2021—2023年膠東沿海某地區(qū)農(nóng)村飲用水氟化物監(jiān)測(cè)分析與健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

摘 要：目的：通過(guò)對(duì)膠東沿海某地區(qū)2021—2023年農(nóng)村飲用水氟化物濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，了解當(dāng)?shù)剞r(nóng)村飲用水水質(zhì)情況，評(píng)估飲用水中氟化物對(duì)人體的健康風(fēng)險(xiǎn)。方法：采用《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法 無(wú)機(jī)非金屬指標(biāo)》（GB/T 5750.5—2006）中離子色譜法進(jìn)行飲用水中氟化物測(cè)定，根據(jù)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749—2006）及US EPA所提出的環(huán)境衛(wèi)生危險(xiǎn)性評(píng)估模型對(duì)檢測(cè)結(jié)論進(jìn)行評(píng)估。結(jié)果：2021—2023年共檢測(cè)農(nóng)村飲用水水樣1 695份，1 629份合格，合格率為96.11%。3年間氟化物含量差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=3.988，p＜0.05）。2021—2023年水中氟化物對(duì)成人和兒童的健康風(fēng)險(xiǎn)值分別為2.38×10-9 a-1和4.76×10-9 a-1，2.78×10-9 a-1和5.55×10-9 a-1，3.27×10-9 a-1和6.54×10-9 a-1，所有水樣的健康風(fēng)險(xiǎn)值均小于1.0×10-5 a-1。結(jié)論：該地區(qū)農(nóng)村飲用水中氟化物濃度總體較低，合格率較高。對(duì)于健康風(fēng)險(xiǎn)而言，地下水高于地表水、分散式供水高于集中式供水、兒童高于成人?？傮w來(lái)講，該地區(qū)處于低風(fēng)險(xiǎn)范圍。

關(guān)鍵詞：氟化物；農(nóng)村飲用水；健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

Fluoride Monitoring Analysis and Health Risk Assessment in a Coastal Area of Shandong Province from 2021 to 2023

WANG Zhao

（Yantai Muping District Center for Disease Control and Prevention， Yantai 264100， China）

Abstract： Objective： To monitor and analyze the concentration of fluoride in rural drinking water in a coastal area of Jiaodong from 2021 to 2023， to understand the quality of drinking water in rural areas， and to assess the health risk of fluoride in drinking water to human health. Method： GB/T 5750.5—2006 ion chromatography was used for the determination of fluoride in drinking water， and the detection conclusions were evaluated according to the environmental health risk assessment model proposed by GB 5749—2006 and US EPA. Result： From 2021 to 2023， a total of 1 695 rural drinking water samples were tested， and 1 629 were qualified， with a pass rate of 96.11%. There was a statistically significant difference in fluoride content during the three years （F=3.988， p＜0.05）. From 2021 to 2023， the health risk values of fluoride in water to adults and children were 2.38×10-9 a-1 and"4.76×10-9 a-1， 2.78×10-9 a-1 and 5.55×10-9 a-1， 3.27×10-9 a-1 and 6.54×10-9 a-1， respectively， and the health risk values of all water samples were less than 1.0×10-5 a-1. Conclusion： The concentration of fluoride in rural drinking water in this region is generally low， and the pass rate is high. In terms of health risks， groundwater is higher than surface water， decentralized water supply is higher than centralized water supply， and children are higher than adults. Overall， the region is in the low-risk zone.

Keywords： fluoride; rural drinking water; health risk assessment

受經(jīng)濟(jì)條件和地理因素限制，以及飲水習(xí)慣等的影響，膠東沿海大部分農(nóng)村地區(qū)仍采用地下水作為飲用水源，部分地區(qū)飲用分散式供水和二次供水。氟骨癥是由于長(zhǎng)期攝入過(guò)量的氟化物所引起的氟中毒，累及骨組織的慢性侵襲性全身性骨病，累及到牙齒稱氟斑牙。《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749—2006）將氟化物的測(cè)定納入日常監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，以保障居民飲水安全。為了解該地區(qū)2021—2023年農(nóng)村飲用水中氟化物含量和健康風(fēng)險(xiǎn)水平，為有關(guān)部門制定水源開發(fā)，供水、改水工程規(guī)劃等提供依據(jù)，特進(jìn)行本次監(jiān)測(cè)分析。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

