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全球重大生态环境污染事件丨水污染之害:密尔沃基市隐孢子虫水污染事件

 森林一叶 2022-02-17

隐孢子虫是水源性传染病和免疫功能低下患者出现腹泻疾病的主要病原体之一,也可能导致儿童出现营养不良等并发症,甚至导致死亡。20世纪70年代以来,在欧洲和北美洲等地区以饮用水为媒介引发了较大规模的隐孢子虫病暴发流行。1993年,美国密尔沃基市暴发的大规模隐孢子虫水污染事件,是历史上最著名的隐孢子虫污染事件,不仅迫使密尔沃基市政府对饮用水处理厂进行了大规模改造,成为水处理技术的“硅谷”,还促使密尔沃基市及其他城市开始通过全流域治理保护水源地,直接推动了美国环保局出台隐孢子虫检测方法,并在《地表水处理条例》的基础上制定《加强地表水处理条例》,将隐孢子虫列入优先监控清单。


事件回顾

1993年4月,由于取自密歇根湖的饮用水遭到污染,美国威斯康星州密尔沃基市发生了罕见的大规模隐孢子虫病,涉及160万人口,其中40.3万人受到不同程度的感染,出现严重的腹泻、恶心、呕吐、低烧、头痛、食欲下降等症状,4400人因此住院治疗,造成103人死亡,成为美国1920年有记录以来影响范围最广、危害最严重的一次介水传染病大流行,引起世界范围内的高度警觉和关注。

20世纪70年代以前,人类仅知道隐孢子虫是一种肠道寄生虫,牛、马、羊、鸭、鹅等动物可能感染该虫而致病。隐孢子虫于1976年首次被确定为可导致人类感染致病的一种病原体。80年代初,隐孢子虫被证实可经水传播。如果免疫功能不完善的话,隐孢子虫还有可能进入病人的肝、肺、胰和胆囊等器官,引起更为严重的病理反应。研究发现隐孢子虫病多发生在2岁或5岁以下的婴幼儿,温暖潮湿季节发病率高,农村比城市多,沿海港口比内陆多,畜牧地区比非牧区易发。感染隐孢子虫病的动物和人粪便中会有大量隐孢子虫卵囊,该卵囊体积小,直径为4—6μm,对人的感染剂量低,且能抵抗饮用水常用消毒剂,在水和土壤中可存活数月。因此,如果水源附近,或水源上游地表中存在高浓度的卵囊,而水厂处理工艺不良或处理失误时,就极易发生隐孢子虫病的介水性暴发流行。上游水源污染,是密尔沃基市隐孢子虫水污染事件发生的主要原因。

除了美国密尔沃基市以外,迄今为止世界上已有五大洲70多个国家300多个地区,都出现过不同程度的隐孢子虫病,这其中也包括中国。目前,尚无药物或其他方法治疗这种疾病,主要依靠病人自然恢复,输液防脱水、服抗腹泻药等可能有助于缓解症状。

事件原因

隐孢子虫病主要是通过饮用水传播的,水源受到隐孢子虫污染是导致该事件发生的主要原因。当然,从水源地供水到饮用水进入居民口中,还经历了处理、监测、运输等环节,这些环节任何一个存在问题都会导致污染事件的发生。

上游水源地被隐孢子虫污染。密尔沃基市自来水的水源来自密歇根湖,该湖上游的两条河流汇水区域内都有屠宰场、牧场、农场,并有大量农牧民居住于此,畜牧业、农业生产和居民生活污水直排河流,加之流域上游春季发生化雪和径流降水将大量寄生在动物体内的隐孢子虫卵囊带入河流、湖泊中,造成上游水源地被隐孢子虫污染,是导致该事件发生的根本原因。

水处理系统还不够完善。因为隐孢子虫隐藏在胞壳内,抗氯性极强,传统消毒方法不能有效灭活隐孢子虫。一般的过滤方法也很难将个体非常微小的隐孢子虫捕获除掉,必须经过混凝、沉淀达到一定的浊度,才能通过过滤消灭它。当时,密尔沃基市自来水厂正是用常规的含氯消毒剂来进行消毒,无法对隐孢子虫奏效;加之过滤设备和工艺又无法达到去除隐孢子虫的水平,导致即使经过处理后提供给居民的饮用水中仍然存在隐孢子虫。

