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，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。總硬度在影響人體健康的同時，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指標之一。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。現(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《生活飲用水標準檢驗方法 總則》 （GB/T 5750.1—2006）[1]中的方法采集并檢測水質(zhì)樣品，對水樣進行總硬度指標檢測。依據(jù)《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB 5749—2006）[2]對水樣進行評價，標準限量450 mg/L。依據(jù)《地下水質(zhì)量標準》 （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)進行統(tǒng)計學分析，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相關性檢驗對檢測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，P＜0.05時具有統(tǒng)計學意義，使用卡方檢驗對合格率進行統(tǒng)計分析，P＜0.05時具有統(tǒng)計學意義。

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。總硬度豐水期、枯水期對比分析結(jié)果差異不具有統(tǒng)計學意義（Z=-0.961，P=0.336），與其他文獻結(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 相關性分析

相關性分析中，pH值與總硬度相關性數(shù)值呈負相關，具有統(tǒng)計學意義（r=-0.221，P＜0.001），硫酸鹽、氯化物、溶解性總固體三項理化指標與總硬度之間均為正相關，相關性范圍（0.818～0.954），P＜0.001，具有統(tǒng)計學意義。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Spearman相關性分析

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)計學意義（χ2=4.281，P=0.118），與其他文獻結(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)計學意義（χ2=1.976，P=0.160），與其他文獻統(tǒng)計結(jié)果一致[10]，結(jié)合豐水期、枯水期對比結(jié)果認為門頭溝區(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]。總硬度含量整體水平較高，統(tǒng)計結(jié)果高于江門市統(tǒng)計結(jié)果[6]與濟南統(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的水質(zhì)樣品，超標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檢測結(jié)果合格。由相關性結(jié)果分析，當氯化物、硫酸鹽、溶解性總固體含量增加時，會導致水中鈣、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)育造成負面影響[14]。同時，世界衛(wèi)生組織認為，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，健康風險主要為高硬度飲水引起的健康風險。

門頭溝區(qū)農(nóng)村飲用水總硬度指標在不同年度、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，存在健康風險。建議考慮在技術、經(jīng)濟以及安全性可行基礎上，對于高硬度的水質(zhì)加以軟化處理，同時加強對于水源水水質(zhì)的保護工作。在關注總硬度偏高帶來的口感以及健康風險的同時也要關注總硬度偏低帶來的健康風險。近年來，受飲水習慣、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用越來越多，部分水質(zhì)凈化技術在降低水質(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險。建議對相關地點的飲用水持續(xù)監(jiān)測，同時注意對健康飲水的宣傳教育，指導人群合理膳食，健康飲水。