總硬度偏低帶來的健康風(fēng)險。近年來，受飲水習(xí)慣、口感以及感官的影響，低硬度飲用水更受喜愛，各類水質(zhì)凈化過濾裝置在家庭中的應(yīng)用越來越多，部分水質(zhì)凈化技術(shù)在降低水質(zhì)硬度的同時也去除了天然礦物質(zhì)，形成低礦物質(zhì)水，長期飲用同樣存在健康風(fēng)險。建議對相關(guān)地點的飲用水持續(xù)監(jiān)測，同時注意對健康飲水的宣傳教育，指導(dǎo)人群合理膳食，健康飲水。