六安市城区饮用水源水重金属健康风险评价

汪万芬,钱东升,黄 润

(1.皖西学院城市建设与环境系,安徽六安 237012;2.浙江工业大学生物与环境工程学院,浙江杭州 310032)

六安市城区饮用水源水重金属健康风险评价

汪万芬1,钱东升2,黄 润1

(1.皖西学院城市建设与环境系,安徽六安 237012;2.浙江工业大学生物与环境工程学院,浙江杭州 310032)

对六安市城区饮用水源水中的重金属污染物进行了调查研究,应用美国环保局推荐的健康风险模型对引起的健康风险度做了初步评价。结果表明,重金属污染物中的非致癌物质所引起的健康风险度较低,在10-7和10-10之间,均远低于ICRP推荐的最大可接受风险水平,风险水平大小次序为Zn、Cu、Pb、Hg,锌的风险度最大;但致癌物质所构成的健康危害较高,其中,Cd和Cr平均个人年风险度分别达到了5.476×10-6和3.677×10-5,Cr所造成的平均个人年风险非常接近ICRP推荐的最大可接受风险水平,可知Cr致癌风险极大,应优先管理。

饮用水;健康风险评价;重金属;六安

据世界卫生组织调查显示,80%的人类疾病与水质污染有关。饮用水是指人日常生活中喝的水与用的水[1](P30-80)。许多重金属作为环境污染物和潜在的有毒污染物已经引起了世界各国科学家的高度重视,特别是As,Cd,Hg等有毒重金属广泛分布在自然环境中,可通过饮用水途径对人体健康产生危害。例如,As对神经系统、皮肤、动脉血管产生不良影响,同时还有致癌性[2-3];Cd具有组织累积性,有致癌性;Cu过量的摄入会对人体许多器官产生不良的影响,如肝、肾、消化系统和大脑[4](P233-254)。因此,加强饮用水中重金属对人体健康造成的风险评价显得尤为迫切与重要。

健康风险评价是把水环境污染与人体健康联系起来的一种新的评价方法。目前,国内外已有不少学者对饮用水污染物作了健康风险评价,并取得了丰富的研究成果,为人类健康饮水提供了坚实的依据。例如,滕丽华先后两次对宁波市饮用水中重金属污染物做健康风险评价,认为,致癌物质中Cd所引起的健康风险最高,在非致癌物质中Zn所引起的健康风险最高,存在一定程度的污染[5]。张可、胡志峰等对重庆城区饮用水源作了初步的健康风险评价,认为重庆水源水体中非致癌物质影响最大的是铅[6]。高继军、张力平等对北京市饮用水源水重金属污染物做了初步的健康风险评价,其结果为:所研究的重金属污染物中,致癌物质对人体健康危害的个人年风险远远超过非致癌物的年风险,其风险水平要差2～3个数量级[7]。随着人们生活水平的提高,对健康饮水的概念会越来越重视,而饮水安全形势愈加严重,加强饮用水源水重金属风险评价研究具有现实意义。

六安市位于安徽西部,市区总人口近40万。常规监测资料表明,“十五”期间前期市区集中式生活饮用水源地水质状况良好,但后期饮用水源地水质安全状况呈加重态势。“十一五”期间,随着城镇化建设步伐的加快,城镇人口的增多,污水的排放量大幅上升,饮用水源水质安全问题将更加突出。而至目前为止,对六安市城区饮用水源水重金属健康风险进行全面的评价与研究仍是空白,该课题研究对于指导水环境保护工作,保障市民饮水安全具有重要的现实意义。

1 资料与方法

1.1 研究区域概况与资料来源

六安市水域分属淮河、长江两大水系,属于淮河流域面积14912km2,属于长江流域面积为3064km2。淠河总干渠是六安市集中式生活饮用水源地,也是省城合肥的重要引用水源之一。淠河总干渠六安城区段长约10.5公里,其存在的水环境问题及污染隐患已经对水体水质造成了影响。六安市环境监测中心站对二水厂取水口解放南路桥断面水质进行了检测。水厂取水口位置及供水情况见表1。

表1 六安市集中式生活饮用水源地检测点位状况

2005年六安市集中式生活饮用水源地例行检测结果统计(重金属)见表2。对照国家地表水环境质量标准,六安市城区水源水均达到Ⅲ类标准,六安市城区水源水质基本符合集中式饮用水源地要求。

表2 六安市城区饮用水源各重金属污染物浓度

1.2 重金属风险评价方法

本文采用美国环保局推荐的健康风险评价模型进行饮用水风险评价。不同类型污染物通过饮用水途径进入人体后所引起的健康风险的评价模型包括致癌物质所致健康危害的风险模型和非致癌物所致健康危害的风险模型:

式(2)为非致癌物所致健康危害的风险模型,其中Rnig为非致癌物i经食入途径所致健康危险的个人平均年风险(a-1),n为采样点数量;Dig为通过饮水途径暴露的日均暴露剂量[mg/(kg·d)];PA Dig为非致癌物i经食入途径的调整剂量[mg/(kg·d)],其值见表4;70为人类平均寿命(单位:a)。

通过饮水途径暴露的日均暴露剂量(Dig)可按下式进行计算:

式(3)中,2.2为成人每日平均饮水量(单位:L);△Ci(x)为污染物平均质量浓度增量(单位:mg/L)。调整剂量 PADig可按下式计算:

式(4)中Rf Dig为非致癌污染物i经食入途径的参考剂量[mg/(kg·d)],本研究中安全因子取值为10。

表3 化学致癌物致癌系数qig

表4 非致癌物参考剂量RfDig

1.3 评价参数选择

根据国际癌症研究机构(IARC)和世界卫生组织(WHO)通过全面评价化学物质致癌性可靠程度而编制的分类系统,结合六安市常规监测资料确定本次评价因子为:非致癌物 Hg、Pb、Cu、Zn,致癌物Cd、Cr、As。

