衡陽市縣級(jí)以上城市飲用水源地水質(zhì)健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

邱國良 陳泓霖

（湖南省衡陽生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，湖南衡陽 421001）

“十三五”以來，隨著生態(tài)環(huán)境保護(hù)力度的不斷加強(qiáng)，衡陽市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量明顯改善；全市地表水總體水環(huán)境質(zhì)量穩(wěn)中趨好，15個(gè)縣級(jí)以上城市飲用水水源地水質(zhì)監(jiān)測(cè)中未出現(xiàn)超地表水Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)象。常用的單因子評(píng)價(jià)法只能評(píng)價(jià)水質(zhì)超標(biāo)或達(dá)標(biāo)情況，不能反映已達(dá)標(biāo)指標(biāo)是否會(huì)影響人體健康及影響程度。環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)通過估算有害污染物對(duì)人體健康產(chǎn)生不良影響的概率，以風(fēng)險(xiǎn)度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，定量表達(dá)污染因子對(duì)人體健康產(chǎn)生危害的風(fēng)險(xiǎn)大小[1~2]。國內(nèi)對(duì)某市市級(jí)（市城區(qū)）飲用水源地或區(qū)域性的城鎮(zhèn)飲用水源地水質(zhì)健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的研究較多[3~6]，對(duì)衡陽市境內(nèi)水環(huán)境開展健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究的較少見[1~2,7]。本研究利用2020年（“十三五”末年）衡陽市15個(gè)縣級(jí)以上城市飲用水水源地水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，采用美國環(huán)境保護(hù)署推薦的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型來評(píng)價(jià)水源地水質(zhì)健康風(fēng)險(xiǎn)，以期為飲用水源地水質(zhì)安全保障和風(fēng)險(xiǎn)管理提供參考。

1.研究區(qū)域及監(jiān)測(cè)概況

衡陽市為湖南省轄地級(jí)市，位于湖南省中南部、湘江中游，是湖南省域副中心城市，轄5區(qū)5縣、代管2縣級(jí)市。根據(jù)《湖南省縣級(jí)以上地表水集中式飲用水水源保護(hù)區(qū)劃定方案》（湘政函〔2016〕176號(hào)），衡陽市共劃定有15個(gè)縣級(jí)以上飲用水水源保護(hù)區(qū)，市城區(qū)3個(gè)，8個(gè)縣市（含南岳區(qū)）有12個(gè)。10個(gè)河流型、5個(gè)水庫型，均為地表水型水源保護(hù)區(qū)，取水水源為湘江及其支流，基本情況詳見表1。2020年之前，12個(gè)縣級(jí)水源地水質(zhì)監(jiān)測(cè)由各縣監(jiān)測(cè)站承擔(dān)；根據(jù)湖南省生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)垂直管理改革后的監(jiān)測(cè)事權(quán)劃分，從2020年2月開始，15個(gè)水源地水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作均由湖南省衡陽生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心承擔(dān)。石門水庫、曹口堰水庫、大禾田水庫、云集水廠（耒水）這4個(gè)水源地每季度監(jiān)測(cè)一次，其余11個(gè)納入了地表水考核的水源地每月監(jiān)測(cè)一次。為了評(píng)價(jià)結(jié)果具有較好的可比性，本研究選用同一個(gè)監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)（湖南省衡陽生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心）2020年2～12月的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

表1 2020年衡陽市縣級(jí)以上飲用水源地基本情況

注：南岳區(qū)距離衡陽市城區(qū)較遠(yuǎn)，算作縣級(jí)水源地；江東水廠、城南水廠、城北水廠為市城區(qū)4個(gè)區(qū)（珠暉區(qū)、雁峰區(qū)、石鼓區(qū)、蒸湘區(qū)）使用；表中同一河流上的水源地按從上游至下游排序。

2 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型及等級(jí)劃分

2.1 非致癌物及致癌物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)計(jì)算模型

水源地水質(zhì)中放射性元素污染一般不考慮，主要研究化學(xué)非致癌物、致癌物污染因子對(duì)人體健康的危害，本研究采用大多數(shù)學(xué)者常用的美國環(huán)境保護(hù)署的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型來計(jì)算水源地水質(zhì)健康風(fēng)險(xiǎn)[1-2]。非致癌物的健康風(fēng)險(xiǎn)按公式（1）和公式（2）計(jì)算，致癌物的健康風(fēng)險(xiǎn)按公式（1）和公式（3）計(jì)算；一般假設(shè)污染因子對(duì)人體健康的毒性作用不是協(xié)同或拮抗關(guān)系，而是相加關(guān)系，則有毒污染因子通過飲用途徑對(duì)人體健康產(chǎn)生的總健康風(fēng)險(xiǎn)R= Rn+Rc[1-7]。

