六安市城區(qū)飲用水源水重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

汪萬芬,錢東升,黃 潤(rùn)

(1.皖西學(xué)院城市建設(shè)與環(huán)境系,安徽六安 237012;2.浙江工業(yè)大學(xué)生物與環(huán)境工程學(xué)院,浙江杭州 310032)

六安市城區(qū)飲用水源水重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

汪萬芬1,錢東升2,黃 潤(rùn)1

(1.皖西學(xué)院城市建設(shè)與環(huán)境系,安徽六安 237012;2.浙江工業(yè)大學(xué)生物與環(huán)境工程學(xué)院,浙江杭州 310032)

對(duì)六安市城區(qū)飲用水源水中的重金屬污染物進(jìn)行了調(diào)查研究,應(yīng)用美國(guó)環(huán)保局推薦的健康風(fēng)險(xiǎn)模型對(duì)引起的健康風(fēng)險(xiǎn)度做了初步評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,重金屬污染物中的非致癌物質(zhì)所引起的健康風(fēng)險(xiǎn)度較低,在10-7和10-10之間,均遠(yuǎn)低于ICRP推薦的最大可接受風(fēng)險(xiǎn)水平,風(fēng)險(xiǎn)水平大小次序?yàn)閆n、Cu、Pb、Hg,鋅的風(fēng)險(xiǎn)度最大;但致癌物質(zhì)所構(gòu)成的健康危害較高,其中,Cd和Cr平均個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)度分別達(dá)到了5.476×10-6和3.677×10-5,Cr所造成的平均個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)非常接近ICRP推薦的最大可接受風(fēng)險(xiǎn)水平,可知Cr致癌風(fēng)險(xiǎn)極大,應(yīng)優(yōu)先管理。

飲用水;健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià);重金屬;六安

據(jù)世界衛(wèi)生組織調(diào)查顯示,80%的人類疾病與水質(zhì)污染有關(guān)。飲用水是指人日常生活中喝的水與用的水[1](P30-80)。許多重金屬作為環(huán)境污染物和潛在的有毒污染物已經(jīng)引起了世界各國(guó)科學(xué)家的高度重視,特別是As,Cd,Hg等有毒重金屬廣泛分布在自然環(huán)境中,可通過飲用水途徑對(duì)人體健康產(chǎn)生危害。例如,As對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)、皮膚、動(dòng)脈血管產(chǎn)生不良影響,同時(shí)還有致癌性[2-3];Cd具有組織累積性,有致癌性;Cu過量的攝入會(huì)對(duì)人體許多器官產(chǎn)生不良的影響,如肝、腎、消化系統(tǒng)和大腦[4](P233-254)。因此,加強(qiáng)飲用水中重金屬對(duì)人體健康造成的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)顯得尤為迫切與重要。

健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是把水環(huán)境污染與人體健康聯(lián)系起來的一種新的評(píng)價(jià)方法。目前,國(guó)內(nèi)外已有不少學(xué)者對(duì)飲用水污染物作了健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),并取得了豐富的研究成果,為人類健康飲水提供了堅(jiān)實(shí)的依據(jù)。例如,滕麗華先后兩次對(duì)寧波市飲用水中重金屬污染物做健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),認(rèn)為,致癌物質(zhì)中Cd所引起的健康風(fēng)險(xiǎn)最高,在非致癌物質(zhì)中Zn所引起的健康風(fēng)險(xiǎn)最高,存在一定程度的污染[5]。張可、胡志峰等對(duì)重慶城區(qū)飲用水源作了初步的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),認(rèn)為重慶水源水體中非致癌物質(zhì)影響最大的是鉛[6]。高繼軍、張力平等對(duì)北京市飲用水源水重金屬污染物做了初步的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),其結(jié)果為:所研究的重金屬污染物中,致癌物質(zhì)對(duì)人體健康危害的個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過非致癌物的年風(fēng)險(xiǎn),其風(fēng)險(xiǎn)水平要差2～3個(gè)數(shù)量級(jí)[7]。隨著人們生活水平的提高,對(duì)健康飲水的概念會(huì)越來越重視,而飲水安全形勢(shì)愈加嚴(yán)重,加強(qiáng)飲用水源水重金屬風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究具有現(xiàn)實(shí)意義。

六安市位于安徽西部,市區(qū)總?cè)丝诮?0萬。常規(guī)監(jiān)測(cè)資料表明,“十五”期間前期市區(qū)集中式生活飲用水源地水質(zhì)狀況良好,但后期飲用水源地水質(zhì)安全狀況呈加重態(tài)勢(shì)。“十一五”期間,隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)步伐的加快,城鎮(zhèn)人口的增多,污水的排放量大幅上升,飲用水源水質(zhì)安全問題將更加突出。而至目前為止,對(duì)六安市城區(qū)飲用水源水重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行全面的評(píng)價(jià)與研究仍是空白,該課題研究對(duì)于指導(dǎo)水環(huán)境保護(hù)工作,保障市民飲水安全具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)域概況與資料來源

