荣昌县镇街饮用水源地主要污染物健康风险评价

王秋娟，张官丽

(荣昌县环境监测站，重庆 404100)



荣昌县镇街饮用水源地主要污染物健康风险评价

王秋娟，张官丽

(荣昌县环境监测站，重庆 404100)

[目的]评价荣昌县饮用水源主要污染物的健康风险。[方法]选取荣昌县8个镇街饮用水源地进行水质监测分析及污染源调查，应用目前美国环保局推荐的健康风险评价模型对各饮用水源地的水环境主要污染物进行评价。[结果]在所监测的水库中，水体均存在不同程度的N、P、有机物污染，未出现重金属等指标污染。非致癌物的个人年风险最大为NH3-N，其次为Hg、氰化物，最低为挥发酚，但在枯水期和丰水期均低于ICRP推荐的最大可接受风险水平；Cr6+在枯丰水期的个人年风险值均高于ICRP推荐的最大可接受风险水平，As的个人年风险值低于最大可接受风险水平。[结论]化学致癌物对人体健康的风险远超过非致癌物，Cr6+是对人体有健康风险的主要有毒污染物，对Cr6+的管理和控制是保证镇街饮用水源地水体安全的有效举措。

饮用水源地；健康风险评价

安全的水源供给是人类生存和区域发展的重要自然基础，是人们生活、生产用水的源头。目前，我国饮用水源地污染事件频发，水体中污染物质通过多种暴露途径威胁饮用人群的身体健康[1-3]。据世界卫生组织(WHO)统计，全球80%的疾病与直接饮用不清洁的饮用水有关[4]。医学研究也表明，环境因素与构成癌症发病因素密切相关，饮用水污染与癌症发病率存在相关性[5]。2007年国务院编制的《全国城市饮用水源地环境保护规划》充分体现了饮用水源安全与人体健康和社会稳定息息相关[6]。张大元等[7]对重庆镇街饮用水源地进行安全评价时指出，荣昌县断面水质安全比例低于60%，因此急需开展荣昌县镇街饮用水水质安全调查，确保镇街饮用水源地水质安全。

为了进一步保护荣昌县镇街饮用水源地水质和居民饮用水源安全，笔者在对荣昌县21个镇街饮用水源地枯水期和丰水期水质进行调查分析的基础上，选取8个镇街为研究区域，采用美国环保局(USEPA)推荐的健康风险评价方法，对荣昌县水环境主要污染物进行健康评价，旨在为镇街饮用水源地水质安全调查与评价提供参考。

1　材料与方法

1.1样品采集与测定对荣昌县21个镇街饮用水源地在枯水期和丰水期各进行随机采样1次，选取荣昌县8个镇街饮用水源地为研究区域，采用国家现行环境监测分析方法标准进行监测分析。

1.2水环境健康风险评价模型 水环境健康风险评价是以风险度作为评价指标，把环境污染与人体健康联系起来，定量描述污染对人体产生健康危害的风险。该研究根据健康风险评价模型对致癌物和非致癌物通过饮水途径进入人体后所引起的健康风险进行定量评价。

1.2.1化学致癌物的健康风险评价方法[8-9]。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，化学致癌物主要有Cd、As和Cr6+，来自于饮水的平均个人健康危害风险计算方法为：

(1)

(2)

式中，Rc为通过饮水所致的平均个人致癌年风险值，a-1；Dig为某种化学致癌物通过饮水的单位体重日均暴露剂量，mg/(kg·d)；Qig为某种化学致癌物通过饮水的致癌强度系数，mg/(kg·d)[10]；ED为人均寿命，a，取70 a；成人平均日饮水量，2.2 L。化学致癌物的Qig：Cd 6.1 mg/(kg·d)，As 15.0 mg/(kg·d)，Cr6+41.0 mg/(kg·d)。

1.2.2非致癌物的健康风险评价方法。非致癌物主要是Pb、Hg、NH3-N、CN和挥发酚，其通过饮用途径所致平均个人健康风险计算方法为：

(3)

(4)

