2.2　饮水水质和疾病

人每天都要饮用大量的水，所以饮水水质对人体健康至关重要，水质优良则有益于健康，反之将会贻害无穷。世界卫生组织（WHO）调查表明，与水相关的疾病仍然是一个重大的健康问题，80%的疾病和1/3的死亡率与受过污染的水有关，因水污染而患病的人约占世界各医院住院人数的一半。每年死亡的1800万儿童中，约有50%的死因与饮用水污染有关。

饮水水质中可能导致疾病的因素大致可分为三类：一是病原微生物，通过水作为媒介进行传播，引起介水传染病的产生、传播和流行；二是超量或不足的各种矿物元素，可能引发各种地方病；三是进入水中的污染物，包括重金属、有机物和有毒物质，这些污染物或通过饮水直接进入人体，或通过食物链富集后进入人体，引起急性和慢性中毒。

2.2.1　微生物与疾病

水是微生物存在的天然环境，大多数微生物生活在有水的环境中，离开水，微生物将失去活性甚至死亡，干燥的食物可以保存得更久就是这个道理。水中的微生物可分为病毒、细菌、原生动物、部分寄生虫以及部分藻类，其中大多数微生物都可以引起人类的各种疾病。当水的温度达到100℃时，绝大部分水中微生物即死亡或失去活性。由于中国人有喝开水的良好习惯，使得中国人得水传疾病的机会大大降低。

（1）病毒引发的疾病

①病毒的属性。病毒是一种体积极微小的微生物，个体尺寸10～300nm，大多用电子显微镜才能看到。病毒结构简单，属于非细胞型微生物，可以是一种蛋白组成外壳加上几百上千个核苷酸或核酸（如类病毒），或只含有蛋白质（朊病毒）。病毒游离于细胞之外时，不能复制，不表现生命流行性，只以一种有机物的物质形式存在。病毒一旦进入细胞后，它可以控制细胞，使其听从病毒生命活动需要，靠寄生在其他生物的活细胞内生长繁殖。病毒最明显的特点是极其“自私”，复制原料和能量全部来自它所寄生的细胞，并使细胞产生病变。

②病毒感染。病毒在自然界中分布很广，人、动物、昆虫、植物、真菌、细菌等都可被病毒寄生而引起感染。在人类的传染病中，由病毒感染引起的约占3/4，远远高于细菌和其他微生物所致疾病，如流行性感冒、肝炎、流行性出血热、水痘、带状疱疹以及艾滋病等，传染性强，流行广泛。病毒还与某些肿瘤、先天性畸形、老年痴呆等有关。

病毒有很多种类，按宿主不同可分为动物病毒、植物病毒、细菌病毒；按临床和感染途径可分为呼吸道感染病毒、消化道感染病毒、肝炎病毒、乙脑病毒、神经病毒、性传播病毒等。不同的病毒侵入人体后的扩散方式和致病特点也不一样。有的只引起局部感染，有的可随血液或神经扩散。

③水传疾病病毒。引发水传疾病的病毒主要有肠病毒，其中脊髓灰质炎病毒可导致脊髓灰质炎，也叫小儿麻痹病；柯萨奇甲型、乙型病毒和埃可病毒，可导致无菌性脑膜炎；其他类型肠病毒，可导致大脑炎。此外，呼吸道肠道弧病毒和腺病毒可导致上呼吸道及肠胃病，轮状病毒和肠胃病毒可导致肠胃炎，甲型肝炎病毒可导致传染性肝炎等。

目前已知由病毒引起的介水传播疾病有甲型肝炎、病毒性肠胃炎等。据美国的调查统计，1971～1985年水传播疾病中，甲型肝炎爆发过23次，发病人数737人；病毒性肠胃炎爆发过20次，发病人数多达6254人；小儿麻痹病爆发过1次，发病人数16人。

（2）细菌引发的疾病

①细菌的属性。细菌是属于原核型细胞的一种单胞生物，形体微小，结构简单，无成形细胞核，也无核仁和核膜，除核蛋白体外无其他细胞器。细菌在适宜的条件下有其相对稳定的形态与结构，按其外形主要有三类——球菌、杆菌、螺形菌。细菌的结构按分布部位大致可分为：表层结构，包括细胞壁、细胞膜、荚膜；内部结构，包括细胞质、核蛋白体、核质、质粒及芽孢等；外部附件，包括鞭毛和菌毛。细菌具有独立的生命活动能力，可从外界环境中摄取营养物质，获得能量，具有代谢旺盛、繁殖迅速的特点。细菌代谢过程中，可产生多种对人类的生活有重要意义的代谢产物，致病细菌则导致人类疾病。

②水中的细菌及检测。水中的细菌来自土壤、尘埃、污水、人畜排泄物及垃圾等。水中微生物种类及数量因水源不同而异。一般情况下，地面水比地下水含菌数量多，并易被病原菌污染。在自然界中，水源虽不断受到污染，但也进行着自净作用。日光及紫外线可使表面水中的细菌死亡，水中原生生物可以吞噬细菌，藻类和噬菌体能抑制一些细菌生长，另外水中的细菌常随一些颗粒下沉于水底污泥中，使水中的细菌大为减少。

