榮昌縣鎮(zhèn)街飲用水源地主要污染物健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

王秋娟，張官麗

(榮昌縣環(huán)境監(jiān)測(cè)站，重慶 404100)

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榮昌縣鎮(zhèn)街飲用水源地主要污染物健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

王秋娟，張官麗

(榮昌縣環(huán)境監(jiān)測(cè)站，重慶 404100)

[目的]評(píng)價(jià)榮昌縣飲用水源主要污染物的健康風(fēng)險(xiǎn)。[方法]選取榮昌縣8個(gè)鎮(zhèn)街飲用水源地進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)分析及污染源調(diào)查，應(yīng)用目前美國(guó)環(huán)保局推薦的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型對(duì)各飲用水源地的水環(huán)境主要污染物進(jìn)行評(píng)價(jià)。[結(jié)果]在所監(jiān)測(cè)的水庫(kù)中，水體均存在不同程度的N、P、有機(jī)物污染，未出現(xiàn)重金屬等指標(biāo)污染。非致癌物的個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)最大為NH3-N，其次為Hg、氰化物，最低為揮發(fā)酚，但在枯水期和豐水期均低于ICRP推薦的最大可接受風(fēng)險(xiǎn)水平；Cr6+在枯豐水期的個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)值均高于ICRP推薦的最大可接受風(fēng)險(xiǎn)水平，As的個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)值低于最大可接受風(fēng)險(xiǎn)水平。[結(jié)論]化學(xué)致癌物對(duì)人體健康的風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)超過非致癌物，Cr6+是對(duì)人體有健康風(fēng)險(xiǎn)的主要有毒污染物，對(duì)Cr6+的管理和控制是保證鎮(zhèn)街飲用水源地水體安全的有效舉措。

飲用水源地；健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

安全的水源供給是人類生存和區(qū)域發(fā)展的重要自然基礎(chǔ)，是人們生活、生產(chǎn)用水的源頭。目前，我國(guó)飲用水源地污染事件頻發(fā)，水體中污染物質(zhì)通過多種暴露途徑威脅飲用人群的身體健康[1-3]。據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)統(tǒng)計(jì)，全球80%的疾病與直接飲用不清潔的飲用水有關(guān)[4]。醫(yī)學(xué)研究也表明，環(huán)境因素與構(gòu)成癌癥發(fā)病因素密切相關(guān)，飲用水污染與癌癥發(fā)病率存在相關(guān)性[5]。2007年國(guó)務(wù)院編制的《全國(guó)城市飲用水源地環(huán)境保護(hù)規(guī)劃》充分體現(xiàn)了飲用水源安全與人體健康和社會(huì)穩(wěn)定息息相關(guān)[6]。張大元等[7]對(duì)重慶鎮(zhèn)街飲用水源地進(jìn)行安全評(píng)價(jià)時(shí)指出，榮昌縣斷面水質(zhì)安全比例低于60%，因此急需開展榮昌縣鎮(zhèn)街飲用水水質(zhì)安全調(diào)查，確保鎮(zhèn)街飲用水源地水質(zhì)安全。

為了進(jìn)一步保護(hù)榮昌縣鎮(zhèn)街飲用水源地水質(zhì)和居民飲用水源安全，筆者在對(duì)榮昌縣21個(gè)鎮(zhèn)街飲用水源地枯水期和豐水期水質(zhì)進(jìn)行調(diào)查分析的基礎(chǔ)上，選取8個(gè)鎮(zhèn)街為研究區(qū)域，采用美國(guó)環(huán)保局(USEPA)推薦的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，對(duì)榮昌縣水環(huán)境主要污染物進(jìn)行健康評(píng)價(jià)，旨在為鎮(zhèn)街飲用水源地水質(zhì)安全調(diào)查與評(píng)價(jià)提供參考。

1　材料與方法

1.1樣品采集與測(cè)定對(duì)榮昌縣21個(gè)鎮(zhèn)街飲用水源地在枯水期和豐水期各進(jìn)行隨機(jī)采樣1次，選取榮昌縣8個(gè)鎮(zhèn)街飲用水源地為研究區(qū)域，采用國(guó)家現(xiàn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)分析方法標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析。

