四平市城区河流重金属监测及健康风险评价

刘 凤，李 鹏，韩 壮，扎西更宗，郑勤莹，倪 萤，刘霜平

(吉林师范大学 环境科学与工程学院，吉林 四平 136000)

四平市城区河流重金属监测及健康风险评价

刘 凤，李 鹏，韩 壮，扎西更宗，郑勤莹，倪 萤，刘霜平

(吉林师范大学 环境科学与工程学院，吉林 四平 136000)

在分析条子河水质的基础上，对重金属进行了健康风险评价。综合8个点位的监测结果，水体中重金属的平均含量顺序为 Fe>Cu>Zn>Mn>Ni>Cd>Cr>Pb，其中Fe和Cd 的含量均超过了 Ⅴ 类水质标准。污染物通过皮肤接触途径造成的危害要远小于饮水途径，致癌物的健康风险值比非致癌物大，Cr 和 Cd 成为主要的风险污染物。非致癌物质的危害程度以Cu最大，其次为Pb。重金属的总风险超过了美国推荐的风险限值，应引起环境治理部门的关注。

条子河；重金属；环境监测；健康风险评价

健康风险评价是20 世纪80 年代以后发展起来的环境风险评价的内容，它以风险度作为指标，定量地表示了污染物对人体健康可能造成的风险[1]。四平是吉林省第三大城市，地处松辽平原中部腹地，是东北地区重要的交通枢纽和物流节点城市。条子河作为四平城区唯一一条受纳水体，其水质直接影响到水资源开发和利用，对吉林省老工业基地的社会经济发展具有举足轻重的作用。目前，水环境健康风险评价研究主要是针对某一地区饮用水开展[2-4]，而对河流进行健康风险评价的报道较少，因此，该课题对指导水环境保护工作以及保障四平市地表水质安全具有重要的现实意义。

1 材料和方法

1.1 样品采集

按照《地表水和污水监测技术规范》要求，在全面考虑河流附近可能产生的污染的情况下设置八个 监测点位，如图1所示。

图1 条子河采样点布设

1.2 样品测定

水样的分析方法依据《水和废水监测分析方法》。Cu、Zn、Pb、Cd、Mn、Fe、Ni采用火焰原子吸收法；Cr采用二苯碳酰二肼分光光度法。采用国家标准中心提供的标准物质进行质量控制，结果表明所有待测元素的RSD(相对标准偏差)均低于10%，数据的精度和准确度均符合要求。

1.3 健康风险评价模型

1.3.1 饮水途径风险模型

式(1)为致癌风险的评价模型。Ric为平均个人致癌年风险，a-1；Di为单位体重日均暴露剂量，mg·(kg·d)-1；qi为致癌强度系数，kg·d·mg-1；L 为人均寿命，a。

式(2)为非致癌风险的评价模型。Rin为个人平均年风险，a-1；RFDi为参考剂量，mg·(kg·d)-1；L 为人均寿命，a。

Di为：

式中：2.2 为成人每日平均饮水量，L；Ci为质量浓度，mg·L-1；W 为人均体重，kg。

1.3.2 皮肤接触途径风险模型

对于不挥发和半挥发的无机物，去掉了原模型中的 TF 项(经煮沸后污染物的残留比)和 e-λ×TH项(自然衰减过程中的损耗)。计算模型如下：

式(4)为致癌风险的评价模型。Rip为个人平均年风险，a-1；CDI 为每日单位体重的摄入剂量，mg·(kg·d)-1。

式(5)为非致癌风险的评价模型。Rif为个人平均年风险，a-1。

CDI 为：

式中 I为单位面积对污染物的吸附量，mg·(cm2·次)-1；Asd为人体表面积，cm2；FE 为洗澡频率，次·d-1；EF 为暴露频率，d·a-1；ED为暴露延时，a；W 为平均体重，kg；AT 为平均暴露时间，d；f 为肠道吸附比率；k 为皮肤吸附参数，cm·h-1；τ为延滞时间，h；TE为洗澡时间，h。

假定污染物危害人体健康的累积效应呈相加关系。则总健康风险R可表示为：

1.4 参数选择

根据国际癌症研究机构和世界卫生组织编制的分类系统，以及美国 EPA 推荐值，本研究所测定的重金属中，化学致癌物有 Cr、Cd，非化学致癌物有 Pb、Cu、Zn。

水环境健康风险评价的评价对象为特定人群，根据中国卫生统计资料，吉林省人均预期寿命为 73.10 a，成人人均体重为 56.5 kg。本课题所使用的参数参考相关文献[5]。

