和田河流域綠洲區(qū)地下水有機(jī)污染特征與健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

李玲 周金龍 邵龍美 尚彥軍

摘? 要：為掌握和田河流域綠洲區(qū)地下水有機(jī)污染狀況及對(duì)人體健康的影響，采樣并檢測(cè)了地下水中37項(xiàng)有機(jī)物，運(yùn)用美國(guó)聯(lián)邦環(huán)保署推薦的U.S.EPA模型對(duì)地下水有機(jī)污染的健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估。結(jié)果表明，和田河流域綠洲區(qū)地下水中只有苯并[a]芘一種有機(jī)物被檢出，含量0.037 8～0.869 1 μg/L，檢出率和超標(biāo)率均為13.3%。該區(qū)地下水有機(jī)污染程度總體較低，僅局部區(qū)域存在地下水苯并[a]芘污染問(wèn)題。健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估顯示，飲用地下水暴露途徑下苯并[a]芘對(duì)人體健康產(chǎn)生的致癌風(fēng)險(xiǎn)值為3.77E-6～8.66E-5，超出了風(fēng)險(xiǎn)可接受水平。地下水中苯并[a]芘含量控制在3.76E～5 μg/L以下可確保綠洲區(qū)地下水的飲用安全。

關(guān)鍵詞：和田河流域;綠洲區(qū);有機(jī)污染;健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估;地下水

地下水作為重要的供水水源，其水質(zhì)狀況直接影響人體健康。由于城市生活垃圾和工業(yè)“三廢”等不合理的處置，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)藥、化肥的大量使用，導(dǎo)致地下水污染日益嚴(yán)重。隨著分析檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)進(jìn)入地下水體的污染物除無(wú)機(jī)物外，更多的是有機(jī)物。有機(jī)污染物多屬人工合成，含量甚微，不易被生物降解，具有較強(qiáng)的致畸、致突、致癌等特點(diǎn)[1]。因此，地下水有機(jī)污染更顯復(fù)雜和隱蔽，對(duì)人體健康的危害也最嚴(yán)重[2]。

二十世紀(jì)七、八十年代，北美、歐洲一些發(fā)達(dá)國(guó)家地下水污染研究重點(diǎn)已從無(wú)機(jī)污染物轉(zhuǎn)向有機(jī)污染物[3]。我國(guó)地下水有機(jī)污染研究工作起步較晚，主要集中在東部發(fā)達(dá)地區(qū)，如石建省等對(duì)華北平原地下水中有機(jī)物的含量、空間分布特征、淋溶遷移性及污染風(fēng)險(xiǎn)等進(jìn)行了研究[4];詹志薇以典型地區(qū)為例，查明珠三角地區(qū)地下水有機(jī)物污染特征及對(duì)環(huán)境的影響[5];張帥分析了豫北平原地下水有機(jī)污染特征，并對(duì)污染較嚴(yán)重區(qū)域進(jìn)行了健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[6]。受環(huán)境條件和工作基礎(chǔ)等方面制約，新疆地下水有機(jī)污染研究工作一直未啟動(dòng)。2014年中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局開(kāi)展的“西北地區(qū)主要城市地下水污染調(diào)查評(píng)價(jià)”項(xiàng)目首次在和田地區(qū)進(jìn)行地下水有機(jī)污染調(diào)查。和田河流域綠洲區(qū)是重要的灌溉農(nóng)業(yè)及城鄉(xiāng)居民集中分布區(qū)域，地下水為該區(qū)重要供水水源。本文以調(diào)查資料為基礎(chǔ)，初步分析和田河流域綠洲區(qū)地下水有機(jī)污染特征，并進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，以期為當(dāng)?shù)鼐用耧嬎踩偷叵滤廴局卫硖峁┮罁?jù)。

1? 材料與方法

1.1? 研究區(qū)概況

和田河流域綠洲區(qū)位于和田河中游沖洪積細(xì)土平原上，沿玉龍喀什河和喀拉喀什河分布。和田河流域?qū)倥瘻貛Т箨懶愿珊瞪衬畾夂?，具四季分明、干旱少雨、光熱資源豐富等特征，多年平均氣溫為12.2 ℃，平均降水量35.6 mm，年蒸發(fā)量2 159～3 137 mm[7]。綠洲區(qū)水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，巨厚第四紀(jì)松散堆積物構(gòu)成地下水賦存的主要場(chǎng)所。下伏為滲透性極弱的砂質(zhì)、粉砂質(zhì)和泥質(zhì)巖組成的古近—新近紀(jì)地層，形成相對(duì)隔水的基底。綠洲區(qū)干旱少雨，大氣降水一般不會(huì)成為地下水的有效補(bǔ)給。地下水主要補(bǔ)給來(lái)自河流、渠系及田間灌溉水的入滲，次為山區(qū)基巖裂隙水的側(cè)向補(bǔ)給。強(qiáng)烈的地面蒸發(fā)和植物蒸騰、側(cè)向潛流補(bǔ)給北部沙漠區(qū)及人工開(kāi)采為該區(qū)地下水的重要排泄方式[7]。