式中，Dig为某种非致癌物通过饮用所致的平均个人致癌年风险值，a-1；RfDig为一种非致癌物通过饮用的参考剂量，mg/(kg·d)，其饮用途径参考剂量：Pb 1.4×10-3mg/(kg·d)，Hg为3.0×10-4mg/(kg·d)，Cu为5.0×10-3mg/(kg·d)，NH3-N为9.7×10-1mg/(kg·d)，CN为3.7×10-2mg/(kg·d)，挥发酚为1.0×10-1mg/(kg·d)[11]。

Dig=2.2×Ci/BW

(5)

式中，Ci为化学致癌物/非化学致癌物的质量浓度，mg/L；BW为平均体重，kg(取70 kg)。

2　结果与分析

2.1水质污染状况荣昌县镇街饮用水源地水质监测项目有溶解氧、高锰酸盐指数、Cr6+、COD、Hg等21项指标。监测时间为2012年4月(枯水期)和2012年9月(丰水期)，各污染物监测数据及达标率见表1。由表1可知，各水库丰水期超标率明显低于枯水期，但均存在超标现象，其中双河街道海棠寺水库水质超标率最低，丰水期和枯水期均为4.76%，盘龙镇豆腐桥水库水质超标率最高，丰水期和枯水期均为28.57%。

CODMn常被作为表示地表水受有机污染物污染程度的综合指标[12]，有研究表明，当水体中CODMn大于4.00 mg/L时表示水体已受到有机污染[13]。由表1可知，除了双河街道海棠寺水库丰水期的高锰酸盐指数低于4.00 mg/L外，其余水库在丰水期和枯水期均大于4.00 mg/L，这表明所调查的各个水库均存在不同程度的有机物污染。CODCr作为有机物相对含量的指标之一，除双河街道海棠寺水库外，其余水库均存在不同程度的CODCr超标现象，这与CODMn调查结果相似，即各水库存在不同程度的有机物污染。污染源调查中发现，所有水库周边均存在养殖场，养殖场中鸡鸭鱼等饲料或粪便等有机污染物未经完全处理排入水库，导致水库水体中出现有机污染。

N、P是造成水体富营养化的主要元素，水体中N、P含量过高会造成浮游植物过度繁殖，消耗水中溶解氧，使得水体水质恶化。因此，N、P含量是衡量潜在水质富营养化的重要指标，当水体中TN、TP含量分别达到0.20、0.02 mg/L以上时，水体有发生富营养化的风险。笔者在监测中发现，所调查水库均存在不同程度的N、P超标现象，TN、TP含量为0.20、0.02 mg/L，因此，各水库水体均存在较高的水体富营养化风险。这主要是由于畜禽养殖粪便及生活污水排入水库导致水库出现N、P含量超过富营养化限值，各镇街水库水体均未出现重金属超标。

2.2化学致癌物健康风险由于在水质监测中未对Cd进行监测，故只针对Cr6+和As进行化学致癌物健康风险评价，荣昌县镇街饮用水源地化学致癌物通过饮用途径造成的平均个人年风险值及总风险值如图1所示。从图1可以看出，化学致癌物通过饮用途径所致健康危害的个人风险以丰水期Cr6+最大，除豆腐桥水库枯水期外，其余均高于国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的最大可接受风险水平(5.0×10-5a-1)。As的个人风险值在1.65×10-6～2.01×10-4a-1，丰水期和枯水期水体中As的个人年风险值均低于国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的最大可接受风险水平(5.0×10-5a-1)。这说明化学致癌物Cr6+是各水库饮用水源地对人体健康产生危害的主要有毒污染物，这与周晓铁等[14]的研究结果相似。虽然饮用水中Cr6+的含量满足《地表水环境质量标准》Ⅲ类水质的要求，长期的低剂量摄入仍然会严重危害人体健康[15]，应将其作为供水厂饮用水处理的重点对象。

表1　荣昌县各镇街饮用水源地污染物监测值及其超标率

接下表

注：ND表示未检出。

Note：“ND” stands for being not detected.