1.2水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型 水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是以風(fēng)險(xiǎn)度作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，把環(huán)境污染與人體健康聯(lián)系起來，定量描述污染對(duì)人體產(chǎn)生健康危害的風(fēng)險(xiǎn)。該研究根據(jù)健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型對(duì)致癌物和非致癌物通過飲水途徑進(jìn)入人體后所引起的健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。

1.2.1化學(xué)致癌物的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法[8-9]。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)，化學(xué)致癌物主要有Cd、As和Cr6+，來自于飲水的平均個(gè)人健康危害風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算方法為：

(1)

(2)

式中，Rc為通過飲水所致的平均個(gè)人致癌年風(fēng)險(xiǎn)值，a-1；Dig為某種化學(xué)致癌物通過飲水的單位體重日均暴露劑量，mg/(kg·d)；Qig為某種化學(xué)致癌物通過飲水的致癌強(qiáng)度系數(shù)，mg/(kg·d)[10]；ED為人均壽命，a，取70 a；成人平均日飲水量，2.2 L。化學(xué)致癌物的Qig：Cd 6.1 mg/(kg·d)，As 15.0 mg/(kg·d)，Cr6+41.0 mg/(kg·d)。

1.2.2非致癌物的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法。非致癌物主要是Pb、Hg、NH3-N、CN和揮發(fā)酚，其通過飲用途徑所致平均個(gè)人健康風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算方法為：

(3)

(4)

式中，Dig為某種非致癌物通過飲用所致的平均個(gè)人致癌年風(fēng)險(xiǎn)值，a-1；RfDig為一種非致癌物通過飲用的參考劑量，mg/(kg·d)，其飲用途徑參考劑量：Pb 1.4×10-3mg/(kg·d)，Hg為3.0×10-4mg/(kg·d)，Cu為5.0×10-3mg/(kg·d)，NH3-N為9.7×10-1mg/(kg·d)，CN為3.7×10-2mg/(kg·d)，揮發(fā)酚為1.0×10-1mg/(kg·d)[11]。

Dig=2.2×Ci/BW

(5)

式中，Ci為化學(xué)致癌物/非化學(xué)致癌物的質(zhì)量濃度，mg/L；BW為平均體重，kg(取70 kg)。

2　結(jié)果與分析

2.1水質(zhì)污染狀況榮昌縣鎮(zhèn)街飲用水源地水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、Cr6+、COD、Hg等21項(xiàng)指標(biāo)。監(jiān)測(cè)時(shí)間為2012年4月(枯水期)和2012年9月(豐水期)，各污染物監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及達(dá)標(biāo)率見表1。由表1可知，各水庫(kù)豐水期超標(biāo)率明顯低于枯水期，但均存在超標(biāo)現(xiàn)象，其中雙河街道海棠寺水庫(kù)水質(zhì)超標(biāo)率最低，豐水期和枯水期均為4.76%，盤龍鎮(zhèn)豆腐橋水庫(kù)水質(zhì)超標(biāo)率最高，豐水期和枯水期均為28.57%。

CODMn常被作為表示地表水受有機(jī)污染物污染程度的綜合指標(biāo)[12]，有研究表明，當(dāng)水體中CODMn大于4.00 mg/L時(shí)表示水體已受到有機(jī)污染[13]。由表1可知，除了雙河街道海棠寺水庫(kù)豐水期的高錳酸鹽指數(shù)低于4.00 mg/L外，其余水庫(kù)在豐水期和枯水期均大于4.00 mg/L，這表明所調(diào)查的各個(gè)水庫(kù)均存在不同程度的有機(jī)物污染。CODCr作為有機(jī)物相對(duì)含量的指標(biāo)之一，除雙河街道海棠寺水庫(kù)外，其余水庫(kù)均存在不同程度的CODCr超標(biāo)現(xiàn)象，這與CODMn調(diào)查結(jié)果相似，即各水庫(kù)存在不同程度的有機(jī)物污染。污染源調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，所有水庫(kù)周邊均存在養(yǎng)殖場(chǎng)，養(yǎng)殖場(chǎng)中雞鴨魚等飼料或糞便等有機(jī)污染物未經(jīng)完全處理排入水庫(kù)，導(dǎo)致水庫(kù)水體中出現(xiàn)有機(jī)污染。