2 结果与讨论

2.1 条子河水体重金属含量

条子河水体中重金属分布情况见表 1。综合 8 个点位的监测结果来看，水体中重金属的平均含量顺序为 Fe>Cu>Zn>Mn>Ni>Cd>Cr>Pb。根据地表水环境质量标准(GB 3838-2002)，Cu、Zn 均未超过 Ⅱ 类水质标准，Pb 的含量未超过 III 类标准，S5-S8 四个监测断面中 Cr 浓度均超过 IV 类水质标准，但未超过 Ⅴ 类标准，而 Fe 和 Cd 在 8 个监测点位的含量均超过了 Ⅴ 类水质要求。

表1 条子河水体重金属元素含量 (mg·L-1)

2.2 重金属健康风险评价

条子河水体重金属健康风险计算结果见表 2。重金属通过皮肤接触途径造成的健康危害要远小于饮水途径，致癌物的健康风险值比非致癌物大，5 种重金属洗浴总风险大于瑞典、荷兰、英国、丹麦推荐的最大风险水平(1×10-6)，但在美国(1×10-4)和国际辐射防护委员会ICRP (5×10-5)可接受的风险水平之内。饮水总风险为 9.18E-03，超过了上述风险水平限值，其中致癌物 Cr 和 Cd 饮水风险数量级为 10-4～10-3，成为风险决策管理的重点对象。非致癌物质的危害程度以 Cu 最大，与张越男[6]的研究结论一致，其次为 Pb。8 个监测点重金属的总风险均超过了美国推荐的风险限值，应引起环境治理部门的关注。

表2 致癌物质和非致癌物所致健康危害的个人年风险(a-1)

需要指出的是，本研究的健康风险评价结果存在一定程度的不确定性，主要来自于：①污染物浓度分布的不确定性，主要受污染源和水质的季节变化影响；②一些暴露参数参照 USEPA 的给定值，是否适用于具体情况需要验证。因此，本研究还有待深入探讨，结果的不确定性也有待进一步分析。

3 结论

综合8个点位的监测结果，重金属在水体中平均含量顺序为 Fe>Cu>Zn>Mn>Ni>Cd>Cr>Pb，其中Fe和Cd 的含量均超过了 Ⅴ 类水质标准。污染物通过皮肤接触途径造成的危害要远小于饮水途径，致癌物的健康风险值比非致癌物大，Cr 和 Cd 成为主要的风险污染物。非致癌物质的危害程度以Cu最大，其次为Pb。8 个监测点重金属的总风险均超过了美国推荐的风险限值，应引起环境治理部门的关注。

[1] 杨 阳,许 策,程高峰,等.保定市区生活饮用水中重金属污染物健康风险初步评价[J].环境化学,2014,33(2):292-297.

[2] 洪鸿加,彭晓春,胡习邦,等.饮用水源地水环境健康风险评价[J].广东化工,2012,39(16):122-123.

[3] 王若师,许秋瑾,张 娴,等.东江流域典型乡镇饮用水源地重金属污染健康风险评价[J].环境科学,2012,33(9): 3083-3088.

[4] 李兰芳,陈海珍,冼丽雯,等.广州市主城区饮用水中重金属含量及健康风险评价[J].中国卫生检验杂志,2013,23(6):1557-1559.

[5] 刘 凤,李 梅,张荣飞,等.拉萨河流域重金属污染及健康风险评价[J].环境化学,2012,31(5):580-585.

[6] 张越男,李忠武,陈志良,等.大宝山尾矿库区及其周边地区地下水重金属健康风险评价研究[J].农业环境科学学报,2013,32(3):587-594.

(本文文献格式：刘 凤，李 鹏，韩 壮，等.四平市城区河流重金属监测及健康风险评价[J].山东化工,2017,46(11):176-178.)

Monitoring and Health Risk Assessment of Heavy Metals in River of Siping City

LiuFeng,LiPeng,HanZhuang,ZhaxiGengzong,ZhengQinying,NiYing,LiuShuangping

(College of Environmental Science and Engineering,Jilin Normal University,Siping 136000,China)

Health risks associated with heavy metals in Tiaozi river were assessed based on water quality.Combined with the monitoring results of 8 points, the average content of heavy metals followed the order: Fe>Cu>Zn>Mn>Ni>Cd>Cr>Pb. Both Fe and Cd exceeded the class V water quality. The harm caused by pollutants through skin contact path was much less than that of drinking water.The health risk value of carcinogens was greater than that of carcinogens. Cr and Cd became the main risk pollutants. Among the non-carcinogens, Cu was the most harmful, followed by Pb.It is considered that Tiaozi river should be concerned by environmental management departments since total health risk of it was severely over the reference value.

Tiaozi river;heavy metal;environment monitoring; health risk assessment

2017-04-05

2016年省级大学生创新创业训练计划项目(S2016-75) ；吉林师范大学第十五批大学生科研基金(15329)

刘 凤(1987—)，女，讲师，研究方向：环境污染与健康评价。

X830.1

A

1008-021X(2017)11-0176-03