深圳市龍崗區(qū)飲用水中常規(guī)指標(biāo)的健康風(fēng)險評價

王 荀，李 斌，劉倆燕，楊 敏，鄒宇量*

(1．武漢大學(xué)健康學(xué)院，湖北 武漢 430071；2．深圳市龍崗區(qū)疾病預(yù)防控制中心，廣東深圳 518172)

生活飲用水水質(zhì)與居民生活息息相關(guān)，飲用水的安全越來越受到關(guān)注。由于源水污染、氯化消毒等原因，生活飲用水中可能含有影響人類健康的物質(zhì)，如水中重金屬可對消化系統(tǒng)、血液系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)的造成嚴(yán)重?fù)p害[1-2]，三鹵甲烷具有致癌性及生殖毒性[3-4]。水中物質(zhì)對人體的健康風(fēng)險需要通過水中各指標(biāo)濃度及人體暴露水平進(jìn)行分析，目前許多研究已發(fā)現(xiàn)金屬、三氯甲烷等單一指標(biāo)對人體存在健康風(fēng)險，但較少研究針對多項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行綜合分析，本研究為了解深圳市龍崗區(qū)飲用水水質(zhì)健康風(fēng)險，選取生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中15項(xiàng)常規(guī)指標(biāo)，采用美國環(huán)境保護(hù)署(United States Environmental Protection Agency，US EPA)推薦的健康風(fēng)險評價模型，對飲用水中常規(guī)指標(biāo)經(jīng)飲水途徑暴露產(chǎn)生的健康風(fēng)險進(jìn)行評價。

1 材料與方法

1.1 水樣的采集

將深圳市龍崗區(qū)所有市政水廠作為監(jiān)測點(diǎn)，采集水廠出廠水及水廠供水范圍內(nèi)末梢水樣品開展監(jiān)測。采樣時間為每年枯水期、豐水期各1次。采樣方法按照《GB 5750.2-2006生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法：水樣的采集與保存》進(jìn)行。2017年共10間水廠，全年采集出廠水20份，末梢水20份；2018年共11間水廠，全年采集出廠水22份，末梢水22份?？偣膊杉?4份水樣。

1.2 水中常規(guī)指標(biāo)濃度的測定及評價方法

由深圳市龍崗區(qū)疾病預(yù)防控制中心進(jìn)行檢測，檢測項(xiàng)目為：鐵(Fe)、錳(Mn)、銅(Cu)、鋅(Zn)、鉛(Pb)、硒(Se)、汞(Hg)、氨氮、氟化物、硝酸鹽氮、砷(As)、三氯甲烷、四氯化碳、鎘(Cd)、鉻(六價)(Cr6+)。檢測方法參照《GB 5750-2006生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法》進(jìn)行，評價標(biāo)準(zhǔn)參照《GB 5749-2006生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。

1.3 健康風(fēng)險評價方法

1.3.1 健康風(fēng)險評價模型 應(yīng)用US EPA推薦的健康風(fēng)險評價模型，并根據(jù)常規(guī)指標(biāo)特性，分為致癌健康風(fēng)險評價模型和非致癌健康風(fēng)險評價模型[5]。致癌健康風(fēng)險評價模型：

其中：RC為致癌毒物質(zhì)通過飲水途徑產(chǎn)生的綜合風(fēng)險度；RCi為致癌物質(zhì)i通過飲水途徑所產(chǎn)生的人均致癌年風(fēng)險；Di為致癌物質(zhì)i通過飲水途徑的單位體重日均暴露劑量，單位為mg/(kg·d);qi為致癌物i通過飲水途徑致癌系數(shù)，單位為(kg·d)/mg；79.6為廣東省居民平均期望壽命[6]，單位為a。Ci為致癌物質(zhì)實(shí)際濃度，單位為mg/L；2.025為深圳市成人自來水飲水量[7]，單位為L；58.7為廣東省城市成人體重中位數(shù)[8]，單位為kg。

