《把未处理城市污水用于农田灌溉的卫生风险》.doc

1、把未处理城市污水用于农田灌溉的卫生风险巴基斯坦境内的旁遮普邦南部纪实邵曼华 译沙宾纳费恩斯泰 罗海拉哈希恩 韦穆范德胡可 目 录 表格目录. 插图目录. 感谢致词. 摘要. 1.引言.1 2.背景.2 3.原始资料和研究方法.4 3.1 研究范围.4 3.2 研究人群.5 3.3 数据采集.5 3.3.1 潜在的卫生风险.5 3.3.2 实际的卫生风险.6 3.3.3 对研究人群的治疗.6 3.4 数据分析.6 4 研究结果 .7 4.1 研究所覆盖的人群.7 4.2 农作物种植模式.7 4.3 郝罗纳柏德市周围的污水对居民健康的潜在威胁.7 4.4 接触污水引起的流行疾病.7 4.5 通过污

2、水传播的肠内寄生虫.8 5. 总结讨论 5.1 郝罗纳柏德市周围使用污水灌溉农田的卫生风险.11 5.2 结论和有关建议.11 参考资料.13 摘 要 把污水用于农田灌溉是处理城市污水的一个得到认可的方法。城市污水中含有丰富的营养物资，可作为干旱、半干旱地区的一种可用水资源。然而，这些污水中还含有大量的病原体，有时还含有重金属和对人体健康及环境有害的有机化合物。因此，世界卫生组织建议在用城市污水灌溉农田之前应对其进行处理，以保护农民和农作物消费者。在巴基斯坦和其它许多发展中国家，使用污水前常不作任何处理，因为处理污水的设备非常昂贵，而且农民愿意用那些未经处理、营养丰富的污水。发展中国家对污水处

3、理的成本和收益知之甚少，就像他们也不知道用未处理的城市污水灌溉农田会对周围环境和人体健康有多大的威胁。因此，世界水资源管理委员会开始在巴基斯坦着手研究用城市污水灌溉农田的成本和收益。本报告着重调查的是用城市污水灌溉农田时，微生污染物对健康的威胁；不过该调查仅仅是所做研究工作的一部分。 为评估用城市污水进行灌溉的健康风险，研究人员对污水进行了采样分析，并对旁遮普邦郝罗纳柏德市附近的一个用未处理城市污水灌溉农田的农民社区进行了交叉组合研究。然后，研究人员把该社区的健康状况与位于郝罗纳柏德市附近的两个郊区村庄中一个用其它水资源进行灌溉的农民社区的健康状况进行了对比分析。 所用的郝罗纳柏德市附近的城市

4、污水中含有大量的粪便大肠杆菌和寄生虫卵，远远超过了世界卫生组织建议的标准。这就对农民及其家属和粮食消费者构成了很大的健康风险。在郝罗纳柏德市附近接触污水的农民社区中，腹泻类疾病和十二指肠类传染性疾病的得病率非常高。尤其是中年农田劳动者感染上述疾病的比率极高。因为他们经常赤手赤脚在农田中干农活，接触污水的机会非常多。这些农民的孩子感染腹泻类疾病和十二指肠类传染性疾病的比率也比其他控制人群要高。对于粮食消费者，感染钩虫传染病的机会似乎也稍有增加。由此以来，我们需对农民及其家属和粮食消费者实行一定的保护措施。在巴基斯坦的热带地区，要按照世界卫生组织的细菌标准对污水进行处理很难实现。然而，我们强力推荐

5、：在将城市污水用于农田灌溉之前，应对污水中的寄生虫卵和粪便大肠杆菌进行适当的处理。如果依照成本、收益分析得知污水处理不可行，我们应该采取其它保护措施。其中，可采取的低成本措施包括劝导农民讲究卫生，建议他们在污水灌溉田中劳动时戴上手套、穿上鞋子，使用杀寄生虫药物对农民及其家属进行定期治疗，对污水灌溉田中的农作物实施一定的限制措施。 1.引言 在许多国家，城市污水常被用于灌溉农田。这是处理城市污水的一个有效方法，具有很多优点。污水中包含丰富的营养物资，使用污水灌溉农田可在不用肥料的情况下增加农作物产量。此外，在那些水资源短缺的干旱、半干旱地带，城市污水可作为一种可用的水资源。除了这些优点外，污水中