六安市水域分屬淮河、長(zhǎng)江兩大水系,屬于淮河流域面積14912km2,屬于長(zhǎng)江流域面積為3064km2。淠河總干渠是六安市集中式生活飲用水源地,也是省城合肥的重要引用水源之一。淠河總干渠六安城區(qū)段長(zhǎng)約10.5公里,其存在的水環(huán)境問題及污染隱患已經(jīng)對(duì)水體水質(zhì)造成了影響。六安市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站對(duì)二水廠取水口解放南路橋斷面水質(zhì)進(jìn)行了檢測(cè)。水廠取水口位置及供水情況見表1。

表1 六安市集中式生活飲用水源地檢測(cè)點(diǎn)位狀況

2005年六安市集中式生活飲用水源地例行檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)(重金屬)見表2。對(duì)照國(guó)家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),六安市城區(qū)水源水均達(dá)到Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn),六安市城區(qū)水源水質(zhì)基本符合集中式飲用水源地要求。

表2 六安市城區(qū)飲用水源各重金屬污染物濃度

1.2 重金屬風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法

本文采用美國(guó)環(huán)保局推薦的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型進(jìn)行飲用水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。不同類型污染物通過飲用水途徑進(jìn)入人體后所引起的健康風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)模型包括致癌物質(zhì)所致健康危害的風(fēng)險(xiǎn)模型和非致癌物所致健康危害的風(fēng)險(xiǎn)模型:

式(2)為非致癌物所致健康危害的風(fēng)險(xiǎn)模型,其中Rnig為非致癌物i經(jīng)食入途徑所致健康危險(xiǎn)的個(gè)人平均年風(fēng)險(xiǎn)(a-1),n為采樣點(diǎn)數(shù)量;Dig為通過飲水途徑暴露的日均暴露劑量[mg/(kg·d)];PA Dig為非致癌物i經(jīng)食入途徑的調(diào)整劑量[mg/(kg·d)],其值見表4;70為人類平均壽命(單位:a)。

通過飲水途徑暴露的日均暴露劑量(Dig)可按下式進(jìn)行計(jì)算:

式(3)中,2.2為成人每日平均飲水量(單位:L);△Ci(x)為污染物平均質(zhì)量濃度增量(單位:mg/L)。調(diào)整劑量 PADig可按下式計(jì)算:

式(4)中Rf Dig為非致癌污染物i經(jīng)食入途徑的參考劑量[mg/(kg·d)],本研究中安全因子取值為10。

表3 化學(xué)致癌物致癌系數(shù)qig

表4 非致癌物參考劑量RfDig

1.3 評(píng)價(jià)參數(shù)選擇

根據(jù)國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)和世界衛(wèi)生組織(WHO)通過全面評(píng)價(jià)化學(xué)物質(zhì)致癌性可靠程度而編制的分類系統(tǒng),結(jié)合六安市常規(guī)監(jiān)測(cè)資料確定本次評(píng)價(jià)因子為:非致癌物 Hg、Pb、Cu、Zn,致癌物Cd、Cr、As。

2 結(jié)果與分析

2.1 化學(xué)非致癌物評(píng)價(jià)結(jié)果與分析

根據(jù)健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型和評(píng)價(jià)參數(shù),可以計(jì)算出通過飲水途徑,化學(xué)非致癌物造成的平均個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)見表5。

表5 化學(xué)非致癌物的飲水途徑健康危害的平均個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)度

如表5所示,在非致癌物質(zhì)中Zn所造成的個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)最大,達(dá)到了3.1×10-7;最小的為 Hg,其平均個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)度為9.0×10-10;風(fēng)險(xiǎn)排序?yàn)?Zn>Cu >Pb>Hg;各風(fēng)險(xiǎn)水平都集中在10-7和10-10之間。即每千萬人口中因飲用水水質(zhì)的非致癌污染物而受到健康危害或死亡的人數(shù)不到1人。這一水平也遠(yuǎn)低于國(guó)際防輻射委員會(huì)(ICRP)推薦的標(biāo)準(zhǔn)年風(fēng)險(xiǎn)度5.0×10-5。這表明在飲用水中,非致癌化學(xué)物質(zhì)所引起的健康危險(xiǎn)甚微,不會(huì)對(duì)暴露人群構(gòu)成明顯的危害。

2.2 化學(xué)致癌物評(píng)價(jià)結(jié)果與分析

根據(jù)健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型和評(píng)價(jià)參數(shù),可以計(jì)算出通過飲水途徑,化學(xué)致癌物造成的平均個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)見表6。

表6 化學(xué)致癌物的飲水途徑健康危害的平均個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)度