非致癌健康風(fēng)險評價模型：

其中：Rn為非致癌毒物質(zhì)通過飲水途徑產(chǎn)生的總風(fēng)險度；Rni為非致癌物質(zhì)i通過飲水所產(chǎn)生的個人年平均健康風(fēng)險度；RfDi為非致癌物i的參考劑量，Di為非致癌物質(zhì)i在飲水條件下的單位體重日均暴露劑量，單位為mg/(kg·d)，79.6為廣東省居民平均期望壽命[6]，單位為a。Ci為致癌物質(zhì)實(shí)際濃度，單位為mg/L；2.025為深圳市成人自來水飲水量[7]，單位為L；58.7為廣東省城市成人體重中位數(shù)[8]，單位為kg。

水質(zhì)健康風(fēng)險評價總體模型：

水體對人體總健康危害的風(fēng)險表示為R總，水環(huán)境對人體健康危害風(fēng)險評價的總體模型可表示為R總=RC+Rn。

1.3.2 評價模型污染因子和參數(shù)的確定 根據(jù)國際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC，International Agency for Research on Cancer)和世界衛(wèi)生組織編制的分類系統(tǒng)，As、三氯甲烷、四氯化碳、Cd、Cr6+屬于致癌物，以致癌健康風(fēng)險評價模型進(jìn)行評價，F(xiàn)e、Mn、Cu、Zn、Pb、Se、Hg、氨氮、氟化物、硝酸鹽氮屬于非致癌物，以非致癌健康風(fēng)險評價模型進(jìn)行評價。致癌系數(shù)qi與RfDi數(shù)值來源于美國環(huán)保局(USEPA)數(shù)據(jù)庫，見表1。

表1 常規(guī)指標(biāo)經(jīng)飲水途徑進(jìn)入人體的劑量-反應(yīng)參數(shù)

2 結(jié)果

2.1 水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果

由于飲用水中各常規(guī)指標(biāo)濃度均不服從正態(tài)分布，因此使用中位數(shù)表示其集中趨勢，以最小值與最大值描述其范圍。按照《GB 5749-2006生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》所檢指標(biāo)均合格，各常規(guī)指標(biāo)濃度見表2、3。其中Cd、Cr6+、四氯化碳、汞等檢測結(jié)果為小于檢出限，以其相應(yīng)檢出限一半的數(shù)值表示。末梢水Fe、Cu、Zn濃度明顯高于出廠水，其余項(xiàng)目濃度與出廠水無差異。

2.2 各常規(guī)指標(biāo)健康風(fēng)險評價

根據(jù)風(fēng)險評估模型，計(jì)算42份末梢水枯水期、豐水期中5種致癌物質(zhì)的致癌風(fēng)險及10種非致癌物質(zhì)健康風(fēng)險。致癌物按健康風(fēng)險大小排列為Cr6+＞As＞Cd＞三氯甲烷＞四氯化碳；非致癌物質(zhì)按健康風(fēng)險大小排列為氟化物＞硝酸鹽氮＞Hg＞Cu＞Pb＞Se＞Zn＞氨氮＞Mn＞Fe。見表4、5。

表2 2017—2018年深圳市龍崗區(qū)生活飲用水水質(zhì)檢測結(jié)果(致癌物)

表3 2017—2018年深圳市龍崗區(qū)生活飲用水水質(zhì)檢測結(jié)果(非致癌物)

表4 致癌物經(jīng)飲水途徑健康危害的個人年風(fēng)險(RCi)

表5 非致癌物質(zhì)經(jīng)飲水途徑健康危害的個人年風(fēng)險(Rni)

2.3 水質(zhì)總健康風(fēng)險評價

枯水期R總為4.043×10-5，豐水期的R總為4.187×10-5，豐水期與枯水期的RC、Rn、R總相近。水質(zhì)總R總為4.113×10-5，(范圍3.906×10-5～9.457×10-5)見表6。表7[9]列出部分機(jī)構(gòu)推薦的對社會公眾最大可接受風(fēng)險，可見深圳市龍崗區(qū)水質(zhì)健康風(fēng)險值大于瑞典、英國、荷蘭推薦的最大可接受風(fēng)險水平，接近國際輻射防護(hù)委員會(InternationalCommissiononRadiological Protection，ICRP)推薦的最大可接受水平，小于US EPA推薦的最大可接受水平。

3 討論

深圳市龍崗區(qū)飲用水中15種常規(guī)指標(biāo)經(jīng)飲水途徑引起的健康總風(fēng)險R總為4.113×10-5，范圍為3.906×10-5～9.457×10-5，大于瑞典、英國、荷蘭等國家推薦的最大可接受風(fēng)險(1×10-6)，接近ICRP推薦的最大可接受風(fēng)險(5×10-5)，小于USEPA推薦的最大可接受水平(1×10-4)，我國目前尚未針對該方面發(fā)布相關(guān)規(guī)定。

