地下水有机污染健康风险评价研究综述

李志萍，李 慧，张 帅，陈佳玥

(1．华北水利水电大学，河南 郑州 450045;2．郑州市第一中学，河南 郑州 450006)

1 健康风险评价

健康风险评价是描述人类暴露于环境危害因素之后，出现不良健康效应的特征． 它最早是在1972年由美国国家科学院(United States National Academy of Sciences，NAS)和国家工程学院首先提出的，并在1983 年的《红皮书》中正式提出． 健康风险评价主要包括以下几个方面的内容［1］:①在环境测定、临床资料、流行病学和毒理学的基础上，决定潜在不良健康效应的性质;②估算在特定暴露条件下产生的不良健康效应的类型和严重程度;③判断不同暴露时间条件和暴露强度下受影响的人群的特征和数量;④综合分析存在的公共卫生问题等．完整的健康风险评价一般包括对大气、土壤、水和食物链4种介质携带的污染物通过食入、吸入和皮肤接触3种暴露途径进入人体对人体健康产生危害的评价［2］．

健康风险评价最先始于对致癌物的评价，1976年美国国家环保局(United States Environmental Protection Agency，USEPA)首先公布了可疑致癌物的风险评价准则，提出了有毒化学品的致癌风险评价方法，这个方法后来被很多环境立法机构所接受，同时学术界也对这个方法开展了更广泛深入的探讨和研究，使该风险评价的方法日趋完善，但是因为缺少规范化的程序，不同的研究者经常选用不同的评价方法．鉴于此，1983 年美国国家科学院编制了《联邦政府的风险评价:管理程序》，该书明确地概述了健康风险评价的程序和步骤:危害鉴别(Hazard Identification)、剂量－ 反应评估(Dose-response Assessment)、暴露评估(Exposure Assessment)和风险表征(Risk Characterization)［1］，另外对一些技术术语还给出了明确的定义．基于此，美国环保局先后制定和颁布了一系列有关风险评价的准则、指南等技术性文件，包括1986 年发布的《化学混合物的健康风险评价指南》、1988 年颁布的《内吸毒物的健康评价指南》等，1989 年又系统地修改了1986 年颁布的一系列的指南．1998 年颁布了《神经毒物风险评价指南》和《生态风险评价指南》［2－9］． 目前，世界各国和一些国际组织，如英国、荷兰、意大利和欧共体等都相继引用了上述健康风险评价准则［10］，并根据本国国情，探索出适合自己国家的健康风险评价方法．

20 世纪90 年代，我国开始了以介绍和应用国外研究成果为主的健康风险评价工作，主要应用于核工业等领域［11］． 目前，我国仍没有建立一套完整的有关健康风险评价的指南和技术性文件． 但近年来，我国利用风险的概念和分析方法对环境健康风险进行评价的应用研究取得了较大进展．

全球地下水污染，尤其是有机污染日益严重，地下水又是人类重要的饮用水源，地下水有机污染给人体造成的巨大健康危害已引起了国际方面的广泛关注．目前，世界范围内已有很多国家和国际组织在进行地下水有机污染健康风险评价方面的探索和研究，并取得了可观的研究成果．

2 地下水有机污染健康风险评价

地下水有机污染健康风险评价是在一组特定条件下，定性和定量地评价地下水有机污染因子通过某种方式影响人体健康的可能性．

2．1 评价方法

目前常用的地下水有机污染健康风险评价方法有NAS1983 模型和USEPA1989 模型．

2．1．1 NAS1983 模型

1)危害鉴别．危害鉴别是地下水有机污染健康风险评价的第一步．它的主要工作是收集、分析研究区的有机污染物监测数据资料及样品实验数据资料，根据有机污染物的各种生化数据，判断其危害人体健康的可能性，定性评价有机污染物对人体健康的危害类型和危害程度;主要目的是判定有机污染物的致癌性．

目前，获得有机污染物危害类型和危害等级的途径一般是查询国际上的相关机构(如国际癌症研究署(Integrated Risk Information System，IARC)和美国环境署综合风险信息系统(International Agency for Research on Cancer，IRIS)等)建立的各种权威的毒理数据库．

2)剂量－ 反应评估． 它是风险评价的定量依据，通过建立污染物暴露剂量与给暴露人群带来健康危害发生率之间的关系，定量评估污染物的毒性;根据毒理学动物研究或相关的人体流行病学的研究，对有机污染物的致病机理进行讨论，并基于现有的统计结果和实验数据，作出剂量－反应曲线，计算该有机污染物的致癌和非致癌毒性因子的数值．

目前可把世界卫生组织或美国环境署等国际上权威的化学物质毒理数据库作为判断污染物毒性因子的依据．

3)暴露评估． 它是定性、定量估算或预测人群暴露于介质中污染物的频率、时间和强度的过程．暴露评估主要是对暴露频率、暴露量、暴露方式和暴露期的评价，是进行风险评价的定量依据．

