基于三角模糊數(shù)的地下水飲用水源地水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

陳潔+錢(qián)會(huì)+吳昊

摘要：為客觀反映水體污染物對(duì)人體健康的潛在危害，基于三角模糊數(shù)理論，構(gòu)建了水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模糊模型，對(duì)石嘴山市地下水飲用水源地水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，分析了不確定信息對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響。結(jié)果表明：健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)參數(shù)的不確定性不敏感；污染物濃度的不確定性對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果影響較大，不考慮污染物濃度變化，以平均濃度表示水體水質(zhì)狀況會(huì)導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果偏小。石嘴山市地下水飲用水源地非致癌污染物健康風(fēng)險(xiǎn)極低，而致癌總風(fēng)險(xiǎn)均低于且接近1.0×10-4 a-1，Cr為各水源地首要的環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)管理控制指標(biāo)。水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)由高到低依次排序?yàn)榈诙吹?第五水源地>第四水源地>第一水源地。

關(guān)鍵詞：地下水；不確定性；三角模糊數(shù)；健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)；水源地

中圖分類(lèi)號(hào)：TV213 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-1683（2017）03-0080-06

Abstract：In order to better determine the potential impacts of water contaminants on public health，a fuzzy model based on triangular fuzzy number theory was developed to evaluate the human health risk of drinking groundwater well fields in Shizuishan city in this paper，and then the effects of uncertainties on health risks were analyzed.The results showed that the health risk is not sensitive to the parameter-value-related uncertainty.The pollutant-concentration-related uncertainty plays an important role in the assessment.If the changes in concentration are not taken into account，the calculated risks will be smaller.By using the above model，we obtained the health risks of carcinogens and non-carcinogens in the drinking water well fields of Shizuishan.The chemical carcinogenic risks are much larger than the noncarcinogenic risks，which are all close to the permissible level of 1.0×10-4 a-1.Cr should be the priority concern in the water resource management due to the high carcinogenic risk.The human health risks of the water environment are ranked as follows：NO.2 well field> NO.5 well field >NO.4 well field >NO.1 well field.

Key words：groundwater；uncertainty；triangular fuzzy number；health risk assessment；well field

隨著我國(guó)城市化、工業(yè)化進(jìn)程的加快，水污染問(wèn)題日益凸顯[1]。飲用水源地水體水質(zhì)狀況對(duì)人類(lèi)的健康具有直接的影響，保障飲用水源安全已成為水資源管理、水污染控制與防治工作的重點(diǎn)[2-4]。

水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)可定量描述水體污染物對(duì)人體健康的潛在危害[5-9]，但由于該評(píng)價(jià)系統(tǒng)中包含著大量不確定性信息，如（1）污染物濃度的不確定性，（2）參數(shù)選擇的不確定性，即人均飲水量、暴露時(shí)間、體重等個(gè)體差異，常規(guī)的確定性方法難以準(zhǔn)確反映區(qū)域水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)的真實(shí)情況[10-11]。由于模糊數(shù)學(xué)法可將模糊概念定量化、精確化，三角模糊數(shù)法已成功地解決了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)過(guò)程中的不確定性問(wèn)題[12-15]。但是大多數(shù)研究?jī)H注重方法的應(yīng)用，而很少對(duì)各種不確定因素對(duì)水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響進(jìn)行研究。在實(shí)際工作中，當(dāng)污染物濃度變化較小時(shí)或相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，一般采用平均濃度表示水體水質(zhì)狀況，此時(shí)是否會(huì)造成有效信息丟失，對(duì)水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響程度多大，如何客觀地揭示水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)，均成為風(fēng)險(xiǎn)管理者評(píng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果可靠程度的重要依據(jù)。然而，很少有文獻(xiàn)對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行研究。

因此，本文基于三角模糊數(shù)建立水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型，對(duì)石嘴山市地下水飲用水源地健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，分析污染物濃度及參數(shù)不確定性對(duì)水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響，以期為飲用水源地水環(huán)境安全保障和健康風(fēng)險(xiǎn)防控提供科學(xué)依據(jù)。

1 基于三角模糊數(shù)的水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型

1.1 水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型

飲用含有毒害物質(zhì)的水源是污染物造成人體危害的主要途徑[12]。健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是美國(guó)國(guó)家工程學(xué)院和國(guó)家科學(xué)院于1972年首先提出的，我國(guó)的環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究工作始于20世紀(jì)90年代。近年來(lái)，美國(guó)國(guó)家環(huán)保局在健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)領(lǐng)域取得了大量成果，制定了一系列的技術(shù)性文件、準(zhǔn)則和指南，將健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)步驟分為：危害識(shí)別、劑量—反應(yīng)評(píng)估、暴露評(píng)價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)表征，這一體系被包括歐盟和我國(guó)在內(nèi)的許多國(guó)家廣泛采用[16]。本文采用美國(guó)國(guó)家環(huán)保局推薦的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型，對(duì)飲水途徑產(chǎn)生的人體健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)[17]。