N、P是造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要元素，水體中N、P含量過高會(huì)造成浮游植物過度繁殖，消耗水中溶解氧，使得水體水質(zhì)惡化。因此，N、P含量是衡量潛在水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化的重要指標(biāo)，當(dāng)水體中TN、TP含量分別達(dá)到0.20、0.02 mg/L以上時(shí)，水體有發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化的風(fēng)險(xiǎn)。筆者在監(jiān)測(cè)中發(fā)現(xiàn)，所調(diào)查水庫(kù)均存在不同程度的N、P超標(biāo)現(xiàn)象，TN、TP含量為0.20、0.02 mg/L，因此，各水庫(kù)水體均存在較高的水體富營(yíng)養(yǎng)化風(fēng)險(xiǎn)。這主要是由于畜禽養(yǎng)殖糞便及生活污水排入水庫(kù)導(dǎo)致水庫(kù)出現(xiàn)N、P含量超過富營(yíng)養(yǎng)化限值，各鎮(zhèn)街水庫(kù)水體均未出現(xiàn)重金屬超標(biāo)。

2.2化學(xué)致癌物健康風(fēng)險(xiǎn)由于在水質(zhì)監(jiān)測(cè)中未對(duì)Cd進(jìn)行監(jiān)測(cè)，故只針對(duì)Cr6+和As進(jìn)行化學(xué)致癌物健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，榮昌縣鎮(zhèn)街飲用水源地化學(xué)致癌物通過飲用途徑造成的平均個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)值及總風(fēng)險(xiǎn)值如圖1所示。從圖1可以看出，化學(xué)致癌物通過飲用途徑所致健康危害的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)以豐水期Cr6+最大，除豆腐橋水庫(kù)枯水期外，其余均高于國(guó)際輻射防護(hù)委員會(huì)(ICRP)推薦的最大可接受風(fēng)險(xiǎn)水平(5.0×10-5a-1)。As的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)值在1.65×10-6～2.01×10-4a-1，豐水期和枯水期水體中As的個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)值均低于國(guó)際輻射防護(hù)委員會(huì)(ICRP)推薦的最大可接受風(fēng)險(xiǎn)水平(5.0×10-5a-1)。這說明化學(xué)致癌物Cr6+是各水庫(kù)飲用水源地對(duì)人體健康產(chǎn)生危害的主要有毒污染物，這與周曉鐵等[14]的研究結(jié)果相似。雖然飲用水中Cr6+的含量滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類水質(zhì)的要求，長(zhǎng)期的低劑量攝入仍然會(huì)嚴(yán)重危害人體健康[15]，應(yīng)將其作為供水廠飲用水處理的重點(diǎn)對(duì)象。

表1　榮昌縣各鎮(zhèn)街飲用水源地污染物監(jiān)測(cè)值及其超標(biāo)率

接下表

注：ND表示未檢出。

Note：“ND” stands for being not detected.

圖1　各水庫(kù)枯水期與豐水期化學(xué)致癌物的個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)值Fig.1　Individual risk of carcinogens in each reservoir in the dry and wet season

榮昌縣各鎮(zhèn)街飲用水源地水體各枯水期和豐水期中化學(xué)致癌物所致的健康危害的總風(fēng)險(xiǎn)值為3.88×10-5～5.45×10-4a-1，除豆腐橋水庫(kù)枯水期外均超過5.0×10-5a-1(國(guó)際輻射防護(hù)委員會(huì)推薦的最大可接受限值)。由此可知，各鎮(zhèn)街水庫(kù)由于化學(xué)致癌物所致的健康風(fēng)險(xiǎn)已不容忽視。