6、可能还含有重金属、有机化合物和多种对环境及人体健康有负面影响的肠内病原体（Scott, Zarazua 和 Levine， 2000）。1998 年，为保护农民和粮食消费者的身体健康世界卫生组织制定了有关指导方针，规定了用于农田灌溉的城市污水中细菌和寄生虫卵的最大含量（世界卫生组织，1998）。为在城市污水用于农田灌溉之前减少污水中的有害物资，有关人员开发了很多污水处理方法。然而，在许多发展中国家，使用污水时仍旧不对其作任何处理。除因为没有现成的污水处理设施可用之外，原因还有人们尚未意识到污水对人体健康和环境的危害，而且世界卫生组织的指导方针不可行。发展中国家对污水处理的成本和收益知之甚少，就

7、像他们也不知道用未处理的城市污水灌溉农田会对周围环境和人体健康有多大的威胁。因此，世界水资源管理委员会开始在巴基斯坦着手研究用城市污水灌溉农田的成本和收益。巴基斯坦的许多城市直接将污水排放系统中的污水用于农田灌溉。使用污水时不对其作任何处理，因为处理污水的设备非常昂贵，而且农民也愿意用那些未经处理、营养丰富的污水。农民只知道使用这些污水灌溉农田会增加农作物的产量，却未意识到使用未处理的城市污水会对人体健康和环境造成多大的危害。本报告仅是污水灌溉成本和效益研究的一部分，其着重调查的是污水中的微生污染物对农民社区的健康风险。由肠内病原体引起的传染性疾病在巴基斯坦很常见（卫生部，国家 HMIS 部，

8、1999），因为城市污水中含有浓度很高的肠内病原体。对所有接触城市污水的人们来说，这都是一个潜在的健康风险。在巴基斯坦，为评估用城市污水进行灌溉的健康风险，研究人员对污水进行了采样分析，并对旁遮普省郝罗纳柏德市附近的一个用未处理城市污水灌溉农田的农民社区进行了交叉组合研究。然后，研究人员把该社区的健康状况与位于郝罗纳柏德市附近的两个郊区村庄中一个用其它水资源进行灌溉的农民社区的健康状况进行了对比分析。 2.背景 在那些由肠内病原体引起的传染性疾病非常普遍的地区，研究人员发现这些病原体在污水中的含量很高。当把未处理的污水用于农田灌溉时，这些病原体就散播到农田里。这对接触到污水的人们，譬如农田劳动

9、者及他们的家属、粮食消费者、使用污水灌溉农田的人员、住在农田附近的人们和经常路过农田的人们都构成了潜在的健康威胁。然而，实际的健康风险，既人们得病的风险要比潜在的风险低的多（世界卫生组织，1998）。潜在的健康风险仅基于污水中的病原体数量，而实际的健康风险却取决于以下三个因素： ? 病原体在水中或土壤中存活的时间 ? 病原体能够传染给人体的剂量 ? 人们对环境中传播的病原体的免疫能力 理论上讲，最大的健康风险是感染寄生虫（见表 1）。与其它病原体相比，寄生虫能在环境中存活很久，人体对寄生虫几乎不存在什么免疫能力，而且传染性非常小（Gaspard,Ambolet 和 Swartzbrod ，19

10、97）。流行病学研究表明，接触污水的人感染 Ascaris lumbricoidus 蛔虫、Trichuris trichiura 鞭虫、Ancylostoma duodenale 十二指肠虫和 Necator americanus 十二指肠虫的实际风险很高（世界卫生组织，1989，Cifuentes，1993，1994）。因接触污水而导致细菌感染、原生物感染和真菌感染的风险非常低。因为这些病原体在环境这的存活时间很短，而且人体本身具有一定的免疫能力。病毒感染的概率是最低的，这主要是因为人体对病毒有很强的抵抗能力（世界卫生组织，1989 年，Swartzbrod，1995）。然而，据有关方面报

11、道，以色列发生了因食用污水灌溉的蔬菜而导致霍乱爆发的事件（世界卫生组织，1989 年）；在墨西哥某污水灌溉区，解体内变形虫传染病和腹泻在孩子中的流行比率非常之高（Cifuentes，1993，1994）。 尽管使用城市污水灌溉农田已有上百年的历史了，但是首次制定健康规则却是 20 世纪早期的事情。随着对传染性疾病的逐渐了解，人们开始对传染性疾病的传播惧怕起来，有关当局也制定了严格的方针准则。然而，首次制定的健康准则缺乏流行病学基础而且过于严格。于是 1989 年，世界卫生组织根据流行病学的研究成果，制定了更加符合现实的准则（表 2）（Shuval，1991 年）。然而，最近进行的评估表明，上述

