環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估在水源重金屬污染中的應(yīng)用

鄧 波，代 麗

（1.川北醫(yī)學(xué)院，四川 南充 637000；2.四川省會(huì)理縣疾病預(yù)防控制中心，四川 會(huì)理 615100）

環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估在水源重金屬污染中的應(yīng)用

鄧 波1，代 麗2

（1.川北醫(yī)學(xué)院，四川 南充 637000；2.四川省會(huì)理縣疾病預(yù)防控制中心，四川 會(huì)理 615100）

采用原子熒光分光光度計(jì)和原子吸收光譜儀測(cè)定某校生活飲用水中As、Hg、Cd、Pb、Cu、Zn、Fe的含量，并應(yīng)用美國(guó)環(huán)保局推薦的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，對(duì)飲用水途徑所引起的健康風(fēng)險(xiǎn)做初步評(píng)估，評(píng)價(jià)其對(duì)人群健康帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)大小。結(jié)果顯示，該校4個(gè)采樣點(diǎn)的飲用水中重金屬污染物對(duì)人體健康產(chǎn)生的個(gè)人年總風(fēng)險(xiǎn)均未超過(guò)國(guó)際防輻射委員會(huì)規(guī)定的最大可接受健康風(fēng)險(xiǎn)水平。

生活飲用水；重金屬污染；健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

由于人類的活動(dòng)和工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，使賴以生存的水源受到了不同程度的污染。水中所含重金屬具有毒性大、持久性長(zhǎng)、難降解等特點(diǎn)，易在人體內(nèi)累積，嚴(yán)重危害人體健康。鐵、鋅、銅雖是人體所必需的元素，但攝入過(guò)量會(huì)對(duì)人體的器官和系統(tǒng)產(chǎn)生損害；砷、鎘、鉛、汞為常見(jiàn)的有害重金屬，可在人體內(nèi)蓄積，對(duì)人體健康產(chǎn)生威脅。因此，加強(qiáng)飲用水中重金屬含量的監(jiān)測(cè)與危害評(píng)估十分重要。

環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是由美國(guó)環(huán)保署（USEPA）提出并推薦使用，可為處理各類環(huán)境污染健康危害事件及制定環(huán)境保護(hù)相關(guān)政策與標(biāo)準(zhǔn)等，提供必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐[1]。通過(guò)水體環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，既可定量描述水環(huán)境污染對(duì)服務(wù)區(qū)域居民身體健康的危害，又可直接得出環(huán)境污染物的主次順序[2]。該模型在我國(guó)的使用尚處于起步階段。本研究調(diào)查了川東某校生活飲用水中As、Hg、Cd、Pb、Cu、Zn、Fe等7種重金屬的污染狀況，運(yùn)用健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型[3，4]，對(duì)

飲用水途徑所引起的健康風(fēng)險(xiǎn)做初步評(píng)估，指出主要污染物和污染程度，綜合、定量地評(píng)價(jià)長(zhǎng)期攝取含污染物的該類飲用水對(duì)人體造成的預(yù)期健康風(fēng)險(xiǎn)，為政府決策和公眾參與提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與試劑

雙道原子熒光分光光度計(jì)（AFS-230E）；原子吸收光譜儀（PinAAcle 900T）。

試劑：As、Hg、Cd、Pb、Cu、Zn、Fe標(biāo)準(zhǔn)溶液，均為1000μg/mL，購(gòu)自國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心；氫氧化鈉、硼氫酸鉀、抗壞血酸、硫脲、硝酸鈀、硝酸為優(yōu)級(jí)純。實(shí)驗(yàn)用水為純凈水。

1.2 采樣

根據(jù)該校內(nèi)生活飲用水的取用狀況，選取4個(gè)具有代表性的地點(diǎn)采樣（食堂、宿舍、圖書館、教學(xué)樓），分別編號(hào)，每個(gè)點(diǎn)采集4份水樣，貼上標(biāo)簽，送回實(shí)驗(yàn)室待測(cè)。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)系列的配制

鐵、鋅、銅、砷、汞元素標(biāo)準(zhǔn)系列使用液：根據(jù)需要將上述元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液用純凈水逐級(jí)稀釋為元素標(biāo)準(zhǔn)系列使用液。鎘、鉛元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液逐級(jí)稀釋為標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液，其濃度分別為0.2μg/mL和50μg/mL。

1.4 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20世紀(jì)80年代后建立的水體污染與人體健康定量關(guān)系的一種評(píng)價(jià)方法，其目的是通過(guò)水體污染物危害鑒定、污染物暴露評(píng)價(jià)等定量評(píng)估水體污染物對(duì)人體健康危害的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

低濃度重金屬通過(guò)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)模型有兩種[5]：1）致癌物所致健康危險(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn)模型；2）非致癌物所致健康危險(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn)模型。

1.4.1 致癌物質(zhì)所導(dǎo)致健康風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)模型

1.4.5 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型參數(shù)的選擇

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(guò)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)，As、Cd為化學(xué)致癌物，Pb、Hg、Cu、Zn、Fe為非致癌物。致癌物質(zhì)的致癌強(qiáng)度系數(shù)和非致癌物質(zhì)參考劑量見(jiàn)表1。

表1 模型參數(shù)Qig和RfDig值

2 結(jié)果

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線和加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)曲線，所有元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)均大于0.999。針對(duì)每一種元素隨機(jī)抽取3份水樣做加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，得到各自的加標(biāo)回收率，回收率結(jié)果均在允許限內(nèi)[7]。