直接检查水中的病原菌是比较困难的，常用测定细菌总数和大肠杆菌菌群数，来判断水的污染程度，目前我国规定生活饮用水的标准为1mL水中细菌总数不超过100个；1L水中大肠杆菌菌群数不超过3个。超过此数，表示水源可能受粪便等污染严重，水中可能有病原菌存在。

③水传疾病细菌。凡是能引起人类疾病的细菌，统称为病原菌或致病菌。细菌在人体内寄生、增殖并引起疾病的特性称为细菌的致病性或病原性。如鼠疫细菌引起鼠疫，结核杆菌引起结核病。致病性的强弱程度以毒力表示，各种细菌的毒力不同，并可因宿主种类及环境条件不同而发生变化。

引发水传疾病的细菌主要有：可以导致伤寒或副伤寒的伤寒沙门菌和副伤寒沙门菌；导致沙门菌病的沙门菌；导致细菌性痢疾的志贺菌；导致霍乱的霍乱弧菌；导致肠胃炎的肠病原埃希大肠菌、小肠结炎耶尔森菌和空弯曲杆菌；导致急性呼吸道疾病军团病的嗜肺军团菌；导致结核病的结核分枝杆菌；导致肺病的其他非典型分枝杆菌。

1946～1980年，美国因水传播疾病弯曲杆菌和大肠埃希菌引发的肠胃炎爆发过7次，发病人数近5000人；志贺菌引发的痢疾达61次之多，发病人数1300余人；沙门菌引发的沙门菌病75次，发病人数达18000余人。

（3）寄生虫引发的疾病　寄生现象是指两种生物在一起生活，其中一方受益，另一方受害，后者给前者提供营养物质和居住场所的生物共生现象。受益的一方称为寄生物，受损害的一方称为宿主。寄生虫是一种寄生于植物、动物和人的体表或体内以获取营养，赖以生存，并损害宿主的多细胞的无脊椎动物或单细胞的原生动物。

①寄生虫病。寄生虫病对人体健康的危害十分严重，广大发展中国家，特别是在热带和亚热带地区，寄生虫病依然广泛流行。疟疾、血吸虫病、丝虫病、利什曼病和锥虫病等寄生虫病，严重威胁着儿童和成人的健康甚至生命。在不发达地区，尤其农村的贫苦人群中，多种寄生虫混合感染也是常见的。肠道寄生虫病的发病率已被认为是衡量一个地区经济文化发展的基本指标。

在经济发达国家，寄生虫病也是公共卫生的重要问题。估计美、英两国阴道毛滴虫的感染人数有350万。在前苏联，蓝氏贾第鞭毛虫的感染特别严重。许多人兽共患寄生虫病给经济发达地区的畜牧业造成很大损失，也危害人群的健康。此外，如弓形虫病、隐孢子病、肺孢子虫病等与艾滋病有关的原虫病，在一些经济发达国家，包括日本、荷兰、英国、法国与美国等开始出现流行现象。

我国是寄生虫病严重流行国家之一，特别是在广大农村，寄生虫病一直是危害人民健康的主要疾病，如疟疾、血吸虫病、丝虫病、黑热病和钩虫病，曾经夺去成千上万人的生命。此外，流行相当广泛的原虫病有贾第鞭毛虫病、阴道滴虫病、阿米巴病；蠕虫病有旋毛虫病、华支睾吸虫病、并殖吸虫病、包虫病、带绦虫病和囊虫病等。近年致病性寄生虫病，如隐孢子虫病、弓形虫病、粪类圆线虫病的病例亦时有报告，且逐渐增加。

②水传疾病寄生虫。目前已知的水传疾病寄生虫有卡氏棘变形虫，能引发阿米巴脑膜脑炎；结肠肠袋虫，能引发小袋虫病；隐孢子虫，能引发隐孢子虫病；痢疾内变形虫，能引发阿米巴性痢疾；表吮贾第鞭毛虫，能引发贾第鞭毛虫病；福氏纳归虫，能引发原发性阿米巴脑膜脑炎。大多数寄生虫可以在水中存活，并能通过水传播，因此还有许多寄生虫间接通过水传播引发各种疾病。1946～1980年，美国发生水传寄生虫病48次，发病人数近2万人。

（4）藻类引发的疾病

①藻类属性。藻类是能够进行光合作用，利用光能把无机物合成有机物供自身需要，能独立生活的一类自养原植体植物。藻类是一群古老的植物。化石记录表明，在35亿～33亿年前，在地球上的水体中，首先出现了原核蓝藻。在15亿年前，已有和现代藻类相似的有机体存在。从现代藻类的形态、构造、生理等方面，也反映出藻类是一群最原始的植物，已知在地球上大约有3万余种藻类。