图1　各水库枯水期与丰水期化学致癌物的个人年风险值Fig.1　Individual risk of carcinogens in each reservoir in the dry and wet season

荣昌县各镇街饮用水源地水体各枯水期和丰水期中化学致癌物所致的健康危害的总风险值为3.88×10-5～5.45×10-4a-1，除豆腐桥水库枯水期外均超过5.0×10-5a-1(国际辐射防护委员会推荐的最大可接受限值)。由此可知，各镇街水库由于化学致癌物所致的健康风险已不容忽视。

2.3非致癌物健康风险荣昌县各镇街饮用水源地水体在枯水期和丰水期通过饮用非致癌物所造成的平均个人年风险值及总风险值见图2、3。从图2、3可以看出，各水库丰水期和枯水期非致癌物通过饮水对人体所造成的健康风险以NH3-N最大，但均在10-9a-1左右，远低于国际辐射防护委员会推荐的最大可接受风险水平。可见，非致癌物通过饮水对人体所造成的危害较小，且化学致癌物比非化学致癌物健康风险值高出3～4个数量级，说明与化学致癌物相比，非化学致癌物所引起的健康风险甚微，不会对暴露人群构成危险，这与前人研究结果一致[16-17]。

图2　各水库丰水期非化学致癌物的个人年风险值Fig.2　Individual risk of non-carcinogens in each reservoir in the wet season

图3　各水库枯水期非化学致癌物的个人年风险值Fig.3　Individual risk of non-carcinogens in each reservoir in the dry season

3　结论

(1)荣昌县各镇街饮用水源地水体中均存在不同程度的N、P及有机物污染，未出现重金属污染。

(2)在荣昌县各镇街饮用水源地中，Cr6+通过饮用水对人体所致的健康最大，且高于ICRP推荐的最大可接受风险水平，是构成人体健康风险的主要化学致癌物，应将其作为首要的环境健康风险管理控制指标。

(3)各水库非致癌物的个人年风险值在枯水期和丰水期从大到小依次为NH3-N、Hg、氰化物、挥发酚，其值均低于ICRP推荐的最大可接受风险水平。

(4)荣昌县各镇街饮用水源地水体中化学致癌物通过饮用途径所造成的健康风险远高于非致癌物。

(5)为了确保荣昌县各镇街饮用水源地水质的安全，加强治理和控制化学致癌物(特别是Cr6+)是降低饮用水源地健康风险的有效办法，同时应对各水库周边畜禽养殖及生活污水排放进行治理和控制，实现污染物集中化处理。

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Health Risk Assessment of Main Pollutants in Sources of Drinking Water in Rongchang County

WANG Qiu-juan, ZHANG Guan-li

(Rongchang Environmental Monitoring Station, Chongqing 404100)

[Objective] To assess the health risk of main pollutants in sources of drinking water in Rongchang County. [Method] Water quality and pollution sources of eight sources of drinking water in Rongchang County were monitored and investigated, and the main pollutants in water environment of each source of drinking water were evaluated preliminarily by using the health risk assessment model recommended by the US Environmental Protection Agency (EPA). [Result] There were different levels of pollution from nitrogen, phosphorus and organic matter in the monitored reservoirs, and there was no heavy metal pollution. The highest individual risk of non-carcinogens was ammonia nitrogen, followed by mercury and cyanide, while the lowest was volatile phenol, but they were lower than the maximum acceptable risk level recommended by ICRP in the dry and wet season. The individual risk of hexavalent chromium was higher than the maximum acceptable risk level recommended by ICRP in the dry and wet season, while the individual risk of arsenic was lower than the maximum acceptable risk level recommended by ICRP in the dry and wet season. [Conclusion] The damage of chemical carcinogens to human health is far more than that of non-carcinogens, and hexavalent chromium is the main toxic pollutant to human health, so the management and control of hexavalent chromium is an effective measure to ensure the safety of water at sources of drinking water.

Drinking water; Assessment of health risk

王秋娟(1986- )，女，陕西渭南人，工程师，硕士，从事环境监测技术研究。

2016-06-13

S 181.3;X 52

A

0517-6611(2016)23-080-04