太原市飲用水重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

尤龍鳳 丁志強(qiáng)

（1.太原市水資源管理保護(hù)中心山西太原030002；2.山西大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院山西太原030006）

重金屬是環(huán)境中普遍存在的污染物，具有穩(wěn)定性高、降解性差、累積性強(qiáng)和毒性大等特點(diǎn)[1]。重金屬暴露的途徑很多，其中飲用水是主要暴露途徑之一。過量攝入重金屬會對人體健康造成一系列危害，甚至致癌[2][3]。因此，對飲用水中重金屬特征的研究以及對其進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)具有重要意義。

健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)是將污染物與人體健康效應(yīng)聯(lián)系起來，以致癌風(fēng)險(xiǎn)和危害指數(shù)（非致癌風(fēng)險(xiǎn)）來反映污染物對人體的致癌危害和非致癌慢性毒害作用的程度[4]，能定量評價(jià)飲用水水質(zhì)對人體健康的影響，為飲用水水質(zhì)安全管理提供更深入的科學(xué)依據(jù)。依據(jù)健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的結(jié)果，能夠更加科學(xué)合理地指導(dǎo)水源的管理、飲用水處理技術(shù)的選擇以及水質(zhì)的分級風(fēng)險(xiǎn)控制[5]。在飲用水安全領(lǐng)域開展健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)工作，推動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)管理逐步進(jìn)入飲用水水質(zhì)安全管理是非常必要的。

為研究太原市不同類型飲用水的重金屬含量以及健康風(fēng)險(xiǎn)情況，本文在太原市采集了集中式供水、分散式供水和小型集中式供水3 種水樣，分別測定了其中8 種重金屬Hg、As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn 的含量，并運(yùn)用健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型對成人和兒童兩種人群進(jìn)行了不同類型飲用水重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)分析。

1 健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型

健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型包括重金屬通過飲水途徑的健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型和通過皮膚接觸途徑的健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型，每種模型又分為致癌風(fēng)險(xiǎn)和非致癌風(fēng)險(xiǎn)，最后將重金屬通過以上兩種途徑的致癌風(fēng)險(xiǎn)和非致癌風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行總和，即得出飲用水健康總風(fēng)險(xiǎn)。

1）重金屬通過飲水途徑的健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型[6-8]

在飲水途徑健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型中，所有參數(shù)均是通過飲水暴露途徑得出的，是該模型的平均個(gè)人年致癌健康風(fēng)險(xiǎn)，a-1；Di是每日單位體重的暴露劑量，mg（kg·d）-1；SF是致癌強(qiáng)度系數(shù)，mg（kg·d）-1；是該模型的平均個(gè)人年非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)，a-1；RfD是每日攝取的非致癌物質(zhì)參考劑量，mg（kg·d）-1；74.92 是山西省的人均期望壽命，a；IR是每日平均的飲水量，L·d-1；ci是重金屬質(zhì)量濃度，mg·L-1；BW是山西省的人均體重，kg。

致癌強(qiáng)度系數(shù)和毒性參考劑量見表1。

表1 致癌強(qiáng)度系數(shù)和毒性參考劑量

2）皮膚接觸途徑健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型[6-8]

在皮膚接觸途徑健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型中，所有參數(shù)均是通過皮膚暴露途徑得出的，是該模型的平均個(gè)人年致癌健康風(fēng)險(xiǎn)，a-1；Dd是每日單位體重的暴露劑量，mg（kg·d）-1；是該模型的平均個(gè)人年非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)，a-1；Id為每次洗澡時(shí)皮膚單位面積吸附重金屬的量，mg·（cm2·次）-1；Asd為身體表面積，cm2；FE為每日洗澡次數(shù)，次·d-1；EF為一年中洗澡的天數(shù)，d·a-1；ED為暴露延時(shí)，a；AT為平均暴露時(shí)間，a；f為人體腸道吸附重金屬的比率；k為人體皮膚吸附重金屬的參數(shù)，cm·h-1；τ 為延滯時(shí)間，h；TE為洗澡時(shí)所需使用時(shí)間，h。

表2 重金屬暴露參數(shù)

3）飲用水健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)總體模型[6-8]

RZ是飲用水總體健康危害風(fēng)險(xiǎn)，a-1。

2 測定結(jié)果及風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

1）不同類型飲用水重金屬含量特征

運(yùn)用Excel 軟件，將每種水樣的8 種重金屬檢測值制作成簇狀柱形圖，并將其與《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）進(jìn)行比較，結(jié)果表明，每種水樣中的各重金屬含量均滿足生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，各種水樣重金屬含量詳見圖1。由圖可知，As、Cr、Cu 和Zn 在每種水樣中的含量均較高，其中Cu 在分散式供水中含量最低，其他2 種水樣之間差別不大，Cr 在小型集中式供水中含量最高，Zn 在小型集中式供水中含量最低，As 在3 種水樣中含量基本相當(dāng)；Cd 在3 種水樣的含量均較低且每種水樣差別不大；Hg 在3 種水樣中的含量均較低，在小型集中式供水中含量最低；Ni和Pb 在集中式供水和分散式供水中的含量相對較高，在小型集中式供水中相對較低。

圖1 不同類型飲用水重金屬含量情況

2）不同類型飲用水重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

運(yùn)用健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型計(jì)算得知，致癌風(fēng)險(xiǎn)比非致癌風(fēng)險(xiǎn)大2～3 個(gè)數(shù)量級，說明致癌風(fēng)險(xiǎn)是生活飲用水健康風(fēng)險(xiǎn)的主要組成部分。通過對成人和兒童兩種人群進(jìn)行不同類型飲用水重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)分析可知，成人和兒童的總體健康風(fēng)險(xiǎn)分別為4.23×10-5～7.82×10-5a-1和4.24×10-5～6.47×10-4a-1，詳見表3。說明兒童比成人更加敏感。通過兩種暴露途徑的平均年致癌風(fēng)險(xiǎn)大小為：Cr＞As＞Cd；通過兩種暴露途徑的平均年非致癌風(fēng)險(xiǎn)大小為：Hg＞Pb＞Cu＞Ni＞Zn。不同類型飲用水致癌風(fēng)險(xiǎn)大小為分散式供水＞小型集中式供水＞集中式供水。不同類型飲用水非致癌風(fēng)險(xiǎn)大小為小型集中式供水＞集中式供水＞分散式供水。水樣總健康風(fēng)險(xiǎn)大小順序?yàn)榉稚⑹焦┧拘⌒图惺焦┧炯惺焦┧?/p>

表3 太原市不同類型飲用水經(jīng)兩種暴露途徑引起的平均個(gè)人年健康風(fēng)險(xiǎn)

3 結(jié)論及建議

目前，暴露在飲用水環(huán)境中的化學(xué)品種類繁多，飲用水污染問題已經(jīng)變得日趨復(fù)雜。一直以來，我們對飲用水水質(zhì)的評價(jià)往往只關(guān)注于各項(xiàng)指標(biāo)是否達(dá)到了相關(guān)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的限值，而忽略了這些指標(biāo)尤其是重金屬及其他一些污染物對人體健康是否會產(chǎn)生影響。本文選取了太原市的3 種代表性水樣，分析了不同類型飲用水的重金屬含量，并對其健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評價(jià)，結(jié)果表明，農(nóng)村分散式供水、小型集中式供水重金屬含量相對較高，存在潛在的危害。本次所取的水樣無法全面反映太原市各種類型飲用水的健康風(fēng)險(xiǎn)情況，建議太原市開展全面的飲用水健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，為飲用水健康風(fēng)險(xiǎn)管理提供科學(xué)依據(jù)。