综述:发展中国家受污染地下水相关水传播疾病负担:霍乱与贾第鞭毛虫病的综述

时间:2026年6月16日
来源:Journal of Hazardous Materials Advances

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地下水是人类生存的主要且往往是不可或缺的资源。其在维系人类生命与多样化生态系统中的关键作用,凸显了其重要性。地下水的一项主要用途是饮用,然而获得清洁且安全饮用水的机会仍然有限,尤其是在中低收入国家。提供安全饮用水正变得愈发困难,并由此形成重大公共卫生问题。全球

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地下水是人类生存的主要且往往是不可或缺的资源。其在维系人类生命与多样化生态系统中的关键作用,凸显了其重要性。地下水的一项主要用途是饮用,然而获得清洁且安全饮用水的机会仍然有限,尤其是在中低收入国家。提供安全饮用水正变得愈发困难,并由此形成重大公共卫生问题。全球约有一半人口面临淡水受污染与被污染的问题,使数以百万计的生命——主要位于发展中国家——承受更高的水传播疾病风险。本综述综合了发展中国家范围内105项研究(2003–2025年)。结果显示,粪污污泥渗漏是主导性的污染途径。缓解策略表现出双重干预效能:坑式厕所衬层可显著降低大肠菌群渗入。家庭陶瓷过滤与氯化消毒同样是有效的水处理方案。这些发现表明,有必要开展地下水风险分区,在高风险碳酸盐岩地质区弃用浅层含水层,并实施一体化粪污污泥管理。上述策略的有效实施有望降低疾病负担。该综述为政策制定者提供了循证策略,以通过针对性的含水层保护和有效水处理,在发展中国家农村人群中实现可持续发展目标(SDG)6.2(环境卫生)和可持续发展目标(SDG)3.9(水传播疾病减少)。所提供的见解有助于政府和公众制定战略性饮水安全计划,以保护社区健康,尤其是脆弱人群的健康。
1. Introduction

文章首先指出,地下水作为饮用、灌溉及陆地生态系统维持的重要淡水资源,正在人口增长、农业与工业需水上升以及气候变化共同作用下承受持续压力。特别是在发展中国家,由于供水基础设施薄弱与适应能力有限,清洁安全饮水短缺问题更为突出。作者进一步强调,地下水可达性不仅受含水层性质、地貌、地下过程、气候及地球化学相互作用影响,还受到多类新兴污染物威胁,包括抗生素、农药、阻燃剂、消毒副产物、双酚A(BPA)、多氯联苯(PCBs)、多环芳烃(PAHs)、病原体、微塑料及粪便物质等。文章认为,污染地下水可成为霍乱弧菌(Vibrio cholerae)等病原体的储库,因此亟需从污染物赋存形态、迁移行为、生物地球化学循环、降解机制以及病原体持续性、毒力因子表达与灭活动力学等层面开展系统认知,以支撑靶向修复与消毒策略。

在疾病背景部分,作者将霍乱界定为由霍乱弧菌O1或O139血清群引起的急性水传播细菌性感染,主要经粪—口途径传播,可导致严重水样腹泻、快速脱水、代谢性酸中毒及循环衰竭。与之相对,贾第鞭毛虫病由十二指肠贾第鞭毛虫(Giardia duodenalis)引起,是发展中地区常见的寄生虫感染,常与不安全饮水、食物污染及卫生条件不足有关,尤其影响儿童。文章指出,这两类疾病分别代表暴发性细菌性水传播疾病与地方性慢性原虫感染,能够从互补维度反映发展中国家与供水、环境卫生和个人卫生(WASH)相关的疾病负担。作者据此提出,本综述聚焦受粪源污染地下水介导的暴露路径,弥补既有研究对地下水病原体共存及其联合疾病负担系统评估不足的问题。

2. Review approach (Methodology)

方法学部分说明,研究采用范围综述(scoping review)设计,在Google、Web of Science、Scopus、ScienceDirect、Springer、ResearchGate、Google Scholar及PubMed等数据库中检索英文文献,围绕“发展中国家”“粪源污染”“地下水”“水传播疾病”“霍乱”“贾第鞭毛虫病”“水源”“水质”“环境卫生”等关键词展开。纳入文献类型包括原始研究、综述及书籍章节。

作者同时依据系统综述与Meta分析优先报告条目(PRISMA)原则进行文献筛选。初筛共识别540篇文献,去重后保留415篇,再依据地理范围和纳入标准排除210篇,其余205篇进行全文评估,最终纳入105项研究。作者指出,这些研究覆盖了多种环境与生物学介质,体现出发展中国家地下水污染及其与霍乱、贾第鞭毛虫病关联研究的广泛性,也为后续综合分析提供了证据基础。