美國(guó)Dionex公司ICS600離子色譜儀，配備DS5電導(dǎo)檢測(cè)器，Dionex IonPacTM AS23陰離子分析柱（4 mm×250 mm），Dionex IonPacTM AG23保護(hù)柱（4 mm×50 mm），抑制器ASRSTM300（4 mm）；18.2 MΩ·cm超純水；0.22 μm濾膜，津騰。

1.2 檢測(cè)條件

再生液：0.5 mol·L-1 H2SO4；淋洗液：4.5 mmol·L-1 Na2CO3+0.8 mmol·L-1 NaHCO3；流速：1.0 mL·min-1；進(jìn)樣體積：10 μL。

1.3 樣品采集與準(zhǔn)備

生活飲用水樣由自來(lái)水公司采集，水廠水為南水北調(diào)水庫(kù)水，其余樣品為地下水。本次實(shí)驗(yàn)于2021—2023年在膠東沿海某地區(qū)5個(gè)街道7個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)共555個(gè)行政村采集1 695份水樣，其中集中式供水采集水樣1 485份，分散式供水采集水樣210份。飲水水樣的采集和保存按照《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法 水樣的采集和保存》 （GB/T 5750.2—2006）[1]施行。

1.4 方法

按照《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法 無(wú)機(jī)非金屬指標(biāo)》（GB/T 5750.5—2006）[2]中離子色譜法對(duì)水樣進(jìn)行測(cè)定。水樣通過(guò)0.22 μm濾膜過(guò)濾后除去渾濁物，然后注入色譜儀進(jìn)樣系統(tǒng)，記錄峰面積。硬度高的水樣應(yīng)先過(guò)陽(yáng)離子交換樹脂柱，后經(jīng)過(guò)0.22 μm濾膜過(guò)濾，如含有有機(jī)物的水樣可先通過(guò)C18柱過(guò)濾。飲用水氟化物含量分布劃分參考《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749—2006），將監(jiān)測(cè)水樣劃分為0～＜0.05 mg·L-1、0.05～＜0.10 mg·L-1、0.10～＜0.50 mg·L-1、0.50～＜1.00 mg·L-1、1.00～＜1.20 mg·L-1、1.20～＜2.00 mg·L-1、≥2.00 mg·L-1共7個(gè)區(qū)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

1.5 評(píng)價(jià)依據(jù)

依據(jù)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 5749—2006）對(duì)樣品進(jìn)行評(píng)價(jià)[3]。氟化物≤1.0 mg·L-1則評(píng)定為合格（小型集中式供水和分散式供水氟化物指標(biāo)限值按1.2 mg·L-1執(zhí)行）。依據(jù)US EPA推薦的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。

1.6 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

飲水途徑的日均暴露量按公式（1）計(jì)算，健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方程見公式（2）。

式中：ADD為日均暴露量，mg·kg-1·d-1；C為氟化物濃度，mg·L-1；IR為攝入率，L·d-1（成人和兒童日均飲水量參考《中國(guó)人群暴露參數(shù)》，成人1.963 L，兒童1.291 L[4-5]）；EF為暴露頻率，d·a-1；

ED為暴露周期，a；BW為體重，kg（成人、兒童的平均體重參考《中國(guó)人群暴露參數(shù)》，取57.4 kg和18.9 kg[4-5]）；AT為平均時(shí)間，d（對(duì)于非致癌效應(yīng)則為ED對(duì)應(yīng)的天數(shù)）；飲用水可攝入的氟化物參考劑量日均值RfD參考US EPA[6]的標(biāo)準(zhǔn)，取6.5×10-2 mg·kg-1·d-1；L為壽命期望值，取72歲[7]；R為非致癌效應(yīng)健康風(fēng)險(xiǎn)值。

1.7 統(tǒng)計(jì)分析

所有資料用IBM SPSS Statistics 25軟件建立數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行單因素方差分析和卡方檢驗(yàn)，p＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 水樣中氟化物合格情況

集中式供水為該地區(qū)的主要供水方式，2021—2023年共檢測(cè)農(nóng)村飲用水水樣1 695份，1 629份合格，合格率為96.11%。

2.1.1 不同供水方式氟化物合格率比較

由表1可知，集中式供水水樣共檢測(cè)1 485份，合格數(shù)1 419份，合格率為95.56%；分散式供水水樣共檢測(cè)210份，合格數(shù)210份，合格率為100.00%。集中式供水和分散式供水水樣氟化物合格率相比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=9.711，p＜0.01）。

2.1.2 不同水樣類型氟化物合格率比較

由表2可知，地表水監(jiān)測(cè)378份，合格369份，合格率為97.62%；地下水共監(jiān)測(cè)1 317份，合格1 260份，合格率為95.67%。地表水與地下水水樣的氟化物合格率相比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=2.975，p＞0.05）。