12、准则能保护粮食消费者的利益，却未必能保护农田劳动者及其家属，尤其是他们的孩子（Blumenthal 等人，1996 年）。因此，新的准则正在酝酿之中。 除微生污染物外，城市污水中还含有能毒害人体健康的化学污染物和有机污染物。公共卫生设施主要关注的是有机化学物资，其中包括杀虫剂和能聚集在农作物、土壤和地下水中的铅和镉之类的重金属（Hespanhol，1993 年）。尽管这些化学污染物和有机污染物能引起健康问题，但是此次研究的重点却放在污水中的微生污染物对健康的危害问题上。世界水资源管理委员会在研究城市污水灌溉的成本和效益时，对污水中化学物资的污染情况也进行了评估，并将在别处对有关结果进行汇报。

13、_ 注释 1：在特殊情况下，应把当地的流行病学因素、社会文化因素和环境因素考虑在内，对指导标准进行适当的修改。 注释 2：包括蛔虫，旋毛虫和十二指肠虫类。 注释 3：在灌溉时期 注释 4：许多公共草坪实施了更加严格的健康准则，人们可以直接接触这样的草坪。 注释 5：浇灌果树时，果树采摘之前的两周内应停止灌溉，决不允许从地上拣果子。而且，不应使用洒水灌溉。 注释 6：也可叫做滴水灌溉或滴灌。 3.研究的原始资料和方法 3.1 研究范围 此次研究是在巴基斯坦境内旁遮普省郝罗纳柏德市（郝罗纳柏德市）附近开展的。郝罗纳柏德市是一个有 8 万人口的小城镇。该市周围有很多用未处理城市污水灌溉的农田。农田里

14、主要种植的作物是蔬菜，蔬菜长成后在城里的市场进行出售。用污水灌溉农田的主要区域位于郝罗纳柏德市北部，那里用城市污水灌溉农田已经有大约 30 年的历史了。在该区域的中部，有一个名叫穆斯林社区的聚居地。在该社区，大多数农民在主要污水灌溉区劳动。 在郝罗纳柏德市附近，有两个郊区社区53/4R 号村庄和 55/4R 号村庄，那里的社会经济条件和居住条件能和穆斯林社区相提并论（见图 1）。在这三个地方，大多数房子都是用砖筑成的，部分路面是用砖铺的。此外，这三个地方通过市政水资源供应体系相连，由此可保证相对稳定的水资源供应。在这三个地方，都有组织有序的污水处理系统。穆斯林社区有一个敞开的污水系统。在 53

15、/4R 号村庄和 55/4R 号村庄，当有些家庭用手推车载着铁桶把他们的污水从化粪池运到污水池时，许多家庭却关闭了与污水池相连接的管道。在其中的一个村庄，要从那些切断与污水池连接的家庭中雇用一个人专门进行污水处理事宜。仅有一些地方，污水直接排放到大街上。和穆斯林社区一样，在 53/4R号村庄和 55/4R 号村庄附近的农田里，蔬菜是主要的种植农作物。穆斯林社区与这两个村庄的主要差别在于两个村庄里的农民使用河水或井水浇灌土地，而不使用城市污水。 3.2 研究的对象人群 为评估使用城市污水灌溉农田对农民及其孩子的健康风险，我们进行了一项交叉组合式的研究。凡是在研究开始之前的六个月里，家庭成员中至少

16、有一人在污水灌溉农田里劳动的穆斯林社区的家庭，都是研究对象。然后再从这些家庭中选出那些每周至少去污水灌溉田一次的所有成员。此外，这些家庭中所有 12 岁以下的儿童都被包括在研究范围内。研究开始之前，根据研究标准对43 个家庭进行了确认鉴别。研究通知是通过登门拜访和召开社区会议发布的，之后共有 39 个家庭、共 204 人同意参与调查（见表 3）。所有被选中的人群都有一个识别号码，并在研究开始之前进行了人口统计信息采集。有关水资源供应的信息、所有被选家庭的卫生设施和储水罐的可用性信息也要采集。此外，还要搜集这些家庭种植和食用的农作物信息。 在 53/4R 号村庄和 55/4R 号村庄中，最近半年