3. Results and discussion

3.1. Epidemiology of Cholera and Giardiasis

在流行病学讨论中,文章将安全饮用水获取视为决定公共卫生水平的核心因素,并指出地球淡水资源中可直接供人类使用的比例极低。由于大量人口无法获得安全饮水,许多居民依赖井水、钻孔水、泉水和溪流水源,而这些水源常受病原微生物污染,从而提高霍乱和贾第鞭毛虫病等水传播疾病风险。作者强调,接触污染水的方式不仅包括直接饮用,还包括洗浴、洗涤以及食用受污染水接触的食物。

文章特别指出,发展中国家城乡接合部快速扩张、环境卫生基础设施不足以及现场卫生设施(如坑式厕所、化粪池)普遍存在,是地下水粪源污染的关键背景。霍乱和贾第鞭毛虫病在这些情境下持续流行,其中霍乱表现为急性腹泻和重度脱水,贾第鞭毛虫病则常引起吸收不良、腹胀、恶心和腹部不适。作者据此强调,改善环境卫生、清洁饮水可及性及公共卫生干预是遏制两种疾病传播的基础。

3.2. Water quality

文章在水质部分从物理、化学和生物三类指标讨论水质评价框架。物理指标包括总溶解性固体(TDS)、温度、色度、气味、浊度和电导率(EC);化学指标涉及pH、酸碱度、硬度、氯、溶解氧(DO)以及硫酸盐、硝酸盐、氟化物、铁、镁等离子;生物指标则包括细菌、病毒、藻类、大肠杆菌(Escherichia coli)和蠕虫等。作者认为,水体持续接纳城市化、工业化及废污水输入,正在显著改变地下水与地表水质量。

该部分进一步指出,病原菌是导致腹泻、肝炎、霍乱、痢疾与贾第鞭毛虫病的重要污染因子。对于发展中国家城乡接合部而言,地下水虽常因外观清澈而被误判为安全,但未经检测的微生物污染可能长期存在。与此同时,污水管理不善、人口流动、公众认知不足及家庭水处理实践缺失,共同延续了病原传播链,使霍乱与贾第鞭毛虫病的健康负担从局部社区扩展至更广泛人群。

3.3. Risk Factors for Waterborne Diseases associated with Groundwater

3.3.1. Poor sanitation

本节强调,基础环境卫生服务缺失是地下水相关水传播疾病的首要风险因素。作者援引全球与撒哈拉以南非洲数据说明,大量人口仍缺乏安全饮水与适当卫生设施,尤其在小城镇、农村及城乡接合部更为突出。由此引发的腹泻、甲型肝炎、霍乱、痢疾、伤寒及贾第鞭毛虫病,不仅损害健康,也阻碍社会经济发展。

文章同时指出,虽然已有研究将卫生设施与地下水质量联系起来,但在若干关键方面仍存在知识缺口,包括社区主导综合环境卫生项目对地下水质量的实际改善效果、分散式污水处理对地下水污染的影响,以及人口密度、城市化格局和社会经济因素如何共同塑造家庭卫生行为与地下水污染风险。作者认为,填补这些缺口是形成循证治理策略的前提。

3.3.2. Inadequate water treatment

作者认为,水处理不足是放大粪源污染健康效应的另一核心因素。工业废水、农业径流、城市污水以及不当污水处置均可使地下水承受有机物、无机物、痕量金属及病原体复合污染。由于地下水污染在很多情况下近乎不可逆,含水层一旦受损,恢复原始水质极为困难。

在发展中和中低收入国家,受制于管理能力不足、资金约束和技术人员缺乏,清洁供水需求与现实保障能力之间存在显著鸿沟。文章指出,供水处理不足直接增加霍乱、贾第鞭毛虫病及其他胃肠道感染发生风险。尽管市政供水处理在城市地区取得一定效果,但偏远及农村地区仍难以覆盖。家庭或小规模替代技术如陶瓷过滤、日光消毒、絮凝、加氯、煮沸及丝质过滤等可在特定条件下发挥作用,但仍需进一步优化其可持续性与适用性。

4. Sources and Causes of Groundwater Contamination

4.1. Poor Sanitation Infrastructure

在地下水污染来源分析中,文章首先将卫生基础设施不足视作关键驱动因素。农村和城乡接合部卫生设施建设与维护不当,会直接促成地表水与地下水污染,并促进霍乱弧菌和十二指肠贾第鞭毛虫等粪口传播病原体扩散。作者强调,霍乱多与急性卫生失效和污染供水有关,而贾第鞭毛虫病则更能反映持续性粪源污染及包囊环境耐受性带来的长期传播风险。由此可见,不充分的卫生基础设施与流行性和地方性水传播疾病的增加密切相关。