藻类在形态上千差万别，小的只有几微米，必须在显微镜下才能看到，较大的肉眼可见，最大的体长可达60m以上。尽管藻类种类繁多，但是，它们基本上是没有根、茎、叶分化的原植体植物。藻类在自然界中几乎到处都有分布，主要是生长在水中（淡水或海水），但在潮湿的岩石上、墙壁和树干上、土壤中也都有它们的分布。在水中生活的藻类，有的浮游于水中，也有的固着于水中岩石上或附着于其他植物体上。

藻类对环境条件要求不高，适应环境能力强，可以在营养贫乏、光照强度微弱的环境中生长。在地震、火山爆发、洪水泛滥后形成的新鲜无机质上，它们是最先定居的居住者。有些海藻可以在100m深的海底生活，有些藻类能在零下数十度的南北极或终年积雪的高山上生活，有些蓝藻能在高达85℃的温泉中生活，有的藻类能与真菌共生形成地衣。

藻类植物是地球上最重要的初级生产者，它们光合同化生产有机碳的总量约为高等植物的7倍，同时固氮藻类（和固氮细菌）每年约能固定1.7亿吨的氮素。因此，藻类不仅是人类和动物极其重要的食物来源，而且它们在光合作用中放出的氧也是大气中氧的最重要来源。不言而喻，它们对自然生态系统的物质循环及环境质量有着深刻的影响。

由于我国幅员辽阔，自然环境复杂多样，使得我国淡水藻类资源也十分丰富而多样。近一个世纪的调查研究表明，淡水藻类中的各个门类在我国都有发现，而且种类都非常丰富。已知全世界藻类植物约有40000种，其中淡水藻类约有25000种，而我国已发现（包括已报道的和已鉴定但未报道的）淡水藻类约9000种。

②藻类的危害。在正常情况下，水生生态系统中，藻类群落的物种结构保持着良好的多样性状态，即种类多，但每种的个体不多，这时藻类群落发挥着良好的生态效益——保持水质良好状态，且水产丰富。但是当水体受到污染或高度富营养化时，水体内的氮、磷营养元素含量增高，水体生产力提高，某些特征性藻类（主要为蓝藻、绿藻）异常增殖，使水质恶化，水体衰退，这种现象或过程称为水质富营养化。此时水面藻类增多，成片成团地覆盖在水体表面，发生在湖面上称为“水华”或“湖靛”，发生在海湾或河口区称为“赤潮”。此时死亡的藻类腐烂，导致水中的溶解氧迅速下降，水体变色发臭，水质恶化，大批鱼类因缺氧或藻毒素中毒出现死亡。我国常见的能形成有害水华的藻类有微囊藻，还有鱼腥藻、项圈藻、颤藻、束丝藻等蓝藻，小定鞭藻的水华已引起多起养殖鱼类的中毒事件，硅藻水华也偶有大面积发生。1991年冬春之交，湖北省汉江发生的约200km范围的硅藻水华，造成很大危害，严重地影响了武汉市和沿江地区的工业生产和居民生活。

藻类对人体健康的危害主要体现在藻毒素上。藻类死亡后毒素进入水中，当毒素达到一定浓度后，直接饮用受到污染的水会引起中毒，轻者引发肠胃炎，重者可以致人死亡。藻毒素也可以通过食物链富集，人们食用水产品后发生中毒。据研究，河豚有毒与藻类毒素有密切关系。

2.2.2　有机物与疾病

在工业化以前，水中的有机物主要来源于土壤的溶出、动物的粪便和人类的生活污水。工业化以后，城市污水和工业废水成为水体有机污染的主要来源。当水体中氮、磷等营养物质较多时，水中藻类大量孳生，藻类可以将二氧化碳和水转化为有机物，藻类死亡后有机物进入水体，引起水体的有机污染。在发展中国家，随着城市化进程的推进和工农业生产的发展，生活污水和工业废水排放量迅速增加，而污废水处理设施建设滞后，大量未经处理的污废水直接排入水体，水污染形势日益严峻。

随着工业技术的发展，越来越多的人工合成有机物及有机农药进入水体，这些人工合成的有机物许多具有致癌、致畸、致突变的“三致”作用，而且难以生物降解，对环境危害极大。

为了控制水传疾病的爆发，现代供水设施普遍采用氯消毒技术，加入水中的氯在杀灭病毒、细菌和寄生虫的同时，与水中有机物，主要是卤代消毒副产物的前体发生化学反应，形成多种具有“三致”作用的卤代有机物。除了氯消毒以外，臭氧、紫外线等其他饮用水消毒方式也会产生对人类具有危害的消毒副产物，这些消毒副产物给人类带来长期的危害。

（1）水中有机物种类

①按来源分。按其来源，水中有机物可分为天然有机物和人工合成有机物。天然有机物主要是生物在自然循环过程中经腐烂分解所产生的大分子有机物，可再分为腐殖有机物和非腐殖有机物。其中腐殖有机物在地表水中含量较高，是水体色度的主要成分，是氯消毒副产物前体物质的主要部分。非腐殖有机物可以通过生物降解转变成腐殖有机物，近年来的研究表明，非腐殖有机物也是消毒副产物的重要来源。