式中：Dig為有毒污染因子i經(jīng)食用途徑的單位體重日均暴露劑量（mg·kg-1·d-1）；Q為成人日均飲水量（L，取2.2 L）；Ci為有毒污染因子的濃度（mg/L）；W為成人人均體重（kg，取70kg）；為非致癌污染因子i的平均個(gè)人致癌年風(fēng)險(xiǎn)（a-1）；1×10-6為非致癌污染因子i的普遍可接受風(fēng)險(xiǎn)水平；RfDig為非致癌污染因子i的參考劑量（mg·kg-1·d-1）；L為我國人民平均壽命（a，取 70 a）；為致癌污染因子i的平均個(gè)人致癌年風(fēng)險(xiǎn)（a-1）；Qig為致癌污染因子i的致癌強(qiáng)度系數(shù)（kg·d·mg-1）[1-2]。非致癌污染因子經(jīng)食用途徑的參考劑量和致癌污染因子的致癌強(qiáng)度系數(shù)均參照美國環(huán)境保護(hù)署的推薦，詳見表2[1-2]。

表2 非致癌污染因子的參考劑量和致癌污染因子的致癌強(qiáng)度系數(shù)

2.2 健康風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)

大部分國外機(jī)構(gòu)推薦的最大可接受健康 風(fēng) 險(xiǎn) 水 平 在 1×10-6～ 1×10-4a-1之 間，1×10-6a-1為英國皇家學(xué)會(huì)、荷蘭建設(shè)和環(huán)境署、瑞典環(huán)境保護(hù)署的推薦值，5×10-5a-1為國際輻射防護(hù)委員會(huì)（ICRP）的推薦值，1×10-4a-1為美國環(huán)境保護(hù)署（USEPA）所推薦，普遍認(rèn)為高于1×10-4a-1的風(fēng)險(xiǎn)水平不可接受；本研究將健康風(fēng)險(xiǎn)劃分為4個(gè)等級(jí)，詳見表3[1-2]。

表3 健康風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分

3 結(jié)果與分析

3.1 非致癌污染因子健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

2020年衡陽市15個(gè)縣級(jí)以上水源地非致癌污染因子的健康風(fēng)險(xiǎn)見表4。由表4可見，各水源地非致癌污染因子的健康風(fēng)險(xiǎn)水平在1.2×10-9～3.4×10-9a-1之間，大禾田水庫最低、耒陽市水廠最高，各水源地相差不大，均屬于極低風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別；10個(gè)河流型水源地非致癌污染因子的風(fēng)險(xiǎn)水平在2.0×10-9～3.4×10-9a-1之間，耒陽市水廠、西渡水廠、常寧自來水廠稍微高一些，5個(gè)水庫型水源地非致癌污染因子的風(fēng)險(xiǎn)水平在1.2×10-9～1.8×10-9a-1之間，可看出河流型水源地非致癌污染因子的健康風(fēng)險(xiǎn)普遍大于水庫型水源地。氟化物的健康風(fēng)險(xiǎn)水平稍高（5.6×10-10～2.3×10-9a-1），其 次 為 銅（1.2×10-10～ 3.9×10-10a-1）、 鉛（8.7×10-11～ 1.2×10-9a-1），風(fēng)險(xiǎn)最低的為揮發(fā)酚（6.7×10-13～1.8×10-12a-1）；河流型水源地非致癌污染因子的健康風(fēng)險(xiǎn)普遍大于水庫型主要是受氟化物的影響，耒陽市水廠、西渡水廠風(fēng)險(xiǎn)稍高主要是受氟化物的影響，常寧自來水廠主要是受氟化物、鉛的影響。

表4 2020年衡陽市縣級(jí)以上水源地非致癌污染因子的健康風(fēng)險(xiǎn)

3.2 致癌污染因子健康風(fēng)險(xiǎn)和總風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

2020年衡陽市15個(gè)縣級(jí)以上水源地致癌污染因子的健康風(fēng)險(xiǎn)及總健康風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果見表5。衡陽市水源地中六價(jià)鉻濃度均為未檢出，未檢出時(shí)即使按檢出限（0.004L毫克/升）的一半（0.002毫克/升）計(jì)算，其健康風(fēng)險(xiǎn)高達(dá)3.7×10-5a-1；也有部分學(xué)者按0毫克/升計(jì)算，本研究因六價(jià)鉻未檢出而不納入風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[1-2]。由表5可見，各水源地致癌污染因子的健康風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)高于非致癌污染因子，且砷的健康風(fēng)險(xiǎn)大于鎘；15個(gè)水源地砷的健康風(fēng)險(xiǎn)水平在1.0×10-6～1.0×10-4a-1之間，曹口堰水庫最低、耒陽市水廠最高，最低值與最高值相差比較大，河流型水源地基本上高于水庫型水源地。除曹口堰水庫之外的14個(gè)水源地砷的健康風(fēng)險(xiǎn)均高于1×10-6a-1（英國、荷蘭、瑞典的推薦值）、也均低于1×10-4a-1（美國的推薦值）；湘江干流衡陽段上游的云集水廠（湘江）、中游城區(qū)段的江東水廠、城南水廠、城北水廠4個(gè)水源地均略超過國際輻射防護(hù)委員會(huì)(ICRP)推薦值5×10-5a-1，湘江干流衡陽段下游的衡山自來水廠略低于ICRP推薦值，耒水中游的耒陽市水廠、下游的云集水廠（耒水）2個(gè)水源地均超過ICRP推薦值，宜水上的常寧自來水廠、蒸水上的西渡水廠、洣水上的衡東水廠及5個(gè)水庫均低于ICRP推薦值。15個(gè)水源地鎘的健康風(fēng)險(xiǎn)水平在6.8×10-8～2.0×10-6a-1之間，石門水庫最低、耒陽市水廠最高，也是河流型水源地基本上高于水庫型水源地；各水源地鎘的健康風(fēng)險(xiǎn)均低于ICRP推薦值5×10-5a-1，僅有衡山自來水廠、耒陽市水廠2個(gè)水源地略超過英國、荷蘭、瑞典推薦的推薦值1×10-6a-1。15個(gè)水源地致癌污染因子的健康風(fēng)險(xiǎn)水平在1.1×10-6～1.0×10-4a-1之間，曹口堰水庫最低、耒陽市水廠最高，河流型水源地基本上高于水庫型水源地；湘江干流衡陽段上游的云集水廠（湘江）、中游城區(qū)段的江東水廠、城南水廠、城北水廠和耒水上的耒陽市水廠、云集水廠（耒水）共6個(gè)水源地的化學(xué)致癌污染因子的健康風(fēng)險(xiǎn)均超過ICRP推薦值5×10-5a-1、為中等風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別；其余9個(gè)水源地均低于ICRP推薦值、但均高于英國、荷蘭、瑞典推薦值1×10-6a-1、為低風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別。