1.2? 采樣點(diǎn)布置及測(cè)試

綠洲區(qū)地下水樣嚴(yán)格按《區(qū)域地下水污染調(diào)查評(píng)價(jià)規(guī)范》（DZ/T0288-2013）進(jìn)行采集、保存和送樣。采樣時(shí)間為2014年7月，共采集潛水樣45組，采樣深度6～100 m，采樣點(diǎn)分布見(jiàn)圖1。

水樣由中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所礦泉水檢測(cè)中心檢測(cè)，檢測(cè)項(xiàng)目包括鹵代烴有三氯甲烷、四氯化碳、1，1，1-三氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、二氯甲烷、1，2-二氯乙烷、1，1，2-三氯乙烷、1，2-二氯丙烷、溴二氯甲烷、一氯二溴甲烷、溴仿、氯乙烯、1，1-二氯乙烯、1，2-二氯乙烯，氯代苯類有氯苯、鄰二氯苯、間二氯苯、對(duì)二氯苯、1，2，4三氯苯，單環(huán)芳烴有苯、甲苯、乙苯、間/對(duì)二甲苯、苯乙烯，有機(jī)氯農(nóng)藥有六氯苯、總六六六、α-BHC、β-BHC、γ-BHC、δ-BHC、總滴滴涕、p，p′-DDE、p，，p′-DDD、o，p′-DDT、p，p′-DDT，多環(huán)芳烴有苯并[a]芘，共37項(xiàng)。采用Trace dsp GCMS-QP2010氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀進(jìn)行檢測(cè)。

2? 地下水有機(jī)污染特征

2.1? 有機(jī)物含量

通過(guò)對(duì)和田河流域綠洲區(qū)2014年地下水有機(jī)物檢測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析可知（表1），該區(qū)地下水中只有苯并[a]芘（BaP）一種有機(jī)物被檢出，檢出率為13.3%。檢出點(diǎn)位大致沿喀拉喀什河呈線狀分布（圖1），分別是H57、H59、H75、H87、H88和H89。雖BaP檢出率較低，但所有檢出點(diǎn)位的地下水中BaP含量都超過(guò)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）的標(biāo)準(zhǔn)限值，超標(biāo)率為13.3%。檢出點(diǎn)H59地下水中BaP含量最高，為0.869 1 μg/L，超出標(biāo)準(zhǔn)限值的86倍（表2）。

2.2? 與新疆其他地區(qū)相比

2014年和田地區(qū)有8個(gè)地下水樣檢出BaP，其中6個(gè)位于和田河流域綠洲區(qū);伊犁河谷地區(qū)77組地下水樣中BaP的檢出率為25.9%，均未超標(biāo);石河子地區(qū)23組地下水樣中只有1組檢出BaP，含量5.46 μg/L，遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)限值;焉耆盆地平原區(qū)42組地下水樣中未檢出BaP;環(huán)博斯騰湖地區(qū)82組地下水樣中未有BaP檢出;若羌-且末地區(qū)18組地下水樣僅檢出三氯甲烷和1，2-二氯苯。由此可見(jiàn)，2014年北疆地區(qū)地下水中普遍含有BaP，但含量較低;南疆除和田地區(qū)外，其余地區(qū)地下水中均未檢出BaP。

2.3? 與國(guó)內(nèi)其他地區(qū)相比

2008—2010年，全國(guó)69個(gè)城市采集791組地下水樣中有129個(gè)水樣中檢出BaP，超標(biāo)率僅為0.1%。2014年在下遼河平原地區(qū)采集的220個(gè)地下水樣中BaP的平均含量18.03 μg/L，超標(biāo)率為26.4%。滹沱河平原地處華北平原西部，2014年地下水中BaP檢出率為19.6%，含量n.d～19.7 μg/L。2006—2010年淮河流域平原地區(qū)檢測(cè)的4168組淺層地下水樣（埋深小于50 m）中有77組中BaP含量超過(guò)0.2 μg/L，超標(biāo)率為1.8%;中深層地下水（埋深大于等于50 m）中僅有4個(gè)地下水樣中BaP含量超過(guò)0.2 μg/L，超標(biāo)率0.3%。和田河流域地下水中BaP檢出率與以上國(guó)內(nèi)工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)同期相比差別不大，超標(biāo)率除低于下遼河平原外，高于主要城市、淮河平原及滹沱河平原等地區(qū)。

