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。
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)。
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
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。
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
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。
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
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。
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
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。
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。