一起飲用水鋁超標(biāo)事件健康風(fēng)險(xiǎn)分析

黃錦敘,陳秋霞,沈少君,楊美玲,何昌云

廣東省疾病預(yù)防控制中心,廣東 廣州 511430

長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)對(duì)飲用水質(zhì)的評(píng)價(jià)僅局限于評(píng)價(jià)各項(xiàng)指標(biāo)是否符合國(guó)家水質(zhì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求。事實(shí)上,一些化學(xué)物質(zhì)濃度達(dá)標(biāo)未必沒(méi)有危害,而一些化學(xué)物質(zhì)不達(dá)標(biāo)也可能并不會(huì)威脅到人體健康。生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的制訂,不僅要考慮健康風(fēng)險(xiǎn),還要考慮水處理工藝、感官可接受性、成本等綜合因素。本文以某鋁超標(biāo)水廠為例,應(yīng)用《化學(xué)物質(zhì)環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)指南》(WS/T 777-2021)推薦的美國(guó)EPA健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型,分析飲用水鋁超標(biāo)的健康風(fēng)險(xiǎn),為飲用水鋁超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)管理提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 對(duì)象 2017年3月23日至4月4日,按照GBT5750.6-2006《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法》[1],每天采集自來(lái)水廠水源水、新生產(chǎn)線出廠水、舊生產(chǎn)線出廠水和末梢水各1份;4月5—9日,隔天采集水源水、新生產(chǎn)線出廠水、舊生產(chǎn)線出廠水和末梢水各1份,共計(jì)16份。

1.2 方法 根據(jù)GB5749-2006《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》[2],對(duì)采集的水樣進(jìn)行常規(guī)指標(biāo)(包括鋁指標(biāo))的檢測(cè);同時(shí)對(duì)水廠采用現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境衛(wèi)生學(xué)調(diào)查方法,包括訪談相關(guān)人員和現(xiàn)場(chǎng)勘查等。現(xiàn)場(chǎng)勘察重點(diǎn)圍繞出現(xiàn)可疑水樣的水源、水處理、輸配水、水廠管理等環(huán)節(jié)存在的問(wèn)題進(jìn)行。

1.3 評(píng)價(jià)

1.3.1 超標(biāo)情況評(píng)價(jià) 按照GB5749-2006規(guī)定的鋁限值0.2 mg/L判定飲用水鋁是否超標(biāo)。

1.3.2 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法 查詢 WHO的 IARC數(shù)據(jù)庫(kù)[3],鋁的致癌性屬于第3類化學(xué)物質(zhì),致癌證據(jù)不足,為非致癌物。本文在健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估時(shí)將鋁作為非致癌物質(zhì),評(píng)價(jià)其神經(jīng)毒性、生殖和發(fā)育毒性的非致癌風(fēng)險(xiǎn),評(píng)價(jià)主要考慮鋁經(jīng)口暴露的健康風(fēng)險(xiǎn)。

(1)單位體重每日經(jīng)口途徑的非致癌效應(yīng)化學(xué)物質(zhì)暴露量 ADD=(C×IR×EF×ED)/(BW×AT) 。式中:ADD為飲用水鋁日均暴露量[mg/(kg·d)];C 為水中化學(xué)物質(zhì)濃度(mg/L);IR 為攝入率(L/d);EF為暴露頻率(d/a);ED 為暴露周期(a);BW 為體重(kg);AT為平均時(shí)間(d)。本次評(píng)價(jià)中,AT為ED對(duì)應(yīng)的天數(shù),即AT=EF×ED。本次評(píng)價(jià)選取該水廠鋁最高濃度來(lái)保守評(píng)估人群長(zhǎng)期健康風(fēng)險(xiǎn)。由于暴露參數(shù)因年齡而存在很大差異,將暴露人群分為兒童、青少年、成年人,參考中國(guó)人群暴露參數(shù)手冊(cè)(兒童卷 0～5歲)[4]、中國(guó)人群暴露參數(shù)手冊(cè)(兒童卷 6～17歲)[5]、中國(guó)人群暴露參數(shù)手冊(cè)(成人卷)[6]和廣東省國(guó)民體質(zhì)監(jiān)測(cè)公報(bào)等本地化資料,選取兒童、青少年、成人體重和水消耗量等暴露參數(shù)。

(2)經(jīng)口攝入途徑危害商HQ HQ=ADD/RfD 。式中:HQ 為危害商;ADD為日均暴露量[mg/(kg·d)];RfD 為參考劑量[mg/(kg·d)]。經(jīng)查詢鋁的經(jīng)口攝入?yún)⒖紕┝縍fD為1 mg/kg·d[7]。HQ≤1,表示暴露量未超過(guò)不良反應(yīng)閾值,非致癌風(fēng)險(xiǎn)較低;HQ>1,表示暴露量超過(guò)閾值,非致癌風(fēng)險(xiǎn)較高,應(yīng)引起關(guān)注[8]。