如表6所示,在致癌物質(zhì)中Cr所造成的健康危害的平均個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)度最大,達(dá)到了3.677×10-5。這一數(shù)字已經(jīng)非常接近國(guó)際防輻射委員會(huì)推薦的標(biāo)準(zhǔn)年風(fēng)險(xiǎn)度5.0×10-5,表明六安市飲用水源水中存在一定程度的Cr污染,在將來的環(huán)境整治工作中應(yīng)加強(qiáng)預(yù)防和治理。對(duì)于As所造成的健康危害的平均個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)為6.735×10-7,這一結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于國(guó)際防輻射委員會(huì)推薦的標(biāo)準(zhǔn)年風(fēng)險(xiǎn)度。

總的來說,六安市城區(qū)飲用水源水中致癌物質(zhì)所造成的危害遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于非致癌物質(zhì)。這一結(jié)果應(yīng)引起有關(guān)部門的注意,在未來的治理工作中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)重金屬中致癌物的控制和治理,造成這一結(jié)果的原因可能與六安市的地質(zhì)地貌因素、土壤成份和生活污水的排放有關(guān)。

3 結(jié)論

通過研究得出以下結(jié)論:

(1)六安市城區(qū)飲用水源水中非致癌物(Zn、Cu、Pb、Hg)健康危害的平均個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)依次為3.1× 10-7、4.5×10-9、1.9×10-9、9.0×10-10,非致癌物質(zhì)所引起的健康風(fēng)險(xiǎn)度較低,在10-7和10-10之間,均遠(yuǎn)低于ICRP推薦的最大可接受風(fēng)險(xiǎn)水平,Zn的風(fēng)險(xiǎn)度最大。

(2)六安市城區(qū)飲用水源水中致癌物質(zhì)(Cr、Cd、 As)健康危害的平均個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)依次為 3.677× 10-5、5.476×10-6、6.735×10-7,致癌物質(zhì)所引起的健康危害較高,Cr所造成的平均個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)非常接近ICRP推薦的最大可接受風(fēng)險(xiǎn)水平,致癌風(fēng)險(xiǎn)極大,應(yīng)優(yōu)先進(jìn)行管理。

(3)六安市城區(qū)飲用水源水重金屬污染物中致癌物所引起的健康危害遠(yuǎn)高于非致癌物質(zhì)所引起的健康危害。

[1]金銀龍,鄂學(xué)禮,張嵐.(GB5749-2006)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》釋義[M].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2006.

[2]羅鳳基,羅振東,馬亮,等.呼和浩特西部地區(qū)黑河村居民富砷飲水與惡性腫瘤發(fā)病關(guān)系的研究[J].中華流行病學(xué)雜志,1995,16(5):289-291.

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[4]Aaseth J,Norseth T Copper.In:Hardbook on the Toxicology of Metals(Friberg L,Nodberg Gf,Vouk VB,eds) [M].Ams-terdam:Elsevier,1986.

[5]騰麗華.寧波市飲用水中重金屬鉄鋅銅健康風(fēng)險(xiǎn)度評(píng)價(jià)[J].廣東微量元素科學(xué),2007,14(6):33-36.

[6]張可,胡志鋒,張勇,等.重慶市城區(qū)飲用水源健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J].四川環(huán)境,2007,26(2):71-73.

[7]高繼軍,張力平,黃圣彪,等.北京市飲用水源水重金屬污染物健康風(fēng)險(xiǎn)的初步評(píng)價(jià)[J].環(huán)境科學(xué),2004,25(2):47 -50.

[8]EPA.Supplement risk Assessment.Part 1[R].USA: EPA,1989.

The H ealth Risk Assessment of H eavy Metals in Drinking Water in Lu’an

WAN G Wan-fen1,QIAN Dong-sheng2,HUAN G Run1
(1.Department of City Construction and Environment,West A nhui University,L u’an237012,China;
2.College of Biological and Environmental Engineering,Zhejing University of Technology,HangZhou310032,China)

In this paper,Lu’an City’s main water source of drinking water contaminants of heavy metals was investigated,and the application of the United States Environmental Protection Agency recommended model health risks Lu’an City water source of drinking water caused by heavy metal pollutants in the health risk to do a preliminary evaluation.The results showed that heavy metal pollutants in the index of non-carcinogenic substances,health risks from low,10-7and 10-10in between the exposed population will not pose a significant health threat.However,carcinogenic health hazards posed by a higher one,Cd and Cr had reached 5. 477×10-6and 3.677×10-5,Cr caused by the average individual risk has been in very close to the International Commission on Radiation Protection(ICRP)recommended maximum acceptable way through the level of drinking water,indicating the existence of a certain degree of pollution,priority should be to manage.

drinking water;health risk assessment;heavy metal;Lu’an

X52

A

1009-9735(2010)02-0140-03

2009-12-17

六安市定向委托皖西學(xué)院市級(jí)研究項(xiàng)目(2008LW025)。

汪萬芬(1975-),女,安徽六安人,皖西學(xué)院講師,碩士,研究方向:水環(huán)境評(píng)價(jià)與監(jiān)測(cè)。