飲用水源健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)現(xiàn)狀

郭 蓉，孫雨婷，曹 軍

（1.江蘇省環(huán)境監(jiān)測中心，南京 210036；2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，南京 210095）

飲用水源是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)要素，飲用水源的水質(zhì)優(yōu)劣狀況與人體健康密切相關(guān)，保證飲用水源的安全健康是當(dāng)前人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展面臨的重大挑戰(zhàn)。飲用水源保護(hù)是飲用水安全保障中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，由于傳統(tǒng)的飲用水環(huán)境質(zhì)量評價(jià)體系側(cè)重于計(jì)算各監(jiān)測指標(biāo)與其標(biāo)準(zhǔn)限制的比值及其超標(biāo)倍數(shù)，僅客觀反映水體的污染水平，難以揭示水體中各污染物對人體健康的潛在危害，因此將水體污染物濃度與人體健康關(guān)聯(lián)研究勢在必行[1]。通過對飲用水源開展水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，人們可以定量描述水環(huán)境對人體健康危害的風(fēng)險(xiǎn)程度，為飲用水源基礎(chǔ)狀況評估和飲用水源管理提供技術(shù)支持。

1 飲用水源健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)現(xiàn)狀

1.1 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)定義

風(fēng)險(xiǎn)指在一定時(shí)期產(chǎn)生有害事件的概率與有害事件后果的成績，表征遭受損失、損傷或會(huì)壞的可能性[2]。環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)作為環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管理和環(huán)境決策的科學(xué)基礎(chǔ)和重要依據(jù)，源于20世紀(jì)80年代的健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)體系研究。最初的健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)是基于建數(shù)學(xué)建模，定量研究主要環(huán)境污染物對人體健康造成的危害，用風(fēng)險(xiǎn)來描述危害的發(fā)生概率。我國環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)研究起步較晚，20世紀(jì)90年代應(yīng)用在核工業(yè)領(lǐng)域，隨后推廣至建設(shè)項(xiàng)目與污染場地的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分析與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)[3]?！董h(huán)境影響評價(jià)技術(shù)導(dǎo)則 總綱》（HJ 2.1-2011）明確指出環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法尚不成熟，資料的收集及參數(shù)的確定尚存在諸多困難。目前，國內(nèi)外的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)按照污染物類型主要分為三大類，即對放射性污染物、化學(xué)致癌物和非致癌物所致健康危害的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)[4]。

1.2 我國飲用水源健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)現(xiàn)狀

《2016年中國環(huán)境狀況公報(bào)》顯示，在用的地級及以上城市集中式生活飲用水水源監(jiān)測斷面達(dá)標(biāo)率為90.4%，雖然治理后的水源中主要污染物濃度符合國家環(huán)境質(zhì)量規(guī)定的飲用標(biāo)準(zhǔn)要求，但是我國飲用水源面臨的健康風(fēng)險(xiǎn)形勢依然嚴(yán)峻[5]。健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)當(dāng)前主要依據(jù)美國國家科學(xué)院（NAS）和美國環(huán)境保護(hù)署（U.S.EPA）的研究成果，確定了包括危害鑒定、劑量-效應(yīng)評價(jià)、暴露評價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)表征4個(gè)基本步驟。NAS模式通用性較強(qiáng)，而USEPA模式操作性更強(qiáng)[6]。我國目前主要采用USEPA提出的模式對飲用水進(jìn)行評價(jià)。王若師等人選擇了典型鄉(xiāng)鎮(zhèn)的飲用水源地，研究其重金屬的分布特征與風(fēng)險(xiǎn)水平[7]。史延光針對城市飲用水源地，探討了地下水健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型及其評價(jià)指標(biāo)體系[8]。何健飛等人采用美國環(huán)境保護(hù)署健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型，分析了工業(yè)區(qū)農(nóng)村飲用水中的重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)致癌風(fēng)險(xiǎn)與非致癌風(fēng)險(xiǎn)[9]。

2 飲用水源環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法

目前，國內(nèi)外的水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)主要是建立污染物的標(biāo)準(zhǔn)體系，再按照標(biāo)準(zhǔn)對污染物進(jìn)行評價(jià)。本文引用國際癌癥研究機(jī)構(gòu)（IARC）的分類方法，將污染物分為基因毒物質(zhì)和軀體毒物質(zhì)兩大類，其中基因毒物質(zhì)包括致癌物化學(xué)有毒物質(zhì)和放射性污染物兩種，而軀體毒物質(zhì)主要指非致癌的化學(xué)有毒物質(zhì)。

2.1 化學(xué)致癌物所致健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型

基因毒物質(zhì)包括致癌物化學(xué)有毒物質(zhì)和放射性污染物，但是由于飲用水源中的放射性污染物污染程度比較輕微，通常呈未檢出狀態(tài)，因此一般僅考慮化學(xué)致癌物所致的健康風(fēng)險(xiǎn)。危害人體健康的有毒物質(zhì)主要包括基因毒物質(zhì)砷、鎘和六價(jià)鉻等，軀干毒物質(zhì)主要包括鉛、氰化物、汞、氨和酚等[10]?；瘜W(xué)致癌物所致的健康風(fēng)險(xiǎn)可以用長期日均攝入劑量與致癌強(qiáng)度系數(shù)的乘積表征，指暴露于某種致癌物而導(dǎo)致的個(gè)體一生中超過正常水平的癌癥發(fā)病率：