人工合成有机物主要来自化学化工、石油加工、制药、酿造、造纸等行业，农业中使用的杀虫剂、农药、肥料也是人工合成有机物在水体中的另一个主要来源，这些有机化合物有些本身有毒性，有些有“三致”作用，其危害远大于天然有机物。由于人工合成有机物大多难以生物降解，无法通过水体的自净得到净化，供水系统处理起来也更加困难。目前已知的人工合成有机物在10万种以上，且以每年2000种的速度递增。

②按形态分。按其在水中的形态，水中有机物可分为悬浮有机物、胶体有机物和溶解有机物。悬浮和胶体有机物在净水厂可以采用沉淀、过滤的简单方法去除，不会对人体健康产生影响。溶解性有机物的去除较为复杂，需要采用生物氧化、化学氧化、活性炭吸附等处理手段，处理效率低、成本高。

③按降解性分。按其能被生物降解的难易程度，水中有机物可分为快速降解有机物、慢速降解有机物和不可降解有机物。快速降解有机物都是小分子的溶解性有机物，生物降解速度较快，如淀粉、甲酸、乙酸（醋酸）、糖等。慢速降解有机物是一些大分子的有机物，包括胶体状有机物，需要先将其水解成小分子的有机物，然后再降解，所以生物降解速度较慢。如果自来水中含有易降解或慢速降解有机物，可促使微生物在管网中大量孳生，致使水质发浑，变色，有异味，导致水介传染疾病的爆发，并可能使管道堵塞或腐蚀，影响正常供水。

（2）有机物的危害　水中有机物对人类的危害主要体现在三个方面：一是促进水中微生物孳生，引发水介传染疾病；二是本身具有毒性，导致人体中毒；三是具有致癌、致畸、致突变的作用，对人体的危害长期而隐蔽。水中各种有机污染物对人体的危害方式有两种，一是可以随饮用水直接进入人体而发生危害，二是通过食物进入人体而发生危害。后一种方式因食物链的富集作用而危害更甚。

①有机农药。现代社会广泛使用各种农药，以控制病虫害的发生。这些农药在农田灌溉或降水时溶出，随径流进入地表水体，或下渗进入地下水。由于有机农药药效好，深受广大农民的欢迎，每年使用量较大。常见的有机农药分为有机氯农药和有机磷农药，例如DDT、六六六、五氯酚、甲草胺、阿特拉津（莠去津）等。这些有机农药有的具有致癌作用，能引起食道癌、胃癌、肝癌、肺癌、血癌（白血病）等癌症；有的能够改变人体内的激素平衡，具有生殖毒性，严重危害人类健康。

②氯化卤代烷。氯化卤代烷是一类广泛使用的有机物，有四氯化碳、二氯甲烷、二氯乙烷、三氯乙烷、氯乙烯等，常用于制冷剂、发泡剂、灭火剂、溶剂、清洗剂、化工原料等用途。部分氯化卤代烷是氯消毒的副产物，如氯仿、溴仿、二溴一氯甲烷、一溴二氯甲烷。氯化卤代烷中毒可引起恶心、呕吐、腹泻、眩晕、头痛、运动失调，慢性中毒可使脂质过氧化，损伤细胞膜和神经，引起甲状腺、肝、肾等器官中毒。多种氯化卤代烷具有致癌、致畸、致突变的作用，这种“三致”作用需要经过很长时间才能显现，因而容易被人们忽视。

③酚类化合物。酚类化合物主要来源于石油化工、煤化工产业，通过工业废水进入水体，企业生产区地表降水径流的溶出转移作用也不可忽视。水中主要的酚类化合物有苯酚、甲苯酚、氯酚、苯二酚等。如果饮用水中酚类化合物含量超标，长期饮用会导致头晕、失眠、贫血、皮疹、记忆力减退等。酚类化合物具有促癌作用，达到一定剂量致癌作用明显。

④苯类化合物。水中的苯类化合物主要包括苯、二甲苯、苯乙烯、氯苯、苯并[a]芘等。苯类化合物具有较强的致癌作用，并损害神经、引起造血功能障碍。苯并[a]芘是重要的饮用水水质控制指标。

2.2.3　矿物质与疾病

当某一地区某种矿物元素过量或缺乏时，会导致化学元素型地方病，如氟中毒、大骨节病、砷中毒、硒中毒、钼中毒、克山病、甲状腺肿（粗脖子病）、克汀病等。我国地方病分布广，患者多，受威胁人口更多。我国的29个省、自治区、直辖市都有甲状腺肿、克汀病和氟中毒。除了自然因素，日益严重的污染也成为地方病的发病原因。引发地方病的矿物元素主要为重金属和非金属有毒元素，其中许多为人体必需的微量元素，因其过量或不足成为致病因子。此外，因工作环境某些元素过量，长期接触导致的疾病属于职业病，如各种重金属导致的职业性中毒症。