4.2. Agricultural runoff and animal waste

作者随后指出,农业径流与动物废弃物是另一重要污染来源。农药、除草剂和化肥在施用后可通过挥发、喷雾飘移、地表径流和淋溶等路径进入环境,最终到达河流、湖泊及地下水。与此同时,畜禽粪便虽可改善土壤理化性质,但若处理不充分或施用不当,则可能将肠道病原体带入土壤与地下水系统。文章强调,在以地下水为主要饮用水来源的地区,这种污染路径会为霍乱和贾第鞭毛虫病传播创造有利条件。

5. Health Impacts and Socioeconomic Implications

在健康与社会经济影响部分,文章指出,撒哈拉以南非洲特别是大湖区长期承受较高水传播疾病负担,坦桑尼亚等国家自20世纪90年代以来反复发生霍乱暴发。湖区附近社区以及以渔业、农业和非正规贸易为生计的人群尤其脆弱,因为这些地区往往缺乏完善废弃物处置系统,并高度依赖未经处理的水源。

作者认为,尽管霍乱和贾第鞭毛虫病具有可预防、可治疗特征,但在贫困国家农村和城乡接合部,有限的安全饮水可及性、卫生条件不足和不良卫生行为仍使其持续成为严重公共卫生问题。疾病流行不仅导致显著发病和死亡,还会增加家庭医疗支出、损害劳动生产率、加剧贫困,并对原本脆弱的卫生系统形成额外压力。文章还提到霍乱相关恐惧与污名化可能造成社会隔离,而贾第鞭毛虫病由于流行广、环境耐受性强且在儿童中负担较高,同样构成长期公共卫生挑战。

6. Mitigation Strategies

缓解策略部分系统梳理了地下水与废水处理的关键步骤及其公共卫生意义。作者提出,地下水修复与净化的目标在于去除颗粒物、毒性污染物及病原体,使处理后出水可安全用于生活、农业和工业。文中提及,水安全计划(WSPs)及转型管理(TM)等框架已在部分非洲国家显示出降低地下水污染的潜力。

在工艺层面,文章按照预处理、初级处理、二级处理和三级处理四阶段概述了地下水/废水净化过程:预处理主要去除粗大及细小固体杂质;初级处理通过沉砂与沉降去除悬浮颗粒;二级处理依托微生物降解去除有机污染物;三级处理则利用紫外(UV)照射、膜过滤和化学消毒等技术去除残余氮磷化合物及其他持久性有害物。作者据此强调,在资源受限地区,应把低成本家庭水处理、改良供水基础设施、安全选址与维护良好的厕所系统、手卫生促进、监测预警体系及必要时的口服霍乱疫苗结合起来,形成一体化WASH干预路径。对于贾第鞭毛虫病,文章指出,家庭层面的煮沸和小孔径过滤在低资源环境中具有现实意义,而高收入地区则更多依赖先进过滤与加氯体系。

7. Prospects and Research Priorities

作者在前景与研究优先方向部分指出,当前关于地下水污染与霍乱、贾第鞭毛虫病直接关联的数据仍显不足。现有研究偏重地表水,对地下水储层、卫生实践与健康结局之间复杂联系关注有限。尤其是在不同温度、土壤组成与含水层深度条件下病原体存活特征,以及极端天气事件后病原体渗入模式方面,证据仍不充分。

因此,文章建议未来研究整合水文学、微生物学与流行病学方法,重点发展低成本、可扩展的水质监测技术,如便携式快速检测工具、生物传感器、纳米技术驱动过滤系统及分散式净水技术。同时,应探索人工智能与卫星遥感在污染风险预测中的应用,并通过政策支持、补贴机制与地方能力建设提升干预措施的可持续性。

8. Conclusion

结论部分认为,发展中国家受污染地下水相关霍乱与贾第鞭毛虫病负担,是污染来源、脆弱水文地质条件、病原体环境韧性以及社会经济和制度约束共同作用的结果。这些因素共同削弱了预防、监测与家庭层面处理能力,并在气候变率、洪涝和干旱等极端事件影响下进一步放大暴发风险。作者强调,控制此类疾病需要多层次综合应对,包括强化WASH体系、改善卫生基础设施、推进健康教育、加强疾病监测,并在适用情境下扩大口服霍乱疫苗覆盖。只有通过政府、国际组织与地方利益相关方协同推进可持续水资源管理与社区主导行动,方能在长期内减少并预防这些持续性水传播疾病的再度流行。

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