17、内至少有一个家庭成员在田间劳动的那些家庭也要被定为控制人群。对家庭用水和卫生设施用水的供应是影响肠内寄生虫疾病传播的两个主要因素（Feenstra, Hussain 和 van der Hoek，2000 年（1，2）。基于这些因素，研究人员将两个村庄的家庭与穆斯林社区中被选中的家庭进行了对比。在 53/4R 号村庄和 55/4R 号村庄中，仅选择那些与水资源供应系统和厕所或储水器相连的家庭作为研究对象（见表 4）。其中，共有 65 个家庭符合这个条件。研究时，再从这些家庭中选择那些每周至少去田间劳动一次的成员作为研究对象，其中所有 12 岁以下的儿童也要包括在内（见表 3）。在受控村庄中，共

18、选择了 339 人作为研究对象。利用和穆斯林社区同样的方法，研究人员也对 53/4R 号村庄和 55/4R 号村庄进行了人口统计信息搜集。此外，研究人员还要询问家庭是否食用郝罗纳柏德市的市场出售的蔬菜，因为那些蔬菜大多数产于污水浇灌的农田。 3.3 资料收集 3.3.1 潜在的健康风险 郝罗纳柏德市地区使用未经处理的污水进行灌溉的潜在健康风险的评估是通过分析 Hakra 的 4R 和 6R 水渠它们是主要的的水样来进行的。所有的水样都进行寄生虫卵的检测的同时，要对污水水样和取自于 4R 和 6R 水渠的几种沟渠水样进行大肠杆菌数量的检测。检测结果和世界卫生组织(WHO)的指导标准进行了比较。

19、英国 Intersep 公司的排泄物寄生虫浓缩器可以对水样中的寄生虫卵数量进行检测。该排泄物寄生虫浓缩器在吸附系统上使用的原理是 RidleyAllan 的甲醛天空醚沉降技术。把 1 公升水样样倒入到大口杯中，然后让水平静下来。2 小时以后，小心翼翼的用注射器把每份水样中的上层清液中移走，1/3 的沉淀物在玻璃离心管中被过滤出来。离心过滤完以后，把上层水小心翼翼的倒掉，并把沉淀物转移到寄生虫浓缩器的管子中。然后对这些管子也进行离心过滤分离，最后使用显微镜检测在管子中完全沉淀的物质。从而计算出每公升水样中寄生虫卵的数目。 污水和沟渠水样的大肠杆菌检测应用的是过滤膜的方法。水样在 10cm 汞柱真

20、空压力下使用 0.45m 的 Millipore 的微孔过滤器，然后虫卵是在由座落在美国科罗拉多州的 Hach 公司生产的 ColiBlue 24 型生长琼脂上孵化的。然后计算这批所得大肠杆菌的数量，进而得到每 100ml 水样中大肠杆菌的数量。 3.3.2 真实的健康风险 为了评估污水灌溉给相关人口带来的真实健康威胁，对受调查人群进行了交叉组合调查。2000 年 4 月，经过培训的世界水资源管理委员会（IWMI）工作人员对挑选出的人进行了一次健康问卷调查，并在 2000 年 5 月和 6 月对便样进行了收集和检测。健康调查的问题包括一个公开的健康问题关于腹泻、皮肤指甲类疾病、伤寒、霍乱和肝炎

21、等。便样则是用来检测大肠杆菌，IWMI 的工作人员给挑选出的人们分发带有鉴别号码和用乌都尔文字书写的名字的便样瓶，并对其家庭成员就如何提供便样标本进行介绍。标本瓶第二天早上收回，新鲜标本在位于郝罗纳柏德市的世界水资源管理委员会的实验室里进行检测。经过培训的检测人员来自于郝罗纳柏德市医院和 IWMI 工作人员，在开始进行研究之前，拉哈尔市公共健康协会已经为他们开设了一门检验便样的进修课程。便样在用排泄物寄生虫浓缩器（英国 Intersep 公司生产）浓缩以后用显微镜进行检测，其中四分之一的标本还要用直接涂片标本法进行核对检测。所有的标本都用福尔马林溶液（福尔马林 10、甘油 20、蒸馏水 70）

22、按 5 毫升比 1 克便样的比例进行渗泡保存。然后这些保存后标本被运到公共健康协会用直接涂片标本法进行检测。 自从 1999 年 IWMI 做的一项调查显示在郝罗纳柏德市附近的农村地区土壤传播寄生虫病的流行性比预期的要低（Feenstra, Hussain 和 van der Hoek 2000 (1,2)）以来，这次研究中使用了三种粪便标本检测方法。这次研究中只有贮存标本在公共健康协会进行检验，由于如果不采用浓缩方法，就很可能遗漏掉低强度的传染病。因此，这次研究中，我们使用一种浓缩技术。为了把这次的研究结果和郝罗纳柏德市附近农村的研究结果进行比较，标本也同样进行保存并在公共健康协会用直接涂片