（1）水中重金属　重金属是指相对密度大于4或5的金属，约有45种，如铜、铅、锌、铁、钴、镍、钒、铌、钽、钛、锰、镉、铬、汞、钨、钼、金、银等。其中许多是生命活动所需要的微量元素，适量有益健康，也有部分重金属如汞、铅、镉等并非生命活动所必需。所有重金属超过一定浓度都对人体有害。

所有重金属及其氧化物在酸性环境中溶解，形成重金属离子，酸性越强，溶解度越大。大多数水中重金属在碱性环境下（pH值在8～10之间）可形成溶解度极小的金属氢氧化物沉淀，工程上常采用沉淀法去除水中的重金属。水中的重金属均以离子形式存在，同一金属不同价位的离子其毒性差异很大。例如，六价铬离子的毒性是三价铬离子的数千倍。

固态的重金属或重金属矿石不会直接产生危害，例如不锈钢中含有铬、镍、钛等重金属，但常用于制造餐具。只有离子态的重金属才能够被生物吸收，所以重金属的危害离不开水。由于大气污染，酸雨频发，酸雨可加速固体矿物（采矿业的尾矿）中重金属的溶出，加剧了重金属的污染。

重金属一般以天然浓度广泛存在于自然界中，但由于人类对重金属的开采、冶炼、加工及商业制造活动日益增多，造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、水、土壤环境，引起严重的环境污染。以各种化学状态存在的重金属，在进入环境或生态系统后就会存留、积累和迁移，造成危害。如随废水排出的重金属，即使浓度小，也可在藻类和底泥中积累，被水生动物食用后，产生食物链富集，从而造成环境问题。

重金属污染的特点表现在三个方面：一是水体中的某些重金属可在微生物作用下转化为毒性更强的金属化合物，典型例子之一是汞的甲基化作用；二是重金属可以经过食物链在较高级生物体内成千万倍地富集起来，通过食物进入人体的重金属可在人体内积蓄起来造成慢性中毒；三是在天然水体中只要有微量重金属即可产生毒性效应，一般重金属产生毒性的范围在1～10mg/L之间，毒性较强的金属如汞、镉等产生毒性的质量浓度范围在0.01～0.001mg/L之间。

（2）重金属与疾病　环境中重金属超标会导致人体慢性中毒，引发各种疾病。

①汞。汞可损伤人的大脑和神经系统，慢性汞中毒可以引起神经症状，如头昏、头痛、失眠、多梦，情绪激动或抑郁、焦虑和胆怯等；可以导致植物神经功能紊乱，表现如脸红、多汗、皮肤划痕症、肌肉震颤先见于手指、眼睑和舌，以后累及手臂、下肢和头部甚至全身；可以导致口腔疾病，主要表现为黏膜充血、溃疡、齿龈肿胀和出血，牙齿松动和脱落；可以导致肾脏损伤，初为亚临床的肾小管功能损害，出现低分子蛋白尿等，亦可出现肾炎和肾病综合征。此外，慢性中毒患者尚可有体重减轻、性功能减退、妇女月经失调或流产以及有甲状腺机能亢进、周围神经病变。

有机汞毒性高于无机汞。如甲基汞中毒者具有明显的神经症状，如突发性惊吓、两眼斜视、吞咽困难、阵发性抽搐、口腔张开而不能说话，有的小孩眯着眼睛发出狂笑，不能自已。症状严重的，可出现痉挛、麻痹、意识障碍等急性发作，并很快死亡。除人体受害外，动物如猫的中毒表现也引人注目，主要是集体向大海狂奔，即所谓狂猫跳海的“水俣病”。这是汞引起的著名环境公害病，因1953年首先发现于日本熊本县水俣湾附近的渔村而得名。

②铅。铅是一种严重危害人类健康的重金属元素，它可影响神经、造血、消化、泌尿、生殖和发育、心血管、内分泌、免疫、骨骼等各类器官，主要的靶器官是神经系统和造血系统。更为严重的是它影响婴幼儿的生长和智力发育，损伤认知功能、神经行为和学习记忆等脑功能，严重者造成痴呆。以往被认为安全的血铅水平已一再被证实对儿童健康有害，儿童铅中毒的标准已从20世纪70年代以前的600μg/L降为目前的100μg/L。生命早期的铅暴露不仅危害儿童期的智能和行为发育，而且对成年后的心血管异常、骨质疏松等也有影响。我国目前儿童铅中毒状况十分严重。对沈阳、北京、西安、上海、福州、广州等大城市工业区的调查表明，有85%的儿童血铅水平超过100μg/L，处于无症状的亚临床铅中毒状态。另据1997～1999年我国部分城市调查，有38.8%的城市儿童超过铅中毒标准。按此比例，我国3.3亿14岁以下儿童中有1亿以上受到铅中毒威胁。WHO在1999年呼吁发展中国家采取紧急措施，对付日益严重的铅污染。