地下水中有机污染物的暴露途径主要有以下3种．①口服吸入途径:人体通过口服摄取污染物的方式主要是饮用受污染地下水和食用由受染地下水养殖或灌溉生产出的鱼畜产品或农作物;②吸入吸收途径:使用受污染地下水作为日常清洗或洗澡用途，水中有害物质汽化后经吸入吸收;或受体吸入由地下水有机污染物汽化出的污染空气;③皮肤接触吸收途径:暴露人群在使用受污染地下水作为日常清洗或洗澡水源的过程中，经皮肤接触吸收水中有机污染物．

4)风险表征． 它是指利用所获取的数据，对不同接触条件下可能产生的对人体健康危害的强度或某种健康效应的发生概率进行估算，它在风险评价与风险管理之间起着桥梁作用． 风险表征包括3 个方面，即风险概述、风险估算和不确定性分析．

有机污染物根据致癌性可分为致癌污染物和非致癌污染物，但由于致癌污染物同样具有非致癌危害效应，因此在计算风险时，非致癌风险也应包含致癌污染物对受体产生的非致癌风险．

2．1．2 USEPA1989 模型

1)数据收集与评估．它是对评价区的自然背景资料、污染数据及暴露人群的相关数据资料进行初步调查．并以此为基础，识别潜在污染物及潜在污染物对暴露人群可能产生的健康效应，进一步筛选出目标污染物．

2)毒性评估．它是根据筛选出的目标污染物引起的暴露人群负健康效应的可能证据，估计暴露程度与暴露人群不良健康效应的可能性之间的关系．分为危害鉴别和剂量－反应评估两方面的内容．

3)暴露评估． 它是指定性、定量地估算或确定暴露途径、暴露频率、暴露持续时间和暴露量．

4)风险表征．综合分析以上的定性、定量数据，判断目标污染物给人体造成健康危害的可能性，分析阐述其可信度和不确定性．

2．2 国内外研究现状

LI J B 等建立综合模糊随机模型，对地下水中由石油污染给人体带来的健康风险进行了评价［12］;Eva López 等运用多项多组分模型模拟BTEX 在地下水中的运移，评价了地下水因石油污染给人体带来的健康风险［13］;Ali Reza Pardakhti 等运用USEPA推荐的评价方法比较并评价了德黑兰地区饮用地表水和地下水由三氯甲烷给人体造成的癌症风险［14］．

韩冰等综合考虑中国人饮水习惯及有机物的自然衰减作用，改进了USEPA 推荐模型，增加了水煮沸后污染物的残留比，对地下水有机污染健康风险评价进行了初步探索，并评价了北京市某区浅层地下水有机污染通过饮水和洗浴带给人体的健康风险［15］;陈鸿汉等以常州市某厂厂区由于有机溶剂洒落导致的地下水污染为例，根据叠加风险和多暴露途径同种污染物人群健康风险的概念和计算方法，综合评价了厂区人群通过皮肤接触污染土壤、呼吸挥发性气体及厂区下游居民饮用受污染地下水带来的非致癌健康风险［16］;费宇红等根据有机物的挥发性对计算结果的影响大小，改进了USEPA 的健康风险评价模型，在模型中添加了污染物煮沸后的残留率TF 项，以滹沱河冲积平原为例分析评价了地下水有机污染健康风险［17］;李政红等根据USEPA 推荐的污染场地健康风险评价方法，评价分析了某储油库地下水中苯、甲苯、三氯甲烷等有机污染物给场地内暴露人群带来的致癌的、非致癌的健康风险［18］;罗庆等采用荷兰的土壤地下水污染现场暴露评价模型(CSOIL 模型)和毒性当量因子方法，初步评价了细河流域地下水中多环芳烃带来的健康风险［19］;王兰化等以USEPA 1989 模型为基础，评价了某废弃化工厂地下水有机污染物可能对人体带来的致癌、非致癌健康风险［20］;王力敏等采用美国RBCA 模型对某典型农业活动区地下水中的HCHs 和DDTs 进行了健康风险评价［21］;付丽等用USEPA 的评价模型评价分析了山东某市地下水饮用水水源地中三氯乙烯等有机物的健康风险［22］．

2．3 存在的问题和不足

目前，我国地下水有机污染健康风险评价还存在诸多问题和不足，主要表现在以下几个方面．

1)评价过程不够完整．现有的评价研究一般是根据短期的点状的监测或实验数据，直接套用评价模型进行计算，缺少对污染地区和污染源的长期、全面的调查与分析;而且最终的计算结果仅列出风险值，没有详尽分析风险的构成，表述过于简单．

2)评价内容较为单一． 在评价的理论、模型、方法等方面需要更深入的研究和进一步的完善，并应在风险评价的不确定性分析及混合物相互作用的风险评价方法等方面进行更广泛、深入的研究，同时应加强毒理学、流行病学、环境化学、生态学、统计学等相关学科之间多学科的合作研究． 目前的健康风险评价研究一般只包括污染物通过单介质或单途径带给人体的健康危害的评价，而污染物实际上会通过多种介质、多种途径给人体带来危害．