表6 出廠水與末梢水中常規(guī)指標(biāo)經(jīng)飲水途徑健康風(fēng)險

表7 部分機(jī)構(gòu)推薦的最大可接受風(fēng)險水平和忽略風(fēng)險水平

國內(nèi)各地水質(zhì)情況有所不同，高繼軍等[10]發(fā)現(xiàn)北京市通過飲用水途徑引起的非致癌健康風(fēng)險中Hg的風(fēng)險最大；鄭浩等[9]研究表明江蘇省飲用水對健康風(fēng)險影響最大的為Cr6+；本研究結(jié)果為深圳市龍崗區(qū)飲用水中15種常規(guī)指標(biāo)健康風(fēng)險排序?yàn)镃r6+＞As＞Cd＞三氯甲烷＞四氯化碳＞氟化物＞硝酸鹽氮＞Hg＞Cu＞Pb＞Se＞Zn＞氨氮＞Mn＞Fe，其中風(fēng)險最高的為Cr6+，與周國宏等[11]對深圳市飲用水源水中重金屬健康風(fēng)險評價結(jié)果相近。本研究結(jié)果表明飲用水中致癌物質(zhì)所致的健康風(fēng)險(RC)遠(yuǎn)大于非致癌物質(zhì)所致的健康風(fēng)險(Rn)，RC占總風(fēng)險R總的99.9%，與陳艷等[12]得研究結(jié)果一致。本研究中末梢水的Fe、Cu、Zn濃度明顯高于出廠水，可能與管道析出有關(guān)。部分指標(biāo)范圍較大，如As濃度范圍為0.000 5～0.009 mg/kg，可能與末梢水受到污染有關(guān)。深圳市龍崗區(qū)飲用水中常規(guī)指標(biāo)經(jīng)飲水途徑對人體可能造成的健康風(fēng)險應(yīng)當(dāng)警惕，環(huán)保、水務(wù)等部門應(yīng)當(dāng)針對當(dāng)?shù)厮|(zhì)中高風(fēng)險常規(guī)指標(biāo)進(jìn)行源頭治理，并從水廠處理工藝等方面優(yōu)化革新，積極控制常規(guī)指標(biāo)對人體帶來的健康風(fēng)險。

本研究采用US EPA推薦的水環(huán)境健康風(fēng)險評價模型對深圳市龍崗區(qū)飲用水中15種常規(guī)指標(biāo)對人體的健康風(fēng)險進(jìn)行評價，為提高當(dāng)?shù)厮|(zhì)提供科學(xué)依據(jù)。需要指出的是，本研究僅針對常規(guī)指標(biāo)經(jīng)飲水途徑對人體的健康風(fēng)險，沒有考慮其他暴露途徑，如洗澡皮膚接觸、飲食攝入等，飲用水中常規(guī)指標(biāo)總的暴露風(fēng)險將大于本研究的風(fēng)險值。另外，本研究僅對常規(guī)指標(biāo)中15種常規(guī)指標(biāo)進(jìn)行健康風(fēng)險評價，飲用水中還存在農(nóng)藥殘留、消毒副產(chǎn)物等對健康有明確影響的致癌與非致癌物，其對人體健康風(fēng)險有待進(jìn)一步評估。

本研究中所檢15種常規(guī)指標(biāo)按照《GB 5749-2006生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》評價均合格，但R總接近ICRP推薦的最大可接受風(fēng)險，通過飲水?dāng)z入的常規(guī)指標(biāo)對人體可能造成的總健康風(fēng)險仍不容忽視。目前我國飲用水標(biāo)準(zhǔn)尚未分級，美國環(huán)保局在《國家飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》中將飲用水水質(zhì)分為一級和二級規(guī)則，一級為強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，二級為非強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，二級規(guī)則由各州有選擇地采納為當(dāng)?shù)貜?qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)[13]?？紤]到我國幅員遼闊，各地水質(zhì)條件差異大，建議飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)可采用分級模式，由各省市根據(jù)當(dāng)?shù)厮|(zhì)情況選擇使用。