高中工程/水和疾病
你是否想過疾病是如何傳播的？水是許多疾病的載體或傳播媒介。事實上，世界上許多疾病的傳播都依賴於水。這些疾病往往會發生大規模的流行病，並造成災難性的後果。水利工程的重要組成部分是維護水質，確保我們在開啟廚房水龍頭時所得到的水是可飲用的。除了確保飲用水安全外，水利工程還涉及將水從其源頭輸送到我們的家庭和居住地。
在本節中，我們將研究霍亂，一種水傳播疾病；我們將學習科學問題解決方法，該方法證實霍亂是透過水傳播的。然後，我們將開始研究工程師如何幫助社會管理我們的水資源供應。這個主題將在後面的章節中擴充套件。
霍亂是一種由攝入受汙染的水或食物引起的急性腸道感染。該感染是由霍亂弧菌（圖 4）引起的。這種細菌通常透過受人類或動物糞便汙染的水傳播。人類可以透過攝入受霍亂弧菌汙染的水或食物感染霍亂。霍亂的症狀包括腹瀉、腹痛、噁心、嘔吐和脫水。由於人體不會對霍亂弧菌產生持久免疫力，因此有可能多次感染該疾病。人們死於霍亂通常是因為疾病引起的嚴重脫水。如果不進行治療，霍亂通常具有很高的死亡率。霍亂爆發可能是廣泛的，導致大規模的流行病，造成數百或數千人死亡。
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活動 在全球資訊網上研究和回顧有關霍亂流行病的資源。參考學校圖書館或當地圖書館的百科全書。為以下每個問題準備一份不超過 200-300 字的簡短答案列表。你可能可以使用以下一些建議的短語在網際網路上搜索：霍亂、流行病、霍亂和水、水傳播疾病、水汙染源、水質、水淨化。
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1854 年，數百名住在倫敦的人死於霍亂流行病。當時，人們對該疾病是如何傳播的知之甚少。許多人認為，人們可以透過呼吸惡臭或汙濁的空氣感染霍亂等疾病。據估計，這次流行病造成 616 人死亡。如果不是約翰·斯諾博士（生於 1813 年，卒於 1858 年）的干預，他仔細繪製了圍繞水源（主要是博德街水泵）發生的死亡人數地圖，然後與其他官員合作拆除了水泵的把手，1854 年倫敦的霍亂流行病將更加廣泛。後來發現，汙水正在汙染博德街水泵的水源。阻止人們使用該水泵停止了來自該水源的使用。這一行動被認為大大減少了這次流行病期間的死亡人數。
斯諾博士製作了圖 5 中的地圖。斯諾地圖描繪了博德街水泵周圍的區域，其中死亡人數由水泵周圍的房屋和機構處的深色塊表示。
在倫敦早些時候的 1848 年和 1849 年霍亂流行病期間，斯諾提出了一個不同尋常的想法，即霍亂是由口服攝入的某種東西引起的，而不是吸入惡臭的空氣。在 1854 年倫敦的霍亂流行病期間，斯諾透過仔細詢問博德街周圍未被他們飲用的水感染的人收集了資料。斯諾於 1858 年去世後，其他人會引用斯諾收集的證據來支援他的理論，即霍亂主要透過汙水汙染的水傳播。斯諾博士關於霍亂在博德街水泵周圍的區域性傳播的研究，即使在今天也成為流行病學學生學習的一個重要的科學推理模型。斯諾博士撰寫了一份關於 1854 年秋季威斯敏斯特聖詹姆斯教區的霍亂爆發的報告；這份報告以及他的其他作品都可以在約翰·斯諾檔案和研究指南網站上線上獲取。
今天，我們大多數人知道不潔淨的水中含有導致疾病的細菌。我們珍惜清潔的水。然而，在 19 世紀，水可能傳播疾病的想法讓許多人感到害怕。在那段時間裡，許多人認為，霍亂等災難性疾病是對窮人罪惡生活的報應。斯諾博士不得不努力說服當地當局拆除博德街水泵的把手。現在，人們知道可以透過飲用乾淨的水來避免感染霍亂。在 20 世紀，在西半球，最近發生的霍亂事件幾乎不存在。然而，世界衛生組織 (WHO) 估計，在發展中國家，只有 35% 的人口能夠獲得清潔的水。
根據世界衛生組織 (WHO)，目前對霍亂爆發的應對措施主要是在發生爆發時以應急響應的形式進行。雖然應急響應非常重要，並能阻止許多人死亡，但它無助於預防霍亂的病因。因此，我們不能過分強調長期預防霍亂的重要性。預防霍亂和其他水傳播疾病的關鍵與預防水汙染和水淨化密切相關。將汙水與天然水源分離，處理汙水，處理水資源，以及淨化用於儲存和輸送供人類飲用的水，是這種策略的關鍵要素，涉及工程解決方案。此外，醫學研究、個人衛生和公共衛生教育將在預防霍亂流行病中發揮關鍵作用。
我們今天面臨的一項重大挑戰是為人們和糧食生產獲取水，照顧關鍵生態系統和棲息地，以及應對地球上水的變化和不確定性。水利工程師和管理人員需要了解用水和水資源管理的複雜性。供人類飲用的水包括與供水和衛生相關的工程解決方案；水處理和分配系統的管理（圖 6）；雨水、生活汙水和城市排水；以及城市和農村地區水資源的可持續管理。用於糧食生產的水包括用於農業目的的水的使用，這需要與灌溉和排水專案的規劃、設計、實施、執行和維護相關的工程解決方案。用於能源生產的水包括使用水壩等工程解決方案來發電。水資源管理還與針對洪水等不確定事件的工程解決方案有關，這些事件是由自然和人為活動造成的。
以下問題將幫助你評估你對本節的理解。每個問題可能有一個、兩個、三個甚至四個正確答案。為了證明你的理解，你應該找到所有正確的答案。
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- 為什麼北美人不必擔心霍亂？
- 當我們前往某些國家旅行時，我們被建議接種霍亂疫苗。為什麼有必要接種霍亂疫苗？
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