東平湖水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

劉艷艷+劉海

摘要：為研究東平湖水環(huán)境污染對人體健康產(chǎn)生的危害風(fēng)險(xiǎn)，根據(jù)2012—2015年東平湖水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，采用美國環(huán)境保護(hù)署（USEPA）推薦的水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型，對東平湖通過飲用水途徑引起的水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評價(jià)。結(jié)果表明東平湖2012—2015四年全湖水環(huán)境健康總風(fēng)險(xiǎn)在6.6644×10^-6/a～1.8459×10^-5，a，低于美國環(huán)境保護(hù)署（USEPA）推薦的最大可接受風(fēng)險(xiǎn)水平1×10^-4/a。毒性物質(zhì)總健康風(fēng)險(xiǎn)主要來自As。雖然風(fēng)險(xiǎn)處于可接受的范圍內(nèi)，但是湖區(qū)的水質(zhì)監(jiān)測工作不能懈怠。

關(guān)鍵詞：水環(huán)境；健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)；東平湖

中圖分類號：X820.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095—672X（2016）06—0033—05

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2016.06.008

東平湖位于山東省泰安市東平縣，山東省第二大淡水湖泊和省級地質(zhì)公園所在地具有重要的旅游價(jià)值，同時(shí)也是南水北調(diào)東線工程的調(diào)蓄水庫。近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展以及農(nóng)業(yè)的擴(kuò)張，東平湖水質(zhì)健康也受到一定的影響。不僅東平湖供水區(qū)的飲水質(zhì)量健康受到東平湖水質(zhì)健康與否的直接影響，而且南水北調(diào)受水區(qū)域的用水健康也會(huì)直接影響。因此對東平湖水環(huán)境健康進(jìn)行評價(jià)是很有必要，以及促進(jìn)東平湖及流域生態(tài)健康的持續(xù)發(fā)展。

健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)是把污染物和人體的健康聯(lián)系起來評價(jià)環(huán)境是否安全的方法，水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)在20世紀(jì)80年代后興起并成為健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的重要組成部分，是評價(jià)水體污染和人體健康之間定量關(guān)系的方法，其目的是通過對水體中污染物危害的鑒定、暴露評價(jià)和污染物與人體的劑量-反應(yīng)關(guān)系分析等定量評估水體污染物對人體健康危害的潛在風(fēng)險(xiǎn)。目前，我國水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)研究主要是針對河流和水庫，最近幾年人們開始關(guān)注對大型湖泊進(jìn)行水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)研究，相對水質(zhì)污染的來源、現(xiàn)狀與變化趨勢以及營養(yǎng)水平等方面的研究還是略有不足，如東平湖水環(huán)境研究最近幾年開始關(guān)注水質(zhì)健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的研究。本文利用2012-2015年東平湖3個(gè)斷面的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，采用美國環(huán)境保護(hù)署（USEPA）推薦的水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型，對東平湖水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評價(jià)，以期為東平湖水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管理提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1研究區(qū)概況

東平湖地處山東省東平縣西部，位于北緯35°30′～36°20′、東經(jīng)116°00′～116°30′，由老湖和新湖兩部分組成，新湖區(qū)屬淮河流域，老湖區(qū)屬黃河流域，東平湖為黃河和淮河兩大流域的分水嶺。全湖總面積為627 km²，其中老湖面積為209km²，相應(yīng)蓄水能力為11.94×108 m³；新湖面積為418km²，相應(yīng)蓄水能力為27.85×108 m³。全湖總?cè)菟窟_(dá)40×108 m³，是調(diào)蓄黃河洪水的大型水庫。

1.2水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)模型

污染物質(zhì)通過飲用水進(jìn)入人體后，其引起的健康風(fēng)險(xiǎn)主要包括基因毒性物質(zhì)（致癌物）健康風(fēng)險(xiǎn)和軀體毒性物質(zhì)（非致癌物）健康風(fēng)險(xiǎn)，其計(jì)算公式分別為：

式中，Rci為基因毒性物質(zhì)i通過飲用水途徑產(chǎn)生的年平均致癌風(fēng)險(xiǎn)（a^-1）；Rni為軀體毒性物質(zhì)i通過飲用水途徑產(chǎn)生的年平均健康風(fēng)險(xiǎn)（a^-1）；Di為毒性物質(zhì)i的單位體重日均暴露劑量[mg/（kg·d）]；Qi為基因毒性物質(zhì)i通過飲用水途徑產(chǎn)生的致癌強(qiáng)度系數(shù)[（kg·d）/mg]；RFDi為軀體毒性物質(zhì)i通過飲用水途徑攝入的參考劑量[mg/（kg·d）]；W（80）為人類平均壽命。