3? 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

地下水污染健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是在地下水環(huán)境調(diào)查的基礎(chǔ)上，分析水中污染物對(duì)人群的主要暴露途徑，評(píng)估污染物對(duì)人體健康的危害概率，計(jì)算基于健康風(fēng)險(xiǎn)的地下水風(fēng)險(xiǎn)控制值的過(guò)程。國(guó)外在地下水污染健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面的研究較完善，具有一系列技術(shù)性文件、準(zhǔn)則和指南及成熟模型[8]。我國(guó)在地下水污染健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面的研究起步較晚，2014年10月發(fā)布的《地下水污染健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作指南》（試行），及2013年出版的《中國(guó)人群暴露參數(shù)手冊(cè)》，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，為實(shí)施地下水污染健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供了依據(jù)。

本文以美國(guó)聯(lián)邦環(huán)保署推薦的U.S.EPA模型為主，結(jié)合《地下水污染健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作指南》（試行），對(duì)地下水中的BaP對(duì)人體健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估。

危害識(shí)別? 危害識(shí)別是健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的第一步，主要是識(shí)別污染物危害效應(yīng)[9-10]。BaP是多環(huán)芳烴的代表，分布廣泛，性質(zhì)穩(wěn)定，致癌性最強(qiáng)。綠洲區(qū)地下水中僅檢測(cè)出BaP，含量較高，因此，將BaP確定為該區(qū)地下水有機(jī)污染健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的關(guān)注污染物。

暴露評(píng)估? 暴露評(píng)估主要是確定關(guān)注污染物的暴露情景、暴露途徑及受體類型等，計(jì)算各種暴露途徑下的暴露量，是進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的定量依據(jù)[9-10]。

BaP主要通過(guò)食物或飲用水進(jìn)入人體胃腸，在胃和腸道中消化分解為可被人體吸收的小分子物質(zhì)，經(jīng)血液循環(huán)快速遍布于身體各部位。考慮到當(dāng)?shù)鼐用竦纳盍?xí)慣，僅對(duì)飲用地下水暴露途徑進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。檢出點(diǎn)位周圍的土地利用類型為以住宅用地為主，屬敏感用地。在敏感用地方式下，兒童和成人均可能長(zhǎng)時(shí)間暴露于地下水污染產(chǎn)生的健康危害?；谝陨蠗l件，采用敏感用地暴露評(píng)估模型對(duì)綠洲區(qū)暴露人群通過(guò)飲用地下水暴露途徑的暴露量進(jìn)行計(jì)算。

公式如下：

式中：[CGWERca]為飲用受影響地下水對(duì)應(yīng)的地下水的暴露量（致癌效應(yīng)）;[GWCRc]為兒童每日飲水量，[GWCRa]為成人每日飲水量;[EFc]為兒童暴露頻率，[EFa]為成人暴露頻率;[EDc]為兒童暴露期，[EDa]為成人暴露期;[BWc]為兒童體重，[BWa]為成人體重;[ATca]為致癌效應(yīng)平均時(shí)間。本次研究參考《中國(guó)人群暴露參數(shù)》確定各暴露參數(shù)值，取值如表3所示。計(jì)算結(jié)果[CGWERca]為0.014 L·kg-1·d-1。

毒性評(píng)估? 毒性評(píng)估是指確定與關(guān)注污染物相關(guān)的毒性參數(shù)，如非致癌參考劑量、致癌斜率因子、參考濃度等[9-10]。

BaP為致癌物質(zhì)，只考慮它在飲用地下水暴露途徑下的致癌效應(yīng)，故需確定其致癌斜率因子（SFo）。參考美國(guó)聯(lián)邦環(huán)保署（U.S.EPA）集成風(fēng)險(xiǎn)信息系統(tǒng)（IRIS）和《地下水污染健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作指南》（試行）中列出的特征污染物致癌斜率因子，確定BaP經(jīng)口攝入的SFo為7.30E+00（mg/kg·d）-1。

風(fēng)險(xiǎn)表征? 風(fēng)險(xiǎn)表征是計(jì)算關(guān)注污染物在不同暴露途徑下的風(fēng)險(xiǎn)值，并對(duì)評(píng)估結(jié)果進(jìn)行不確定性分析[9-10]。據(jù)公式（2）計(jì)算綠洲區(qū)內(nèi)地下水BaP的致癌風(fēng)險(xiǎn)值（表4）。

據(jù)美國(guó)聯(lián)邦環(huán)保署集成風(fēng)險(xiǎn)信息系統(tǒng)（IRIS）和《地下水污染健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作指南》（試行）中規(guī)定，若地下水中單個(gè)污染物致癌風(fēng)險(xiǎn)值超過(guò)10-6，就存在致癌風(fēng)險(xiǎn)。由表4可知，所有檢出點(diǎn)位地下水中BaP的致癌風(fēng)險(xiǎn)值都超過(guò)風(fēng)險(xiǎn)可接受水平，可見(jiàn)污染區(qū)域內(nèi)使用地下水會(huì)給人體帶來(lái)的致癌風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)引起有關(guān)部門的重視。

