城市供水水源地南湾水库水质健康风险评价

2013-03-01李永丽许凯李

治淮 2013年12期

关键词：致癌物水源地饮水

李永丽许凯李明

（1.河南省水文水资源局郑州 450003 2.河南省水利厅郑州 450003）

城市供水水源地南湾水库水质健康风险评价

李永丽1许凯1李明2

（1.河南省水文水资源局郑州 450003 2.河南省水利厅郑州 450003）

根据信阳市供水水源地南湾水库水质实测资料，应用美国环保局推荐的健康风险评价模型进行分析与评价。结果表明：基因毒物质由饮水途径所致健康危害的个人年均风险Cr6+＞As，致癌物Cr6+和As对人体健康危害的个人年均风险均未超过国际辐射防护委员会（ICRP）推荐的最大可接受风险水平（5×10-5·a-1）。非致癌物的个人年均风险为F-＞Hg＞NH3-N＞CN-＞酚，五者风险水平在10-9～10-12之间，均低于ICRP标准4～7个数量级。化学致癌物对人体健康危害的个人年均风险远远超过非致癌物的年风险。饮用水源各类污染物所致健康危害的个人年总风险为6.03E-05，超过国际辐射防护委员会（ICRP）推荐的最大可接受值5×10-5·a-1，及瑞典环保局、荷兰建设和环境部推荐的最大可接受水平1×10-6·a-1。

健康风险城市供水水源地南湾水库

环境健康风险评价是当今环境科学领域十分关注的重要课题。健康风险评价是20世纪80年代以后发展起来的，它把环境污染与人体健康联系起来，定量描述环境污染对人群健康的危害，估算有害因子对人体危害发生的概率。健康风险评价为有效控制有害因子的风险提供技术依据，同时也为确定有害因子主次、暴露途径主次及治理优先顺序提供了科学依据，因此定量描述有害因子对人体健康的危害具有十分重要的现实意义。国际上普遍采用1983年美国科学院首次确立的风险评价基本方法，主要包括危害鉴定、剂量-反应评估、暴露评价、风险表征（US NAS；1983）。许多重金属对人体的危害已经引起国内外的广泛关注，饮用水中的As、Cr6+、Pb、Hg和Cu被认为是很重要的途径，会严重损害人体肝、肾、消化系统和神经系统等，同时As和Cr6+还有致癌性。目前，环境健康风险评价在我国刚刚起步，还没有被列入常规的环境评价工作中。许多研究都集中在对污染场地或河段的健康风险评价，但对水环境污染引起的饮用水水源地健康危害的风险研究的报道还比较少。随着城市居民生活水平的提高，环境安全意识的加强，环境健康风险评价将会越来越被重视。饮水安全是关系国计民生的大事，如何保障饮水安全是实现可持续发展的关键问题之一。正确评价化学污染物对人类健康的影响，区别问题的轻重缓急，把决策过程建立在可靠的科学基础上，为管理部门科学管理提供依据。

1 研究区概况

南湾水库是建国初期为治理淮河、发展水利而兴建的大型水利工程，以防洪、灌溉为主，兼顾发电、养殖、城市供水及旅游开发等综合利用的大型水库。水库大坝位于河南省信阳市西南6km处淮河支流浉河上，控制流域面积1100km2，多年平均降雨量1240mm、多年平均来水量4.78 亿m3，水库工程于1952年12月动工，1955年11月建成蓄水。南湾水库在区域经济社会发展中发挥了重要作用，水库目前年城市供水8000万m3，水库养殖水面7万亩，年捕捞鲜鱼150万斤。

南湾水库是信阳市区唯一的饮用水源，是灌区内农业旱涝保收的可靠保证，其水质变化特点及其富营养化程度将直接影响着信阳市工农业和生活用水。随着社会经济的发展，水库养殖业规模化，农业生产和旅游业的发展对水库水质的负面影响日趋严重，引起了政府和人民群众的高度关注。南湾水库对区域经济社会的发展具有重要影响，其安全状况对保护生态环境、促进区域可持续发展具有重要意义。

2 水环境健康评价模型

水环境健康风险评价主要是针对水环境中对人体有害的物质，这种物质一般可分为两类：基因毒物质和躯体毒物质，前者包括放射性污染物和化学致癌物；后者则指非致癌物质。这些物质对人体健康产生危害主要有3种暴露途径：直接接触、摄入水体中的食物和饮用，其中饮用被认为是一个很重要的暴露途径。本研究主要考虑通过饮用途径对人体所造成的健康危害影响。

2.1 基因毒物质所致健康危害的风险

式中：Ric为基因物质i通过食入途径对平均个人致癌年风险，a-1；Di为基因物质i通过食入途径的单位体重日均暴露剂量，mg/（kg·d）；qi为基因毒物质通过食入途径致癌系数，mg/（kg·d）；70a为人类平均寿命。

饮用水途径的单位体重日均暴露剂量Di，mg/（kg·d）可按下式计算：

式中：2.2L为成人每日平均饮水量；Ci为基因毒物质i的浓度，mg/L；70kg为人均体重。

表1 基因毒物质致癌强度系数

表3 南湾水库水源地水质监测数据（mg/L）

表2 非致癌物质饮水途径致癌系数

2.2 躯体毒物质所致健康危害的风险

式（1）～（3）为水环境健康风险评价的基本模式。对于不同地区的不同对象，可以根据污染物浓度、成人每日饮用水量、人均体重以及人均寿命等因素变化来改进评价模型。

假设各有毒有害物质对人体健康的毒性作用呈相加关系，而不是协同或者拮抗关系，则水环境总的健康风险危害为：

式（1）～（4）为水环境健康风险评价的基本模式。对于不同地区的不同对象，可以根据污染物浓度、成人每日评价饮水量、人均体重以及人均寿命等因素变化来改进评价模型。

2.3 评价参数的确定

根据国际癌症研究机构（IARC）和世界卫生组织（WHO）编制的分类系统，基因毒物质致癌强度系数见表1。

对于非致癌物质所致健康风险评价，参考剂量（饮用水途径）参数如下：

对于模型中其他参数如污染物浓度、成人每日平均饮水量、人均体重以及人均寿命等，根据所供水城市的实际情况确定。

为了研究水源地水质变化对人体健康的影响，收集了水源地2004～2010年水质监测资料，并以一年内多次采样的平均值作为该年的平均值，见表3。

通过分析所监测项目，可知对人体健康有危害作用的有毒物质主要是：基因毒物质砷和六价铬；躯体毒物质汞、氨氮、酚、氰化物和氟化物。水体中没有检测出放射性有毒物质，并且有机物也主要以五日生化需氧量表示，没有检测出个有机物具体的名称及含量。因此，在健康风险评价的过程中，只对基因毒物质的化学致癌物和躯体毒物质进行风险评价。但是，水体中有机物对人体的健康危害影响也是不可忽视的。

2.4 健康危害的风险计算

根据健康风险评价模型和评价参数，可以计算出2004～2010年各年通过饮水途径，基因毒物质和躯体毒物质造成的平均个人年风险。计算结果见表4、表5和表6。