2 结果与分析

2.1 化学非致癌物评价结果与分析

根据健康风险评价模型和评价参数,可以计算出通过饮水途径,化学非致癌物造成的平均个人年风险见表5。

表5 化学非致癌物的饮水途径健康危害的平均个人年风险度

如表5所示,在非致癌物质中Zn所造成的个人年风险最大,达到了3.1×10-7;最小的为 Hg,其平均个人年风险度为9.0×10-10;风险排序为:Zn>Cu >Pb>Hg;各风险水平都集中在10-7和10-10之间。即每千万人口中因饮用水水质的非致癌污染物而受到健康危害或死亡的人数不到1人。这一水平也远低于国际防辐射委员会(ICRP)推荐的标准年风险度5.0×10-5。这表明在饮用水中,非致癌化学物质所引起的健康危险甚微,不会对暴露人群构成明显的危害。

2.2 化学致癌物评价结果与分析

根据健康风险评价模型和评价参数,可以计算出通过饮水途径,化学致癌物造成的平均个人年风险见表6。

表6 化学致癌物的饮水途径健康危害的平均个人年风险度

如表6所示,在致癌物质中Cr所造成的健康危害的平均个人年风险度最大,达到了3.677×10-5。这一数字已经非常接近国际防辐射委员会推荐的标准年风险度5.0×10-5,表明六安市饮用水源水中存在一定程度的Cr污染,在将来的环境整治工作中应加强预防和治理。对于As所造成的健康危害的平均个人年风险为6.735×10-7,这一结果远远小于国际防辐射委员会推荐的标准年风险度。

总的来说,六安市城区饮用水源水中致癌物质所造成的危害远远大于非致癌物质。这一结果应引起有关部门的注意,在未来的治理工作中应加强对重金属中致癌物的控制和治理,造成这一结果的原因可能与六安市的地质地貌因素、土壤成份和生活污水的排放有关。

3 结论

通过研究得出以下结论:

(1)六安市城区饮用水源水中非致癌物(Zn、Cu、Pb、Hg)健康危害的平均个人年风险依次为3.1× 10-7、4.5×10-9、1.9×10-9、9.0×10-10,非致癌物质所引起的健康风险度较低,在10-7和10-10之间,均远低于ICRP推荐的最大可接受风险水平,Zn的风险度最大。

(2)六安市城区饮用水源水中致癌物质(Cr、Cd、 As)健康危害的平均个人年风险依次为 3.677× 10-5、5.476×10-6、6.735×10-7,致癌物质所引起的健康危害较高,Cr所造成的平均个人年风险非常接近ICRP推荐的最大可接受风险水平,致癌风险极大,应优先进行管理。

(3)六安市城区饮用水源水重金属污染物中致癌物所引起的健康危害远高于非致癌物质所引起的健康危害。

[1]金银龙,鄂学礼,张岚.(GB5749-2006)《生活饮用水卫生标准》释义[M].北京:中国标准出版社,2006.

[2]罗凤基,罗振东,马亮,等.呼和浩特西部地区黑河村居民富砷饮水与恶性肿瘤发病关系的研究[J].中华流行病学杂志,1995,16(5):289-291.

[3]IARC Arsenic and arsenic compounda[J].IARC Monogr Eval Carcinogen Risk Hum,1980,(23):39-41.

[4]Aaseth J,Norseth T Copper.In:Hardbook on the Toxicology of Metals(Friberg L,Nodberg Gf,Vouk VB,eds) [M].Ams-terdam:Elsevier,1986.

[5]腾丽华.宁波市饮用水中重金属鉄锌铜健康风险度评价[J].广东微量元素科学,2007,14(6):33-36.

[6]张可,胡志锋,张勇,等.重庆市城区饮用水源健康风险评价[J].四川环境,2007,26(2):71-73.

[7]高继军,张力平,黄圣彪,等.北京市饮用水源水重金属污染物健康风险的初步评价[J].环境科学,2004,25(2):47 -50.

[8]EPA.Supplement risk Assessment.Part 1[R].USA: EPA,1989.

The H ealth Risk Assessment of H eavy Metals in Drinking Water in Lu’an

WAN G Wan-fen1,QIAN Dong-sheng2,HUAN G Run1
(1.Department of City Construction and Environment,West A nhui University,L u’an237012,China;
2.College of Biological and Environmental Engineering,Zhejing University of Technology,HangZhou310032,China)

In this paper,Lu’an City’s main water source of drinking water contaminants of heavy metals was investigated,and the application of the United States Environmental Protection Agency recommended model health risks Lu’an City water source of drinking water caused by heavy metal pollutants in the health risk to do a preliminary evaluation.The results showed that heavy metal pollutants in the index of non-carcinogenic substances,health risks from low,10-7and 10-10in between the exposed population will not pose a significant health threat.However,carcinogenic health hazards posed by a higher one,Cd and Cr had reached 5. 477×10-6and 3.677×10-5,Cr caused by the average individual risk has been in very close to the International Commission on Radiation Protection(ICRP)recommended maximum acceptable way through the level of drinking water,indicating the existence of a certain degree of pollution,priority should be to manage.

drinking water;health risk assessment;heavy metal;Lu’an

X52

A

1009-9735(2010)02-0140-03

2009-12-17

六安市定向委托皖西学院市级研究项目(2008LW025)。

汪万芬(1975-),女,安徽六安人,皖西学院讲师,硕士,研究方向:水环境评价与监测。