2 結(jié)果

2.1 鋁的暴露水平 該自來(lái)水廠有新舊兩條生產(chǎn)線,舊生產(chǎn)線主要供A鎮(zhèn),新生產(chǎn)線供兩個(gè)工業(yè)園。采集的水源水、出廠水、末梢水各16份,鋁的質(zhì)量濃度范圍分別為5.80～10.70、0.06～0.48、0.06～0.48 mg/L,均值分別為8.50、0.24、0.25 mg/L;出廠水超標(biāo)率為53.13%(新、舊生產(chǎn)線出廠水鋁超標(biāo)率分別為37.50%、68.75%),末梢水超標(biāo)率62.50%,最高值為0.48 mg/L(標(biāo)準(zhǔn)限值的2.4倍)。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)衛(wèi)生學(xué)調(diào)查 經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)衛(wèi)生學(xué)調(diào)查和相關(guān)人員訪談,認(rèn)為該水廠鋁超標(biāo)可能為水源水污染引起:當(dāng)時(shí)水庫(kù)庫(kù)容較往常少,水庫(kù)水流不暢,又無(wú)新水補(bǔ)充,導(dǎo)致水源水中鋁存積。不能排除存在上游受到鋁污染等原因,加上水廠制水工藝不夠先進(jìn),未能有效清除水中殘留鋁,最終導(dǎo)致飲用水鋁超標(biāo)。

2.3 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 本次評(píng)價(jià)選取該水廠末梢水的鋁最高濃度0.48 mg/L,來(lái)保守評(píng)估人群長(zhǎng)期健康風(fēng)險(xiǎn)。參考相關(guān)資料,選取兒童、青少年、成人體重設(shè)定為20、50、70 kg,飲水?dāng)z入率(IR)分別為0.8、1.5、2 L/d,根據(jù)公式(1)計(jì)算,可得到飲用水中鋁經(jīng)口攝入兒童、青少年、成人日均暴露量(ADD)分別為0.0192、0.0144、0.0137 mg/(kg·d),根據(jù)公式(2)計(jì)算得兒童、青少年、成人危害商(QH)分別為0.0192、0.0144、0.0137;從食物中接受鋁是公眾主要攝入途徑,參照WHO對(duì)飲用水的鋁攝入配額定20%,鋁經(jīng)口攝入日均總暴露劑量分別為0.096、0.072、0.068 mg/(kg·d),計(jì)算出經(jīng)口攝入危害商QH兒童、青少年、成人分別為0.096、0.072、0.068 mg/(kg·d)。

3 討論

本次飲用水鋁超標(biāo)事件中,末梢水鋁含量的超標(biāo)率為62.50%,最高濃度為0.48 mg/L,飲用水鋁的暴露水平和超標(biāo)率遠(yuǎn)高于2018—2022年全省其他地區(qū)生活飲用水鋁的檢測(cè)結(jié)果(中位數(shù)0.004 mg/L,超標(biāo)率0.57%)。選取該水廠末梢水的鋁最高濃度0.48 mg/L,采用美國(guó)EPA風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型,來(lái)保守評(píng)價(jià)人群飲水終生健康風(fēng)險(xiǎn),結(jié)果顯示,無(wú)論是經(jīng)口攝入飲用水鋁危害商HQ還是經(jīng)口攝入所有食物(包括飲用水)鋁危害商HQ,兒童、青少年和成人HQ均<1,這說(shuō)明即使該自來(lái)水廠覆蓋的人群長(zhǎng)期飲用該鋁超標(biāo)飲用水,其非致癌風(fēng)險(xiǎn)也在可接收范圍之內(nèi),健康風(fēng)險(xiǎn)依次為兒童>青少年>成人。

當(dāng)出廠水中鋁的濃度超過(guò)0.1～0.2 mg/L時(shí),在輸配水系統(tǒng)中會(huì)生成氫氧化鋁絮狀沉積物,在鐵存在時(shí)會(huì)加重水的顏色,導(dǎo)致消費(fèi)者的抱怨。正是基于水質(zhì)處理工藝、人體感官可接受性等綜合因素考慮,我國(guó)現(xiàn)行《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中鋁的標(biāo)準(zhǔn)值規(guī)定為0.2 mg/L,但該標(biāo)準(zhǔn)限值的非致癌風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)低于可接受水平。該水廠鋁超標(biāo)濃度達(dá)0.48 mg/L,多天出廠水超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)制水人員反映,由于水源中鋁本底高,多年來(lái)該自來(lái)水廠均有飲用水鋁自檢超標(biāo)現(xiàn)象。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果,該水廠可不用停水,但是,應(yīng)盡早通過(guò)市政水廠擴(kuò)網(wǎng)、更換水源或采取除鋁水處理措施,解決鋁超標(biāo)問(wèn)題。在未改水之前,建議當(dāng)?shù)卣嘘P(guān)部門將該自來(lái)水廠設(shè)置為飲用水衛(wèi)生常規(guī)監(jiān)測(cè)點(diǎn),加大監(jiān)測(cè)頻率,一旦發(fā)現(xiàn)鋁超標(biāo),及時(shí)采取控制措施,避免影響水處理優(yōu)化運(yùn)行和水質(zhì)感官可接受性,進(jìn)而引發(fā)群眾投訴。

以上風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估存在一定的不確定性,一是末梢水中鋁濃度的不確定性。該水廠水源污染物鋁濃度不穩(wěn)定,導(dǎo)致出廠水和末梢水中鋁的濃度不穩(wěn)定,而此處評(píng)價(jià)終身風(fēng)險(xiǎn)僅使用監(jiān)測(cè)到的末梢水中鋁的最大濃度,具有不確定性;二是人群生活習(xí)慣的不確定性。該水廠供水范圍覆蓋農(nóng)村和城區(qū),不同人群的生活習(xí)慣不同,城市人群可能會(huì)使用家庭式飲水過(guò)濾凈化器來(lái)降低自來(lái)水中污染物的濃度,這樣飲水的健康風(fēng)險(xiǎn)也自然得到降低。