式中，Ric為基因毒物質(zhì)i通過食入途徑對平均個(gè)人致癌年風(fēng)險(xiǎn)，a-1；Di為有毒物質(zhì)i通過食入途徑的單位體重日均暴露劑量，mg/（kg·d）；qi為基因毒物質(zhì)通過食入途徑致癌系數(shù)，mg/（kg·d）；a為平均壽命，a，我國居民人均壽命可按70歲計(jì)。

飲用水途徑的單位體重日均暴露劑量Di（mg/（kg·d））可按式（3）計(jì)算：

式中，2為成人每日平均飲用水量，L；Ci為基因毒物質(zhì)i的濃度，mg/L；W為人均體重，可按60 kg計(jì)[11]。

2.2 非致癌物所致健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型

非致癌風(fēng)險(xiǎn)一般用描述，指非致癌物因暴露造成的長期日攝入量與參考標(biāo)準(zhǔn)劑量的比值，可按式（4）計(jì)算：

式中，Rin為軀體毒物質(zhì)i通過食入途徑對個(gè)體產(chǎn)生的健康年風(fēng)險(xiǎn)，a-1；Di為軀體毒物質(zhì)i通過食入途徑的單位體重日均暴露劑量，mg/（kg·d）；RfDi為軀體毒物質(zhì)i通過食入途徑的參考標(biāo)準(zhǔn)劑量，mg/（kg·d）；a為平均壽命，a。

2.3 總體健康危害風(fēng)險(xiǎn)

假設(shè)各類有毒物質(zhì)對人體健康的風(fēng)險(xiǎn)為相加關(guān)系，則飲用水源健康總風(fēng)險(xiǎn)可按式（5）計(jì)算：

2.4 模型參數(shù)選擇

化學(xué)致癌物強(qiáng)度系數(shù)qi及非致癌物質(zhì)參考劑量RfDi取值可參考美國USEPA標(biāo)準(zhǔn)?；瘜W(xué)致癌物主要包括六價(jià)鉻（41.0 mg/（kg·d））、鎘（6.1 mg/（kg·d））和砷（15.0 mg/（kg·d）），非致癌物主要包括氟化物（0.06 mg/（kg·d））、揮發(fā)酚（0.10 mg/（kg·d））、氨氮（0.97 mg（/kg·d））、氰化物（0.037 mg（/kg·d））、硝酸鹽（1.60 mg（/kg·d））、鉛（0.001 4 mg（/kg·d））、汞（0.000 3 mg/（kg·d））、銅（0.005 mg/（kg·d））。

2.5 風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

對于最大可接受風(fēng)險(xiǎn)水平和可忽略風(fēng)險(xiǎn)水平，不同機(jī)構(gòu)所使用的標(biāo)準(zhǔn)也有所差異，不同機(jī)構(gòu)的年最大可接受風(fēng)險(xiǎn)水平介于1×10-6～1×10-4，年可忽略風(fēng)險(xiǎn)水平介于1×10-8～1×10-7，詳情如表1所示[12]。例如，瑞典環(huán)境保護(hù)局、荷蘭建設(shè)和環(huán)境部、英國皇家協(xié)會(huì)推薦的最大可接受值是1×10-6，指因飲用水中污染物導(dǎo)致的健康危害或死亡人數(shù)每年每千萬人口中不能超過10人。

表1 年最大可接受風(fēng)險(xiǎn)水平和可忽略的風(fēng)險(xiǎn)水平

祝慧娜等人參考USEPA和ICRP的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，將風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分為六個(gè)等級，可用于判斷污染物對人體所產(chǎn)生危害的程度[13]。Ⅰ級風(fēng)險(xiǎn)程度為低（1.0×10-6～1.0×10-5），Ⅱ級風(fēng)險(xiǎn)程度為低 -中（1.0×10-5～ 5.0×10-5），Ⅲ級風(fēng)險(xiǎn)程度為中（5.0×10-5～1.0×10-4），Ⅳ級風(fēng)險(xiǎn)程度為中-高（1.0×10-4～5.0×10-4），Ⅴ級風(fēng)險(xiǎn)程度為高（5.0×10-4～1.0×10-3），Ⅵ級風(fēng)險(xiǎn)程度為極高（1.0×10-3～ 5.0×10-3）。

3 結(jié)語

飲用水源是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)物質(zhì)，其主要通過皮膚接觸途徑、攝入食物途徑和飲水途徑三種方式危害人體健康，而飲水途徑正是其中最為重要的暴露途徑，也是國內(nèi)外研究最多的暴露途徑[14]。當(dāng)前的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)主要集中在有毒有害化學(xué)物質(zhì)方面，隨著基礎(chǔ)學(xué)科的不斷發(fā)展，多途徑及長期累積的綜合性環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)是未來的發(fā)展趨勢。在借鑒國外健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)體系研究成果的基礎(chǔ)上，人們應(yīng)根據(jù)不同區(qū)域人群的風(fēng)險(xiǎn)水平差異，因地制宜地制定最大可接受風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)及其動(dòng)態(tài)更新庫，逐步建立適合我國不同區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型，為飲用水源基礎(chǔ)狀況評估和飲用水源管理提供技術(shù)支持，對于促進(jìn)社會(huì)和諧與可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。