不確定性分析? 本次評(píng)估的不確定性主要有兩方面，一是暴露評(píng)估中未考慮皮膚接觸、吸入氣態(tài)污染物等暴露途徑，可能低估了健康風(fēng)險(xiǎn);二是由于缺乏相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，暴露評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中采用的暴露參數(shù)基本為《中國(guó)人群暴露參數(shù)手冊(cè)》中整個(gè)西北地區(qū)人群暴露參數(shù)，未根據(jù)當(dāng)?shù)鼐用駥?shí)際情況進(jìn)行修正，可能造成健康風(fēng)險(xiǎn)過(guò)高或過(guò)低[11]。

計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)控制值? 據(jù)地下水環(huán)境調(diào)查評(píng)價(jià)資料，采用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法計(jì)算出的關(guān)注污染物濃度限值[9-10]。計(jì)算公式如下：

4? 結(jié)論與展望

（1） 和田河流域綠洲區(qū)地下水37項(xiàng)有機(jī)物中只有苯并[a]芘被檢出，檢出率為13.3%，所有檢出點(diǎn)位地下水中苯并[a]芘的含量均超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)限值。相比于疆內(nèi)其他地區(qū)和東部發(fā)達(dá)地區(qū)，綠洲區(qū)地下水BaP超標(biāo)率較高，由此推斷該區(qū)地下水中苯并[a]芘來(lái)源復(fù)雜。為解決當(dāng)?shù)氐叵滤讲a]芘超標(biāo)問(wèn)題，從污染源和土沉積物地球化學(xué)性質(zhì)兩方面進(jìn)行污染源識(shí)別可作為下一步的工作方向。

（2） 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果顯示，綠洲區(qū)地下水中苯并[a]芘在飲用地下水暴露途徑下致癌風(fēng)險(xiǎn)值均超過(guò)可接受水平，對(duì)人體健康有一定影響。通過(guò)模型計(jì)算得出地下水風(fēng)險(xiǎn)控制值3.76E-5 mg/L，為綠洲區(qū)地下水的污染治理提供依據(jù)。后期還可進(jìn)行污染區(qū)域居民疾病情況調(diào)查，加強(qiáng)地下水中苯并[a]芘與人體健康的相關(guān)性分析。

參考文獻(xiàn)

[1]? ? 李學(xué)禮，孫占學(xué)，劉金輝.水文地球化學(xué)[M].北京：原子能出版社，? ? 2010.

[2]? ? 汪珊，孫繼朝，張宏達(dá)，等.我國(guó)水環(huán)境有機(jī)污染現(xiàn)狀與防治對(duì)策? ? [J].海洋地質(zhì)動(dòng)態(tài)，2005，21（10）：5-10.

[3]? ? 劉菲，王蘇明，陳鴻漢.歐美地下水有機(jī)污染調(diào)查評(píng)價(jià)進(jìn)展[J].地? ? 質(zhì)通報(bào)，2010，29（6）：907-917.

[4]? ? 石建省，王昭，張兆吉，等.華北平原地下水有機(jī)污染特征初步分? ? 析[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2011，20（11）：1695-1699.

[5]? ? 詹志薇.珠江三角洲典型地區(qū)地下水有機(jī)污染物環(huán)境影響及其? ?脆弱性評(píng)價(jià)[D].廣州：華南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2016.

[6]? ? 張帥.豫北平原地下水有機(jī)污染特征及健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究[J].鄭? 州：華北水利水電大學(xué)，2016.

[7]? ? 李玲，周金龍，齊萬(wàn)秋，等.和田河流域綠洲區(qū)地下水中氟的分布? ? 特征及形成過(guò)程[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2019，33（1）： 112-118.

[8]? ? 鄒卉，張斌，萬(wàn)正茂，等.污染地下水的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究進(jìn)展與? ? 啟示[J].環(huán)境與發(fā)展，2015，（1）：1-4.

[9]? ? 中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)部.地下水污染健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作指? ?南（試行）[S].北京：中國(guó)環(huán)境出版社，2014.

[10]? 饒志，儲(chǔ)小東，顏春，等.鄱陽(yáng)湖平原淺層地下水有機(jī)污染物含量? ? 特征與健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J].地球與環(huán)境，2019，47（5）：662-670.

[11]? 于云江，向明燈，孫朋.健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的不確定性[J].環(huán)境與健? ? 康雜志， 2011， 28（9）：835-838.