对污染物认识不充分、监测能力不足。在20世纪,人们对隐孢子虫病的危害和介水传播的危害性认识不够,自来水行业一直用大肠杆菌等肠道菌指标作为水质是否污染的判断标准,这些指标根本无法真实反映寄生虫对水资源的污染情况。事件发生前,相关的法律条文缺乏对饮用水中隐孢子虫指标数量标准、监测能力和处理过程的规范,当地政府、企业和民众对流域内隐孢子虫卵囊的来源和数量一无所知,水厂缺乏相应的水质监测设备,造成该事件凶猛而至,席卷密尔沃基市。

事件启示

密尔沃基市隐孢子虫水污染事件发生之后,美国环保局、美国自来水厂协会等有关机构组织各方面的专家进行了广泛而深入的调查研究,并在此基础上修改和强化水质管理标准,力求从制度上保证饮用水不再受到寄生虫污染。密尔沃基市及其他州市进一步升级水处理系统,加强流域生态治理,提升水质,保证饮用水安全。因此,回顾分析密尔沃基市隐孢子虫水污染事件并从中汲取经验教训,对完善我国流域生态环境治理及水源地污染防治具有重要启示作用。

完善法律法规,加大全程监管度。为保证自来水能安全饮用,在密尔沃基市隐孢子虫水污染事件发生后,美国环保局将1989年颁发的《地表水处理条例》修改并制定了《加强地表水处理条例》,将水环境中的隐孢子虫卵明确列入优先监控清单,并按照浑浊度来评估出厂水中含卵囊量,要求出厂水浑浊度低于0.5NTU。同时,美国环保局于1999年1月修正并通过测定隐孢子虫的方法,成为行业的金标准。自20世纪80年代起,我国也陆续颁布《地表水环境质量标准》(GB 3838)、《地下水质量标准》(GB/T 14848)和《生活饮用水标准检验方法》(GB/T 5750-2006)等标准文件用以加强水环境、水质量管理,其中2006年我国卫生部将隐孢子虫和贾第鞭毛虫检测写入《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中,并提出了相应的检测方法,这些规范条例的颁发对保障水安全起到重要的作用。但是,各地仍须根据各自区域不同实际情况,加强环境监管力度,严格按照规范条例进行水质检测和监督检查,从源头上遏制水污染,保证水资源安全。

加大科技投入,升级处理系统提高水质。密尔沃基市隐孢子虫水污染事件的发生,直接推动了水处理反渗透膜处理技术工艺在密尔沃基市诞生,使密尔沃基市拥有众多水处理研究机构和大量水处理技术人才,被称为世界水处理的“硅谷”。随着科技进步发展,我国在水处理膜技术的研究和实践应用方面虽然也处于世界领先水平,但应用范围还不够广泛,尤其是在广大农村地区还没得到有效普及。因此,在全面推进乡村振兴的道路上,要按照优先治理区域、重点整治区域、典型地区、居住分散地区等分区分类推进水环境治理,结合村庄规划和实际条件,因地制宜加大科技投入采用生态处理技术,同时建立农村黑臭水体治理台账并开展治理试点,形成一批可复制可推广的治理模式,在更大范围为广大人民群众提供最普惠公共产品。

加强流域管理,防止水源地污染。密尔沃基市隐孢子虫水污染事件,虽然在当时造成了严重后果,但也正是此次事件在客观上促使美国各州市对此类事件的高度关注和反省。为确保水源地的供水安全,纽约市在对上游卡茨基尔流域和特拉华流域进行管理时,通过向上游农民支付资金补贴,促动他们参加“全农场计划”,按照项目规定的最佳管理方法栽种苹果树、饲养奶牛,减少对水质的影响,成功保护了上游生态系统,提高了水质净化、水源涵养等优质生态产品供给能力,成为跨流域生态补偿推动流域治理的经典案例。近年来,随着我国工农业生产的高速发展,部分河流、湖泊等地表水受到不同程度的污染,地下水资源也遭到不同程度的破坏,水源地污染和饮用水安全已成为广泛关注的热点问题。因此,我们必须充分认识到水源污染以及对人体健康和生态平衡产生的威胁,在加大力度对污染水体进行综合治理的同时,还要积极主动地采取各种措施保护水源地的水质质量,减少生产生活对水源的污染,有效提高供水水质,从而满足人民对安全用水的需要。因此,应不断创新生态环境治理体系和治理能力,探索区域统一规划、统一标准、统一环评、统一监测和统一执法的综合治理系统,推动形成区域协同长效机制和市场激励机制,继续加大并推动建立水质和水量并重的基于生态产品价值核算的跨流域生态补偿方式,促进水生态产品价值实现,形成使用者付费、保护者受益的新格局,实现区域发展过程共赢、发展机会公平、发展成果共享。

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文章刊载于《学习时报》2022年2月16日第7版

本期编辑:王    雪

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