③镉。镉是仅次于汞、铅之后污染环境、威胁人类健康的第三种金属元素。骨骼作为镉的主要靶器官，骨软化、骨质疏松就是镉最显著的毒效应，镉中毒可使肌肉萎缩，关节变形，骨骼疼痛难忍，不能入睡，发生病理性骨折，以致死亡。肾脏是镉慢性毒作用的靶器官，长期接触可引起肾脏的损害。另外，镉还能引起生殖系统的损害。美国科学家的最新研究表明，少量金属镉在实验鼠体内即能起到雌性激素的功能。他们认为，这意味着这种金属可能会提高女性患乳腺癌的风险。

④铬。铬遍布于自然界，在水体和大气中均含有微量的铬。铬有多种价态，其中仅三价铬与六价铬具有生物意义。

铬是人体必需的微量元素，过量的铬会污染环境，危害人体健康。铬的价态不同，人体吸收铬的效率也不一样，胃肠道对三价铬的吸收比六价铬低，六价铬在胃肠道酸性条件下可还原为三价铬，大量摄入铬可以在体内造成明显的蓄积。铬中毒主要是指六价铬。

饮用被含铬工业废水污染的水，可致腹部不适及腹泻等中毒症状；铬为皮肤变态反应原，引起过敏性皮炎或湿疹，湿疹的特征多呈小块，钱币状，以亚急表现为主，呈红斑、浸润、渗出、脱屑，病程长，久而不愈；由呼吸进入，对呼吸道有刺激和腐蚀作用，引起鼻炎、咽炎、支气管炎，严重时使鼻中隔糜烂甚至穿孔。慢性铬中毒可出现胃痛、胃炎、胃肠道溃疡，伴有周身酸痛、乏力等，味觉和嗅觉可减退甚至消失。铬还是致癌因子。

⑤钡。钡及其化合物用途甚广，常见的钡盐有硫酸钡、碳酸钡、氯化钡、硫化钡、硝酸钡、氧化钡等。除硫酸钡外，其他钡盐均有毒性。金属钡毒性很低，但可溶性钡盐的毒性很高。不同钡化合物的毒性大小与溶解度有关，溶解度越高，毒性越大。可溶性钡盐如氯化钡、醋酸钡、硝酸钡等为剧毒。碳酸钡虽不溶于水，但服入后与胃酸反应成为氯化钡而有毒。口服氯化钡0.2～0.5g即可中毒，0.8～1.0g时可致死。

钡盐急性中毒，开始出现胃肠道症状，如口腔、咽喉部及食道等处有干燥和烧灼感，恶心、呕吐，腹痛、腹泻，排水样血性大便；以后因肠痉挛而致便秘。同时可伴有头痛、眩晕、复视、耳鸣、口唇周围麻木感、刺痛等症状，由于频繁呕吐和腹泻，常致脱水、电解质紊乱，甚至休克。钡的慢性损害可出现上呼吸道和眼结膜刺激症状，可出现无力、气促、流涎、口腔黏膜肿胀糜烂、鼻炎、结膜炎、腹泻、心动过速、血压增高、脱发等。有研究表明，心血管病与饮用水中钡的含量高度相关。

⑥铍。铍及其盐类化合物均具有较大的毒性。急性铍中毒的临床表现为化学性支气管炎和肺炎，出现发热、全身酸痛、乏力、头痛、头昏、胸闷、咳嗽，痰可带血丝。肺部有湿罗音，严重中毒患者出现肺水肿。胸片可见肺纹理增多及大小不等的片状渗出阴影。

慢性铍中毒引起以肺肉芽肿病变为主的全身性疾病，又称铍病。铍病起病缓慢，一般在接触铍后数年甚至10年才发病。临床表现主要为乏力、消瘦、食欲不振、胸闷、胸痛、咳嗽、气急；后期出现肺气肿、缺氧、肺源性心脏病、心力衰竭。铍还可以损害皮肤，引发接触性皮炎，局部皮肤有红肿、瘙痒、灼痛、丘疹或疱疹。

铍属于人类可能致癌物。我国现行《生活饮用水卫生标准》（GB5749—2006）中规定，生活饮用水中铍的限值为0.002mg/L。

⑦锑。锑是银白色的天然金属，会刺激人体的眼、鼻、喉咙及皮肤，持续接触会破坏心脏及肝脏功能。根据美国毒性物质及疾病登记署的资料，锑会透过饮水、食物和空气吸收进入人体，主要破坏心脏和肝脏功能，也会囤积在肺、大肠等组织，需要数周时间才能排出体外。人体吸收到少量的锑就会出现头痛、眩晕和抑郁，急性中毒时会剧烈呕吐、头痛、呼吸困难，严重者可能死亡。长期吸入锑含量为2mg/m3的空气就会伤害心脏、肝脏，一次喝下锑含量达19mg/L的水会令人呕吐。德国音乐神童莫扎特死因的一个说法是锑中毒，1991年英国一名医师提出，莫扎特可能是在治疗忧郁症和高烧不退时，吃下医师开的砷和锑导致中毒。