表5 2020年衡陽市縣級(jí)以上水源地致癌污染因子的健康風(fēng)險(xiǎn)及總健康風(fēng)險(xiǎn)

2020年衡陽市各水源地總健康風(fēng)險(xiǎn)水平在1.1×10-6～1.0×10-4a-1之間，曹口堰水庫最低、耒陽市水廠最高，河流型水源地基本上高于水庫型水源地；15個(gè)水源地的總健康風(fēng)險(xiǎn)均高于英國、荷蘭、瑞典推薦值1×10-6a-1，均低于或等于美國推薦值1×10-4a-1，湘江干流衡陽段上游的云集水廠（湘江）、中游城區(qū)段的江東水廠、城南水廠、城北水廠和耒水上的耒陽市水廠、云集水廠（耒水）共6個(gè)水源地的總健康風(fēng)險(xiǎn)均超過ICRP推薦值5×10-5a-1、為中等風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別，其余9個(gè)水源地的總健康風(fēng)險(xiǎn)均低于ICRP推薦值、為低風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別；河流型水源地總健康風(fēng)險(xiǎn)基本上高于水庫型水源地（石門水庫除外）。因非致癌污染因子的健康風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于化學(xué)致癌污染因子，總健康風(fēng)險(xiǎn)主要受化學(xué)致癌污染因子影響，總健康風(fēng)險(xiǎn)高低與化學(xué)致癌污染因子的健康風(fēng)險(xiǎn)高低趨勢(shì)一致。

4 結(jié)論

（1）2020年，衡陽市15個(gè)水源地非致癌污染因子的健康風(fēng)險(xiǎn)在1.2×10-9～3.4×10-9a-1之間，化學(xué)致癌污染因子的健康風(fēng)險(xiǎn)在1.1×10-6～1.0×10-4a-1之間，化學(xué)致癌污染因子的健康風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)高于非致癌污染因子。

（2）2020年，15個(gè)水源地總健康風(fēng)險(xiǎn)在1.1×10-6～1.0×10-4a-1之間，曹口堰水庫最低、耒陽市水廠最高，湘江干流衡陽段上游的云集水廠（湘江）、中游城區(qū)段的江東水廠、城南水廠、城北水廠和耒水上的耒陽市水廠、云集水廠（耒水）共6個(gè)水源地的總健康風(fēng)險(xiǎn)均超過國際輻射防護(hù)委員會(huì)(ICRP)推薦值、為中等風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別，其余9個(gè)水源地均低于ICRP推薦值、但均高于英國、荷蘭、瑞典推薦值1×10-6a-1、為低風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別。

（3）衡陽市15個(gè)水源地中，非致癌污染因子中以氟化物健康風(fēng)險(xiǎn)稍高、其次為銅、鉛，揮發(fā)酚健康風(fēng)險(xiǎn)最低；化學(xué)致癌污染因子砷的健康風(fēng)險(xiǎn)大于鎘，水源地水質(zhì)總健康風(fēng)險(xiǎn)主要受化學(xué)致癌污染因子影響，以砷的影響最大；非致癌污染因子、化學(xué)致癌污染因子及總健康風(fēng)險(xiǎn)均呈現(xiàn)出河流型水源地高于水庫型水源地的特點(diǎn)。

（4）湘江干流衡陽段上游、中游的4個(gè)水源地及耒水上的2個(gè)水源地總健康風(fēng)險(xiǎn)達(dá)到中等風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別，主要是受化學(xué)致癌污染因子砷的影響；湘江干流及耒水需鞏固重金屬污染防治成效，保障飲用水水源地水質(zhì)安全。