高中工程/水和疾病
你是否想过疾病是如何传播的？水是许多疾病的载体或传播媒介。事实上，世界上许多疾病的传播都依赖于水。这些疾病往往会发生大规模的流行病，并造成灾难性的后果。水利工程的重要组成部分是维护水质，确保我们在打开厨房水龙头时所得到的水是可饮用的。除了确保饮用水安全外，水利工程还涉及将水从其源头输送到我们的家庭和居住地。
在本节中，我们将研究霍乱，一种水传播疾病；我们将学习科学问题解决方法，该方法证实霍乱是通过水传播的。然后，我们将开始研究工程师如何帮助社会管理我们的水资源供应。这个主题将在后面的章节中扩展。
霍乱是一种由摄入受污染的水或食物引起的急性肠道感染。该感染是由霍乱弧菌（图 4）引起的。这种细菌通常通过受人类或动物粪便污染的水传播。人类可以通过摄入受霍乱弧菌污染的水或食物感染霍乱。霍乱的症状包括腹泻、腹痛、恶心、呕吐和脱水。由于人体不会对霍乱弧菌产生持久免疫力，因此有可能多次感染该疾病。人们死于霍乱通常是因为疾病引起的严重脱水。如果不进行治疗，霍乱通常具有很高的死亡率。霍乱爆发可能是广泛的，导致大规模的流行病，造成数百或数千人死亡。
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活动 在万维网上研究和回顾有关霍乱流行病的资源。参考学校图书馆或当地图书馆的百科全书。为以下每个问题准备一份不超过 200-300 字的简短答案列表。你可能可以使用以下一些建议的短语在互联网上搜索：霍乱、流行病、霍乱和水、水传播疾病、水污染源、水质、水净化。
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1854 年，数百名住在伦敦的人死于霍乱流行病。当时，人们对该疾病是如何传播的知之甚少。许多人认为，人们可以通过呼吸恶臭或污浊的空气感染霍乱等疾病。据估计，这次流行病造成 616 人死亡。如果不是约翰·斯诺博士（生于 1813 年，卒于 1858 年）的干预，他仔细绘制了围绕水源（主要是博德街水泵）发生的死亡人数地图，然后与其他官员合作拆除了水泵的把手，1854 年伦敦的霍乱流行病将更加广泛。后来发现，污水正在污染博德街水泵的水源。阻止人们使用该水泵停止了来自该水源的使用。这一行动被认为大大减少了这次流行病期间的死亡人数。
斯诺博士制作了图 5 中的地图。斯诺地图描绘了博德街水泵周围的区域，其中死亡人数由水泵周围的房屋和机构处的深色块表示。
在伦敦早些时候的 1848 年和 1849 年霍乱流行病期间，斯诺提出了一个不同寻常的想法，即霍乱是由口服摄入的某种东西引起的，而不是吸入恶臭的空气。在 1854 年伦敦的霍乱流行病期间，斯诺通过仔细询问博德街周围未被他们饮用的水感染的人收集了数据。斯诺于 1858 年去世后，其他人会引用斯诺收集的证据来支持他的理论，即霍乱主要通过污水污染的水传播。斯诺博士关于霍乱在博德街水泵周围的局部传播的研究，即使在今天也成为流行病学学生学习的一个重要的科学推理模型。斯诺博士撰写了一份关于 1854 年秋季威斯敏斯特圣詹姆斯教区的霍乱爆发的报告；这份报告以及他的其他作品都可以在约翰·斯诺档案和研究指南网站上在线获取。
今天，我们大多数人知道不洁净的水中含有导致疾病的细菌。我们珍惜清洁的水。然而，在 19 世纪，水可能传播疾病的想法让许多人感到害怕。在那段时间里，许多人认为，霍乱等灾难性疾病是对穷人罪恶生活的报应。斯诺博士不得不努力说服当地当局拆除博德街水泵的把手。现在，人们知道可以通过饮用干净的水来避免感染霍乱。在 20 世纪，在西半球，最近发生的霍乱事件几乎不存在。然而，世界卫生组织 (WHO) 估计，在发展中国家，只有 35% 的人口能够获得清洁的水。
根据世界卫生组织 (WHO)，目前对霍乱爆发的应对措施主要是在发生爆发时以应急响应的形式进行。虽然应急响应非常重要，并能阻止许多人死亡，但它无助于预防霍乱的病因。因此，我们不能过分强调长期预防霍乱的重要性。预防霍乱和其他水传播疾病的关键与预防水污染和水净化密切相关。将污水与天然水源分离，处理污水，处理水资源，以及净化用于储存和输送供人类饮用的水，是这种策略的关键要素，涉及工程解决方案。此外，医学研究、个人卫生和公共卫生教育将在预防霍乱流行病中发挥关键作用。
我们今天面临的一项重大挑战是为人们和粮食生产获取水，照顾关键生态系统和栖息地，以及应对地球上水的变化和不确定性。水利工程师和管理人员需要了解用水和水资源管理的复杂性。供人类饮用的水包括与供水和卫生相关的工程解决方案；水处理和分配系统的管理（图 6）；雨水、生活污水和城市排水；以及城市和农村地区水资源的可持续管理。用于粮食生产的水包括用于农业目的的水的使用，这需要与灌溉和排水项目的规划、设计、实施、运行和维护相关的工程解决方案。用于能源生产的水包括使用水坝等工程解决方案来发电。水资源管理还与针对洪水等不确定事件的工程解决方案有关，这些事件是由自然和人为活动造成的。
以下问题将帮助你评估你对本节的理解。每个问题可能有一个、两个、三个甚至四个正确答案。为了证明你的理解，你应该找到所有正确的答案。
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- 为什么北美人不必担心霍乱？
- 当我们前往某些国家旅行时，我们被建议接种霍乱疫苗。为什么有必要接种霍乱疫苗？
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