⑧铊。铊及其氧化物都有毒，能使人的中枢神经系统、肠胃系统及肾脏等部位发生病变。人如果饮用了被铊污染的水或吸入了含铊化合物的粉尘，就会引起铊中毒。急性铊中毒患者，有恶心、呕吐、腹绞痛，甚至昏迷、抽搐、休克等症状；慢性铊中毒患者，初期为全身无力、食欲减退、头晕、头痛、失眠，随后便出现手指震颤、视力减退、脱发等症状。“鬼剃头”就是慢性铊中毒的一种表现。

早在20世纪60年代初期，我国某省某山村发生了一种罕见的疾病，全村人都不同程度地脱发，在不到3年的时间里，全村约700人的头发全都脱光了。这种被人称作“鬼剃头”的疾病，经检查为铊中毒。虽经各方面的全力抢救，大部分人脱离了危险，但还是有60多人不幸死亡。经有关部门查找原因，原来这个村子附近有一座废弃的汞矿，村民们为了挣钱便私自采矿，并在小河中淘洗朱砂（硫化汞），然后将矿石抛于水中或扔在岸边，矿石中的硫化铊经风吹日晒及水冲后被氧化生成硫酸铊并溶于水中，因而河水被铊的化合物所污染，村民们饮用河水后发生中毒。

⑨镍。镍中毒主要系吸入镍及其盐类的粉尘引起，临床表现为呼吸系统刺激症状及皮肤损害。工业上镍用于制作各种镍合金、器皿和材料等，长期接触镍的工人除有中毒机会外，其癌症发生的危险度增加。

患者有咳嗽、咯痰、胸闷、胸痛、哮喘等症状，胸片可见肺纹理增多、片状阴影、肺门增宽。从事镍电解和电镀的工人可发生鼻炎、嗅觉丧失和鼻中隔穿孔。皮肤损害多见于暴露部位，皮损性质为红斑、丘疹、丘疱疹，常奇痒，故称“镍痒症”。慢性皮损呈苔藓样变或色素沉着。脱离接触后，皮损经数周或数月自愈。长期接触镍的工人患鼻癌和肺癌等的危险度增加。研究者认为，过量的镍可使胎儿致畸。

钼。钼是人体必需的微量元素，钼对人体产生毒害的情况尚少。前苏联的亚美尼亚地区土壤中含钼量很高，居民钼摄入量每天10～15mg，痛风病发病率也高，认为痛风病与钼过多有关。

（3）非金属有毒物质　能引起人类中毒的非金属有毒物质有砷、硒、硼、氟、氰化物、亚硝酸盐等。

①砷。砷俗称砒，在环境中多以化合物的形式存在，常见的有三氧化二砷（砒霜）、二硫化二砷（雄黄）、三氯化砷、氰化砷等，其中以三氧化二砷最为常见。由于砷污染引起的急性、慢性中毒事件屡见不鲜，其中砷污染食物占很大比例，其次是饮水砷中毒、职业性砷中毒及医疗性砷中毒等。慢性砷中毒常见于含砷矿区、天然高砷区、含砷废水污染等。慢性砷中毒作为公害病仅见于日本。

砷及砷化合物是WHO下属的国际癌症研究所、美国环境卫生科学研究院、美国环保局等诸多权威机构所公认的人类已确定的致癌物。由于人类取水灌溉、采矿、特别是打井取水饮用等活动，以及受各地区的生态环境和气候影响，地球表层中的砷化合物以砷酸盐及亚砷酸盐等形式大量溶入地下水中，带来了严重的砷污染问题。

我国在很早以前就已发现了饮水型砷中毒的存在，按照WHO的水砷标准，我国砷中毒危害病区的暴露人口高达1500万之多，已确诊患者超过数万人。慢性饮水型砷中毒对人体多系统功能均可造成危害，包括高血压、心脑血管病、神经病变、糖尿病、皮肤色素代谢异常及皮肤角化，影响劳动和生活能力，并最终发展为皮肤癌，可伴膀胱、肾、肝等多种内脏癌的高发。最新研究还表明胎儿比成人对砷的毒性更敏感。

②硒。硒是肌体必需的微量元素，是有肌体的保护性因子。人体过多摄入硒会引起慢性硒中毒。硒中毒的初期症状是食欲减退、恶心、头皮疼痛、皮肤发痒、指甲疼痛、四肢无力、麻木、抽搐等，进而发生毛发脱落、脱甲、皮肤损害和神经系统损害等症状，乃至四肢瘫痪。研究还表明，过量硒可诱发染色体畸变及外周血淋巴细胞姐妹染色体互换频繁升高。高浓度的硒可产生致突变作用及对细胞内的遗传物质有损伤作用，甚至引起细胞癌变。

③氟。氟是人体必需的化学元素，适量的氟是牙齿及骨骼结构所必需的，而氟过多或不足都会影响身体健康。氟在地壳中含量不多，但分布很广。氟的化学性质活泼，有很强的迁移能力。含氟的矿物可溶解于天然水中，尤其是深层地下水和浅层水常因氟的含量较多而成为高氟水，火山和温泉也会将地壳深部的氟携带到地表。天然水中对人体适宜的含氟量区间很小，为0.6～1.0mg/L，一般情况下大于1.0mg/L就会出现氟中毒症，小于0.6mg/L则发生龋齿和骨质疏松症。氟中毒即患氟骨病，出现氟斑牙，影响甲状腺、胰腺、肾上腺和性腺的内分泌功能，造成脏器损伤、生殖功能衰退和引起神经中毒，严重时发生骨质病变。