2.3非致癌物健康風(fēng)險(xiǎn)榮昌縣各鎮(zhèn)街飲用水源地水體在枯水期和豐水期通過飲用非致癌物所造成的平均個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)值及總風(fēng)險(xiǎn)值見圖2、3。從圖2、3可以看出，各水庫(kù)豐水期和枯水期非致癌物通過飲水對(duì)人體所造成的健康風(fēng)險(xiǎn)以NH3-N最大，但均在10-9a-1左右，遠(yuǎn)低于國(guó)際輻射防護(hù)委員會(huì)推薦的最大可接受風(fēng)險(xiǎn)水平?？梢?，非致癌物通過飲水對(duì)人體所造成的危害較小，且化學(xué)致癌物比非化學(xué)致癌物健康風(fēng)險(xiǎn)值高出3～4個(gè)數(shù)量級(jí)，說明與化學(xué)致癌物相比，非化學(xué)致癌物所引起的健康風(fēng)險(xiǎn)甚微，不會(huì)對(duì)暴露人群構(gòu)成危險(xiǎn)，這與前人研究結(jié)果一致[16-17]。

圖2　各水庫(kù)豐水期非化學(xué)致癌物的個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)值Fig.2　Individual risk of non-carcinogens in each reservoir in the wet season

圖3　各水庫(kù)枯水期非化學(xué)致癌物的個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)值Fig.3　Individual risk of non-carcinogens in each reservoir in the dry season

3　結(jié)論

(1)榮昌縣各鎮(zhèn)街飲用水源地水體中均存在不同程度的N、P及有機(jī)物污染，未出現(xiàn)重金屬污染。

(2)在榮昌縣各鎮(zhèn)街飲用水源地中，Cr6+通過飲用水對(duì)人體所致的健康最大，且高于ICRP推薦的最大可接受風(fēng)險(xiǎn)水平，是構(gòu)成人體健康風(fēng)險(xiǎn)的主要化學(xué)致癌物，應(yīng)將其作為首要的環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)管理控制指標(biāo)。

(3)各水庫(kù)非致癌物的個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)值在枯水期和豐水期從大到小依次為NH3-N、Hg、氰化物、揮發(fā)酚，其值均低于ICRP推薦的最大可接受風(fēng)險(xiǎn)水平。

(4)榮昌縣各鎮(zhèn)街飲用水源地水體中化學(xué)致癌物通過飲用途徑所造成的健康風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)高于非致癌物。

(5)為了確保榮昌縣各鎮(zhèn)街飲用水源地水質(zhì)的安全，加強(qiáng)治理和控制化學(xué)致癌物(特別是Cr6+)是降低飲用水源地健康風(fēng)險(xiǎn)的有效辦法，同時(shí)應(yīng)對(duì)各水庫(kù)周邊畜禽養(yǎng)殖及生活污水排放進(jìn)行治理和控制，實(shí)現(xiàn)污染物集中化處理。

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Health Risk Assessment of Main Pollutants in Sources of Drinking Water in Rongchang County

WANG Qiu-juan, ZHANG Guan-li

(Rongchang Environmental Monitoring Station, Chongqing 404100)

[Objective] To assess the health risk of main pollutants in sources of drinking water in Rongchang County. [Method] Water quality and pollution sources of eight sources of drinking water in Rongchang County were monitored and investigated, and the main pollutants in water environment of each source of drinking water were evaluated preliminarily by using the health risk assessment model recommended by the US Environmental Protection Agency (EPA). [Result] There were different levels of pollution from nitrogen, phosphorus and organic matter in the monitored reservoirs, and there was no heavy metal pollution. The highest individual risk of non-carcinogens was ammonia nitrogen, followed by mercury and cyanide, while the lowest was volatile phenol, but they were lower than the maximum acceptable risk level recommended by ICRP in the dry and wet season. The individual risk of hexavalent chromium was higher than the maximum acceptable risk level recommended by ICRP in the dry and wet season, while the individual risk of arsenic was lower than the maximum acceptable risk level recommended by ICRP in the dry and wet season. [Conclusion] The damage of chemical carcinogens to human health is far more than that of non-carcinogens, and hexavalent chromium is the main toxic pollutant to human health, so the management and control of hexavalent chromium is an effective measure to ensure the safety of water at sources of drinking water.

Drinking water; Assessment of health risk

王秋娟(1986- )，女，陜西渭南人，工程師，碩士，從事環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)研究。

2016-06-13

S 181.3;X 52

A

0517-6611(2016)23-080-04