城市饮用水源的水质指数与人体健康风险分析

为什么自来水很重要

对于许多城市居民来说，安全的饮用水来自一个简单的动作：拧开水龙头。然而，流出的水可能悄然携带多年来积累的看不见的威胁。本研究调查了巴基斯坦两个快速发展的城镇——哈菲扎巴德和平迪·巴塔扬——的饮用水，并提出一个基本但至关重要的问题：人们每日依赖的水真的安全吗？通过检测数十个样本并将结果与健康风险相联系，研究者表明，地下水井、处理厂和老化管网中的问题如何累积成真实危险，尤其对儿童更为严重。

城镇的取水来源

研究聚焦于四类常见饮用水来源：提供基础处理的过滤厂、抽取地下水的深层管井、常由私人使用的浅层钻孔井，以及通过城市管网输送的市政自来水。两镇共采集了48个样本，并对每个样本多次检测以保证结果可靠。团队测量了温度和浑浊度等基本物理特性，溶解盐类和硬度等化学成分，以及污染的生物学指标，尤其是表明粪便污染的大肠杆菌（E. coli）。然后，他们将所有数据与世界卫生组织的指南进行比较，以评估实际水质与被认为安全水质的偏离程度。

检测结果显示了什么

一些基本指标乍看令人放心。酸碱度（pH）保持在可接受范围内，溶解氧、总溶解固体和硬度大多在限值内。但其他迹象表明问题更为严重。许多水源的水温异常偏高、浑浊，电导率很高——这些都是溶解离子和悬浮颗粒含量高的信号。尤其是浑浊水会对消毒起保护作用。最大且严重的警示来自生物和金属污染：自来水中反复检测到大肠杆菌，表明污水或土壤中细菌正在进入配水系统，可能是通过靠近下水道敷设的老化、腐蚀管道。同时，砷（一种与癌症相关的有毒元素）在哈菲扎巴德的自来水中超出国际和国家限值，并在两镇的若干水源中超过世界卫生组织的指南值。

把复杂数据变成一幅清晰图景

为了同时理解多项测量结果，研究者使用了一种称为水质指数的工具。该方法将关键的物理和化学数值合成为单一评分，把水划分为优秀、良好、差、很差或不可饮用等类别。尽管大肠杆菌本身无法作为数值并入该指数，但其重要性体现在指数的设计和随后的讨论中。结果令人警醒。在哈菲扎巴德，过滤厂、管井、钻孔井，尤其是本地自来水大多落入“差”、“很差”甚至“不可饮用”类别。在平迪·巴塔扬，一家过滤厂表现非常好，但大多数其他水源仍仅达到差至一般质量。团队还测试了这些评级对指数计算方法或测量值微小变化的敏感性，发现差的评级依然为差——这表明总体结论稳健，而非计算巧合。

将水质与长期健康联系起来

除了总体水质外，研究还考察了这些发现对每天饮用这些水的人们身体意味着什么。研究者采用美国环境保护署制定的标准方法，估算不同年龄人群在一生中可能摄入的砷量及其健康风险。他们通过“危害商”（hazard quotient）评估非癌症效应，并通过概率度量评估癌症风险。对于成人和儿童而言，各水源中砷的危害商均超过1，表明存在长期健康损害的真实可能性。估算的终生癌症风险远高于国际安全基准——大约每千人增加数例——儿童以及饮用哈菲扎巴德自来水的人群风险最高。尽管此评估仅针对砷，但大肠杆菌的同时存在和高浑浊度表明，腹泻、伤寒及其他肠道感染等短期疾病也是严重关切。

对家庭与城市的意义

对于哈菲扎巴德和平迪·巴塔扬的居民——以及许多发展中国家的类似城镇——该研究传递了一个明确信息：不能默认许多水龙头和井中的水是安全的。即便水看起来清澈且味道正常，也可能同时承载即时的病原体和慢性毒性物质（如砷）。作者主张，改善水处理、修复并分离漏损的供水管道与下水道、以及定期监测关键污染物，是保护公众健康的紧急措施。在这些改变到位之前，这些社区的儿童和成人每次从常见的城市水源饮水时，都面临可避免的风险。

引用: Nasim, I., Nawaz, R., Farwa, A. et al. Water quality index and human health risk analysis in urban drinking water sources. Sci Rep 16, 12831 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42789-1

关键词: 饮用水安全, 地下水中的砷, 大肠杆菌污染, 城市供水, 健康风险评估