23、标本法进行检验。为了检查保存和浓缩的效果，使用直接涂片标本法对一部分新鲜标本进行检验。 3.3.3 受研究人群的治疗 假如便样检验呈阳性的话，就要对受研究人群进行寄生虫和原生动物传染病方面的治疗。而且，IWMI 为所有的研究参与者组织了一个“健康集中营”。当地医生在科洛尼村为所有的参与者举行了一次为期半天的临床身体检查，治疗都是免费提供的。 3.4 数据分析 数据分析使用的软件是微软公司的 Access、Excel 和适用于 Windows 的SPSS 10。 4.结果 4.1 研究覆盖的人口 受研究人口中有代表性的一部分人参与了所有的调查。人口健康调查表有高的覆盖率，其受污水危害人口的覆盖率

24、为 99.5和未受污水危害人口的覆盖率为 97.1。尽管这个群体作为整个所选人口中的代表，但愿意提供便样的人数仍比较低(污水危害人口的 66.2，未受污水危害人口的 55.5)。 然而不得不在分析中排除一些结果。如表 2 所示，所选受污水危害的成人群体中仅有 4 位女性（占群体总数的 5），而在未受污水危害群体有 52 位女性（占群体总数的 29）。为了避免由于这些不同引起的偏差，在分析中将所有的女性被排除在外。而且，许多未受污水影响的成年男性并不是农民，仅仅是一些经常到地里去上厕所的人。这些人也被排除在分析之外。表 5 中列出了用来进行分析的剩余群体。 4.2 种植模式 蔬菜是 Muslim

25、 Colony 周边地区和其两个主要村子的主要作物。所有居住在 Muslim Colony 地区的农民大都种植蔬菜，而在 53/4R 和 55/4R 村子，种植蔬菜的农民比例各自为 57和 87。这个地区主要的蔬菜是西红柿、茄子和花椰菜。所有的家庭自产自吃。然而在主要村子里，几乎所有的农户也从郝罗纳柏德市的市场获取蔬菜，而这个市场上绝大多数蔬菜产自污水灌溉地。 4.3 郝罗纳柏德市地区污水的潜在健康危险 对污水水样进行分析从而得到有关潜在健康危险的情况。在表 6 中，这个结果和世界卫生组织的关于污水的指导标准进行了比较。 4.4 污水影响带来疾病的流行能通过污水进行传播的疾病的流行情况可以从健

26、康调查表中评估得出。表7 列出了由污水带来的各种疾病的流行情况。皮肤和指甲问题的情况在对受调查人员进行访谈的同时就已经获取了。对于痢疾、腹泻和公开健康问题，则让他们进行了两周时间的回忆。对于伤寒、霍乱和肝炎，其回忆的时间为一个月。被访谈人员没有提及到霍乱和肝炎，因此这些疾病并没有出现在表中。在公开问题中唯一经常谈到的是发烧和感冒，它们也出现在表 7 中。表 7 显示，腹泻、伴随有发烧和感冒症状的痢疾在暴露在污水影响下的人口中的发病率比较高。图 2 对这些疾病在受污水影响人群和未受影响人群中的男性农民和 12 岁以男孩中的流行情况进行了比较。指甲看起来是成年农民的一个问题。无论群体是否受污水影响

27、，这些农民的最常见的指甲病是凹甲（指甲呈勺子形），这和缺铁性贫血有关。在受污水影响人群中，同时也观察到了与真菌有关的指甲畸形。4.5 暴露在污水下的肠道寄生虫的流行为了对污水造成的肠道寄生虫病的传播进行分析，使用了浓缩方法的结果。浓缩方法更容易找到低传染性的虫卵和包囊。在这次研究中，与直接涂片标本法相比，直接排泄物寄生虫浓缩器的浓缩结果发现了更多的十二指肠虫和内阿米巴大肠杆菌。但对于其它种类的病菌，并没有看到明显的区别。与在拉哈尔的公共健康协会进行检测的贮藏标本相比，在所有不同种类上，使用浓缩方法得到了同样的趋势。然而，浓缩方法检验呈阳性标本的数量要高 3 至 5 倍。表8 中，列出了 75 个不同种类的阳性标本的数量，这些标本都用三种方法进行了检测。