3)评价计算太过粗略．目前的健康风险评价都没有将污染物的迁移转化过程考虑在内，而是认为当前的污染状况在将来一个时期内长期不发生改变，计算出的结果不能代表实际污染情况．

4)评价的理论与实践不能很好地结合． 目前的健康风险评价研究一般只是理论层面上的研究，而没有升华并推广到作为日常管理的内容及政府的决策依据．

3 展 望

随着工、农业等的快速发展，各种有机污染物越来越多地进入到地下水环境中，而地下水中的有机污染物给人体带来了极大的健康风险，逐步引起了各国政府及各相关国际组织的高度重视．

1)随着我国地下水有机污染日益严重，以及人们对有机污染给人体带来的健康危害的意识逐步加深，探索并制定一套完整的适用于我国国情的健康风险评价方法及技术指导性文件成为必然．

2)在对地下水有机污染物进行健康风险评价时，人体体重等的取值大小、有机污染物的自然衰减等因素，以及各因素之间的相互作用都会影响污染物对人体健康的风险值．因此，在以后的研究中需要对人体体重等方面的取值做更细致、更具体的划分，对自然衰减等其他因素做更全面、更深入的研究．

3)开展溶质运移模型研究，预测未来风险． 开展地下水有机污染健康风险评价研究的目的在于估算目前以及将来地下水中的有机污染物可能对人体造成的危害．建立溶质运移模型，对未来健康风险进行预测势在必行．

4)进一步开展风险评价的不确定性研究． 健康风险评价过程中的不确定分析应包括:情景不确定性、模型不确定性及参数不确定性等．目前风险评价的不确定性分析主要是参数不确定性分析，忽视了模型和情景不确定性，所以在以后的研究中应增加这两方面的内容．

［1］National Academy of Sciences． Risk Assessment in the Federal Government:Managing the process［M］．Washington，D C:National Academy Press，1983．

［2］USEPA． EPA/540/1 －89/002 Risk Assessment Guidance for Superfund Volume in Human Health Evaluation Manual(Part A)［S］． Washington，D C:Office of Emergency and Remedial Response，USEPA，1989．

［3］USEPA． Guidelines for Carcinogen Risk Assessment［S］．Federal Register，1986，51(185):33992 －34012．

［4］USEPA． National Oil and Hazardous Substance Pollution Contingency Plan［S］． Final Rule，50 Federal Register 47912，1985．

［5］USEPA． National Oil and Hazardous Substance Pollution Contingency Plan［S］．Proposed Rule，53 Federal Register 51394，1988．

［6］USEPA． Guidance for Conducting Remedial Investigation and Feasibility Studies under CERCLA［S］． Washington，D C:Office of Emergency and Remedial Response，1988．

［7］USEPA．Soil Screen Guidance［S］．Washington，D C:Office of Solid Waste and Emergency Response，1996．

［8］USEPA．Guidelines for Neurotoxicity Risk Assessment［S］．Federal Register，1998，63(93):26926 －26954．

［9］USEPA． Framework for Ecological Risk Assessment［S］．Federal Register，1998，63(93):26846 －26924．

［10］田裘学．健康风险评价的基本内容与方法［J］．甘肃环境研究与监测，1997，10(4):32 －36．

［11］胡二邦．环境风险评价实用技术和方法［M］．北京:中国环境科学出版社，2000．

［12］LI J B，CHAKMA A，ZENG G M，et al．Integrated Fuzzy-Stochastic modeling of petroleum contamination in subsurface［J］．Energy Sources，2003，25(6):547 －563．

［13］López E，Schuhmacher M，Domingo J L． Human health risks of petroleum-contaminated groundwater:A case study［J］．Env Sci Pollut Res，2008，15(3):278 －288．

［14］Ali Reza Pardakhti，Gholam Reza Nabi Bidhendi，Ali Torabian，et al．Masood Yunesian comparative cancer risk assessment of THMs in drinking water from well water sources and surface water sources［J］．Environ Monit Assess，2011，179:499 －507．

［15］韩冰，何江涛，陈鸿汉，等． 地下水有机污染人体健康风险评价初探［J］．地学前缘，2006，13(1):224 －229．

［16］陈鸿汉，谌宏伟，何江涛，等． 污染场地健康风险评价的理论和方法［J］．地学前缘，2006，13(1):216 －223．

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［18］李政红，张生，毕二平，等． 某储油库地下水有机污染健康风险评价［J］．地球学报，2010，31(2):258 －262．

［19］罗庆，孙丽娜，张耀华．细河流域地下水中多环芳烃污染健康风险评价［J］． 农业环境科学学报，2011，30(5):959 －964．

［20］王兰化，李明明，张莺，等． 某废弃化工场地地下水有机污染健康风险评价［J］． 地质调查与研究，2012，35(4):293 －298．

［21］王力敏，姜永梅，张进保，等． 某典型农业活动区土壤与地下水有机氯农药污染健康风险评价［J］． 环境科学学报，2013，33(7):2004 －2011．

［22］付丽，刘本华，何志宇．城市地下水饮用水源地水环境健康风险评价［J］． 华北水利水电学院学报，2013，34(6):39 －42．