毒性物質(zhì)通過飲用水途徑對人體的日均暴露劑量（Di）按下式計(jì)算：

Di=Q×Ci/w

式中，Q（2.2L）為成人每日平均飲水量（L）；Ci為飲用水體中各污染物質(zhì)的實(shí)測濃度（mg/L）；w（70）為人均體重（kg）。

雖然已經(jīng)對各種有毒污染物對人體健康的作用機(jī)理開展大量研究，但仍未形成系統(tǒng)的理論和方法學(xué)，各污染物之間如何聯(lián)合健康效應(yīng)評價(jià)現(xiàn)在尚無法確定。本文假定各污染物質(zhì)對人體健康危害的毒性作用不存在拮抗或協(xié)同關(guān)系，則污染物質(zhì)通過飲用水途徑對人體產(chǎn)生的總健康風(fēng)險(xiǎn)R_總=Rc+Rn。

1.3研究區(qū)的水質(zhì)數(shù)據(jù)

由國際癌癥研究中心（IARC）對化學(xué)物的分類，屬于1類（有充分的證據(jù)證明對人有致癌作用）和2類A組（為找的對人體有致癌左右的充分證據(jù)，但是對動(dòng)物證據(jù)充分）的化學(xué)物質(zhì)為化學(xué)致癌物，其他則為非致癌化學(xué)有毒物質(zhì)（非致癌物）。依此分類，2012-2015年東平湖水體監(jiān)測出的危害人體健康的毒性物質(zhì)主要有基因毒性物質(zhì)（致癌物）As、Cd和軀體毒性物質(zhì)（非致癌物）氟化物，其各監(jiān)測斷面（圖1）的4年平均值統(tǒng)計(jì)，表1。

1.4模型參數(shù)的選擇

模型中基因毒性物質(zhì)（致癌物）的致癌強(qiáng)度系數(shù)和軀體毒性物質(zhì)（非致癌物）飲水暴露的參考劑量均參照美國環(huán)境保護(hù)署（USEPA）標(biāo)準(zhǔn)，具體見表2。

1.5評價(jià)指標(biāo)的確定

水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)通過建立人體健康與環(huán)境污染的關(guān)系，定量描述各種環(huán)境污染物對人體健康造成的危害及其發(fā)生概率，其結(jié)果與國際推薦的風(fēng)險(xiǎn)水平對比，使風(fēng)險(xiǎn)管理國際化?？紤]到我國的實(shí)際情況，本研究選取美國環(huán)境保護(hù)署（USEPA）推薦的最大可接受風(fēng)險(xiǎn)水平1×10^-4/a作為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

2結(jié)果與討論

2.1水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)

通過表1數(shù)據(jù)顯示鎘（cd）的水體含量2014-2015兩年各個(gè)斷面始終保持在0.0001mg/L，然而2012-2013年各斷面的含量在0.00016mg/L～0.00030mg/L之間，高于2014-2015兩年的含量。砷（As）的含量2012-2014年期間各斷面始終為0.007mg/L明顯高于2015年各斷面的0.0025mg/L。氟化物的含量2012-2015年期間各斷面在0.39～0.91之間。同年期間各斷面之間的含量相差不大，但是年季之間呈現(xiàn)上升的趨勢。

2.2水質(zhì)健康風(fēng)險(xiǎn)的評價(jià)結(jié)果

東平湖水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)結(jié)果見表3。

2.3水質(zhì)健康風(fēng)險(xiǎn)的時(shí)空分異

2012-2015年期間各個(gè)監(jiān)測斷面水環(huán)境健康總風(fēng)險(xiǎn)見表4。

從表4可以看出2012-2015年期間每年的東平湖湖南、湖北、湖心三個(gè)監(jiān)測斷面的水環(huán)境健康的總風(fēng)險(xiǎn)相差無幾，基本變化很??；其中2012-2013年水環(huán)境健康的總風(fēng)險(xiǎn)都呈現(xiàn)出湖南>湖北>湖心，但是總體上相差很小。2012-2015年期間全湖平均值前三年相差無幾，處在同一個(gè)數(shù)量級上。然而從圖2中可以看出2012-2015年期間東平湖的水環(huán)境健康總風(fēng)險(xiǎn)呈下降趨勢，2015年全湖平均水環(huán)境健康總風(fēng)險(xiǎn)比以往有明顯的下降。