2.2 水樣中氟化物含量監(jiān)測(cè)及分布情況

2.2.1 氟化物含量分布

由表3可知，該地區(qū)農(nóng)村飲用水中氟化物含量較低，主要集中在0.10～0.50 mg·L-1，少部分樣本中氟化物含量較高。氟化物含量≥1.2 mg·L-1的水樣共66份，全部為地下水，其中淺井3份，深井46份，泉水17份。表明該地區(qū)低水氟與高水氟并存。

2.2.2 氟化物濃度監(jiān)測(cè)情況

（1）不同年份氟化物濃度比較。2021年該地農(nóng)村飲用水中氟化物含量為（0.326±0.062）mg·L-1，2022年氟化物含量（0.380±0.046）mg·L-1，2023年氟化物含量（0.448±0.036）mg·L-1。2023年氟化物含量最高，3年間氟化物含量差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=3.988，p＜0.05）。

（2）不同供水方式氟化物含量分析。由表4可知，不同供水方式下，樣本中氟化物濃度差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（p＞0.05）。

2.3 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果

在1 695份水樣氟化物監(jiān)測(cè)結(jié)果的基礎(chǔ)上，對(duì)該地區(qū)2021—2023年地表水、地下水、集中式供水、分散式供水的健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果見表5。

2021—2023年監(jiān)測(cè)水樣中氟化物對(duì)成人和兒童的健康風(fēng)險(xiǎn)值分別為2.38×10-9 a-1和4.76×10-9 a-1，2.78×10-9 a-1和5.55×10-9 a-1，3.27×10-9 a-1和6.54×10-9 a-1。從評(píng)估結(jié)果可知，兒童健康風(fēng)險(xiǎn)值均大于成人，與李杰等[8]的研究結(jié)果相似；地下水健康風(fēng)險(xiǎn)值均高于地表水，分散式供水風(fēng)險(xiǎn)值均高于集中式供水。各種水樣的人均健康風(fēng)險(xiǎn)值均＜1.0×10-5 a-1，

該地區(qū)總體上處于低風(fēng)險(xiǎn)范圍。

3 討論與結(jié)論

由表5可知，該地區(qū)2021—2023年地下水中氟化物濃度中位數(shù)高于地表水，形成這種差異的原因可能有3個(gè)方面：①淺層地下水受雨水稀釋、灌溉等作用使氟化物濃度降低；②淺層水Ca2+濃度高于深層水，與F-結(jié)合形成CaF2沉淀，從而降低了淺層水中F-含量；③調(diào)查區(qū)處于溫泉帶，地下巖石和土壤中含氟礦物多，溫泉水溫高，土壤中發(fā)生溶濾、擴(kuò)散、離子吸附等物理化學(xué)作用，土壤本身的吸附及其中的含氟鹽分通過(guò)大氣降水和地下水，淋溶土壤中的氟從而進(jìn)入地下水，形成高氟地下水。這是地下水氟化物濃度高于地表水的主要原因。

分散式供水合格率為100.00%，比集中式供水合格率（97.98%）高，原因可能是分散式供水水樣少，且由于當(dāng)?shù)爻Ｄ觊_展氟化物含量監(jiān)測(cè)，對(duì)于不合格的分散式供水單位及時(shí)進(jìn)行了工程改造，使得分散式供水水質(zhì)合格率提高。

綜上，2021—2023年該地區(qū)農(nóng)村飲用水總體上氟化物含量較低，合格率較高，低水氟與高水氟地區(qū)并存，地下水氟化物健康風(fēng)險(xiǎn)高于地表水，分散式供水氟化物健康風(fēng)險(xiǎn)高于集中式供水，兒童健康風(fēng)險(xiǎn)高于成人。氟化物經(jīng)飲水途徑產(chǎn)生的健康風(fēng)險(xiǎn)總體上處于低風(fēng)險(xiǎn)范圍，但需要定期開展兒童齲齒監(jiān)測(cè)。本文僅考慮經(jīng)口途徑的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，沒有考慮經(jīng)皮膚、呼吸等其他暴露途徑，實(shí)際環(huán)境的暴露量應(yīng)大于本文研究的風(fēng)險(xiǎn)值，今后將繼續(xù)開展全面的氟化物健康風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：王昭（1980—），男，山東煙臺(tái)人，碩士，主管技師。研究方向：生活飲用水衛(wèi)生檢測(cè)與監(jiān)督。