2.2 飲用水中重金屬含量（見(jiàn)表2）

表2 某校生活飲用水中7種重金屬濃度 （單位：mg/L）

由表2可知，7種重金屬指標(biāo)中，As、Hg、Pb在各采樣點(diǎn)的濃度相同，其中As濃度為0.001mg/L，Hg濃度＜0.0001mg/L，Pb濃度＜0.005mg/L，Zn濃度范圍為0.002～0.052mg/L，F(xiàn)e、Cu、Cd未檢出。

2.3 飲用水年均個(gè)人健康風(fēng)險(xiǎn)與總風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

根據(jù)致癌物、非致癌物所導(dǎo)致健康風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)模型公式，計(jì)算出4個(gè)采樣點(diǎn)各重金屬元素經(jīng)飲用水途徑所引起的個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)與總風(fēng)險(xiǎn)，見(jiàn)表3。

表3 生活飲用水重金屬飲水途徑健康危險(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn)（個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)/a-1）

由表3可知，通過(guò)飲水途徑所引起健康風(fēng)險(xiǎn)中As的致癌年風(fēng)險(xiǎn)最大，為3.16×10-6·a-1， Hg的年風(fēng)險(xiǎn)水平小于2.11×10-9·a-1，Pb的年風(fēng)險(xiǎn)水平小于7.52×10-9·a-1，Zn的年風(fēng)險(xiǎn)水平在0.14×10-7～3.65×10-7·a-1，均遠(yuǎn)低于ICRP推薦的最大可接受風(fēng)險(xiǎn)水平，不會(huì)對(duì)暴露人群產(chǎn)生健康危害。在4個(gè)采樣點(diǎn)中，4#水樣的總健康風(fēng)險(xiǎn)是所有采樣地點(diǎn)中最高的。由飲水途徑所致健康危害的個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)按大小排列為As＞Zn＞Pb＞Hg，因此，As是優(yōu)先治理的目標(biāo)。

3 討論

采用美國(guó) EPA 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型，可得出主要污染物和污染程度，綜合、定量地評(píng)價(jià)長(zhǎng)期攝取含污染物的該類飲用水對(duì)人體造成的預(yù)期健康風(fēng)險(xiǎn)，為政府決策和公眾參與提供科學(xué)依據(jù)。

當(dāng)前以基于水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展的飲用水水質(zhì)安全評(píng)價(jià)管理工作尚不能直接反映水質(zhì)與人體健康之間的關(guān)系。健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)可以定量反映水體污染對(duì)人體健康造成損害的可能性及程度。因此，有必要在飲用水水質(zhì)安全管理工作中全面開(kāi)展健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，在目前飲用水水質(zhì)安全標(biāo)準(zhǔn)管理的基礎(chǔ)上逐步引入風(fēng)險(xiǎn)管理。

在國(guó)內(nèi)較早進(jìn)行飲用水健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的有高繼軍[8]等人，對(duì)北京市飲用水中Cu、Hg、Cd、As的健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，致癌物風(fēng)險(xiǎn)以As最大，非致癌物風(fēng)險(xiǎn)以Hg最大；周國(guó)宏等[9]對(duì)深圳市飲用水源水重金屬元素健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)健康風(fēng)險(xiǎn)大小排列為Cr6+＞As＞Cd＞Se＞Pb＞Hg。張亞寧[10]等認(rèn)為致癌物質(zhì)（Cr6+、Cd和As）所引起的健康風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)大于非致癌物質(zhì)，Cr6+應(yīng)優(yōu)先控制。本研究中，飲用水中的化學(xué)致癌物As所引起的健康風(fēng)險(xiǎn)最大，為主要污染物，非致癌物（Hg、Pb、Zn）所引起的健康風(fēng)險(xiǎn)也同樣遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于化學(xué)致癌物As所引起的風(fēng)險(xiǎn)，健康危害的個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)按大小排列為As＞Zn＞Pb＞Hg，這與前人的研究結(jié)果一致。

我國(guó)至今尚未發(fā)布飲用水暴露參數(shù)手冊(cè)，在環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中往往參考美國(guó)等國(guó)家的飲用水暴露參數(shù)，國(guó)內(nèi)關(guān)于飲用水暴露參數(shù)的資料不多，目前已有研究結(jié)果揭示了北方某地區(qū)居民與水介質(zhì)相關(guān)的暴露參數(shù)[11]。人群的水?dāng)z入率也直接影響到健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性[12]。所以暴露參數(shù)值的選取越接近于評(píng)價(jià)目標(biāo)人群的實(shí)際暴露狀況，相應(yīng)的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的結(jié)果才越準(zhǔn)確。

我國(guó)在借鑒國(guó)外健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的研究成果和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，也應(yīng)以環(huán)境與健康管理的需求為切入點(diǎn)，在調(diào)研的基礎(chǔ)上盡快發(fā)布適合我國(guó)特色的飲用水暴露參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為環(huán)境暴露評(píng)價(jià)、健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)提供統(tǒng)一的借鑒和參考，建立起比較完整的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)管理及技術(shù)體系。

[1] 李湉湉．環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法第一講環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估概述及其在我國(guó)應(yīng)用的展望[J]．環(huán)境與健康雜志，2015，32（3）：266-268．

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Application of Environmental Health Risk Evaluation in Heavy Metal Pollution of Water Sources

DENG Bo, DAI Li

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