④氰化物。水中氰化物可分为简单氰化物和络合氰化物，主要来源于电镀废水，焦炉和高炉的煤气洗涤水，合成氨、有色金属选矿、冶炼、化学纤维生产、制药等各种工业废水。

氰化物是剧毒物质，对人体的毒性主要是与高铁细胞色素氧化酶结合，生成氰化高铁细胞色素氧化酶而失去传递氧的作用，引起组织缺氧窒息。氰化物对水生生物有很大的毒性。水体中含氰化物0.1mg/L能杀死虫类，0.3mg/L能杀死赖以自净的微生物，而含氰化物0.3～0.5mg/L时，鱼类中毒死亡。人只要口服0.28g左右氰化钾则可致死。氰化物危害极大，可在数秒之内出现中毒症状。当含氰废水排入水体后，会立即引起水生动物急性中毒甚至死亡。

⑤亚硝酸盐。亚硝酸盐主要指亚硝酸钠和亚硝酸钾，是一种白色不透明结晶的化工产品，形状极似食盐，亚硝酸盐是剧毒物质，成人摄入0.2～0.5g即可引起中毒，3g即可致死。亚硝酸盐同时还是一种致癌物质，据研究，食道癌与患者摄入的亚硝酸盐量呈正相关性，亚硝酸盐的致癌机理是在胃酸等环境下亚硝酸盐与食物中的仲胺、叔胺和酰胺等反应生成强致癌物亚硝胺。亚硝胺还能够透过胎盘进入胎儿体内，对胎儿有致畸作用。6个月以内的婴儿对亚硝酸盐特别敏感，临床上患“高铁血红蛋白症”的婴儿即是食用亚硝酸盐或硝酸盐浓度高的食品引起的，症状为缺氧，出现紫绀，甚至死亡，因此欧盟规定亚硝酸盐严禁用于婴儿食品。

亚硝酸盐中毒发病急速，一般潜伏期1～3h，中毒的主要特点是由于组织缺氧引起的紫绀现象，如口唇、舌尖、指尖青紫，重者眼结膜、面部及全身皮肤青紫，头晕、头疼、乏力、心跳加速嗜睡或烦躁、呼吸困难、恶心、呕吐、腹痛、腹泻，严重者昏迷、惊厥、大小便失禁，可因呼吸衰竭而死亡。

鉴于以上原因，我国对食品中的亚硝酸盐残留制定了严格的限量标准，但由于高浓度的亚硝酸盐不仅可改善肉制品的感观色泽，还可大大缩短肉制品的加工时间，因此肉制品中亚硝酸盐超标的现象较为普遍。少数不法经营者以病死猪肉先经过双氧水浸泡漂白，然后添加大量的亚硝酸盐，最后经过加工而达到正常肉制品的色泽效果；还有添加大量亚硝酸盐的腊肉只要经过一夜熏烤就可以达到正常熏烤十几天的色泽和硬度，而且格外光鲜。

⑥硼。硼毒性较高，世界各国多禁用为食品添加物，但我国自古就习惯使用硼砂于食品，硼砂添加入食品中可起防腐、增加弹性和膨胀等作用。硼砂对人体健康的危害性是很大的，人体本来对少量的有毒物质可以自行分解排出体外，但是硼砂进入体内后经过胃酸作用转变为酸，而硼酸在人体内有积存性，虽然每次的摄取量不多，但积少成多，连续摄取会在体内蓄积，妨害消化道酶的作用，引起食欲减退、消化不良，抑制营养素的吸收，促进脂肪分解，因而使体重减轻。急性中毒症状为呕吐、腹泻、红斑、循环系统障碍、休克、昏迷等，即所谓的硼酸症。硼砂中的硼对细菌的DNA合成有抑制作用，但同时也对人体内的DNA产生伤害。硼是人体限量元素，人体若摄入过多的硼，会引发多脏器的蓄积性中毒。硼砂的成人中毒剂量为1～3g，成人致死量为15g，婴儿致死量为2～3g。因此，我国《食品卫生法》和《食品添加剂卫生管理办法》明令禁止硼砂作为食品添加剂使用。但由于硼砂对于口感要求较高的食品，特别是部分肉制品能显著提高其“品质”。又由于硼砂的防腐力较弱，因而常被大量使用，在各地小吃店等的肉制品中硼砂检出率和检测浓度均较高。

⑦碘。碘是人体必需的微量元素。如果环境中碘过量则有发生碘性甲状腺机能亢进症的危险，其临床表现如食欲亢进、体重减轻、肌肉无力、畏热等均较轻微，突眼也不明显。如果患者原有器质性心脏病，有一定的危险性。甲亢和患有结节性甲状腺肿的病人应该使用无碘盐并避免食用富碘食物。