饮用水源健康风险评价现状

郭 蓉，孙雨婷，曹 军

（1.江苏省环境监测中心，南京 210036；2.南京农业大学，南京 210095）

饮用水源是人类赖以生存和发展的基础要素，饮用水源的水质优劣状况与人体健康密切相关，保证饮用水源的安全健康是当前人类社会可持续发展面临的重大挑战。饮用水源保护是饮用水安全保障中最重要的一个环节，由于传统的饮用水环境质量评价体系侧重于计算各监测指标与其标准限制的比值及其超标倍数，仅客观反映水体的污染水平，难以揭示水体中各污染物对人体健康的潜在危害，因此将水体污染物浓度与人体健康关联研究势在必行[1]。通过对饮用水源开展水环境健康风险评价，人们可以定量描述水环境对人体健康危害的风险程度，为饮用水源基础状况评估和饮用水源管理提供技术支持。

1 饮用水源健康风险评价现状

1.1 环境风险评价定义

风险指在一定时期产生有害事件的概率与有害事件后果的成绩，表征遭受损失、损伤或会坏的可能性[2]。环境风险评价作为环境风险管理和环境决策的科学基础和重要依据，源于20世纪80年代的健康风险评价体系研究。最初的健康风险评价是基于建数学建模，定量研究主要环境污染物对人体健康造成的危害，用风险来描述危害的发生概率。我国环境风险评价研究起步较晚，20世纪90年代应用在核工业领域，随后推广至建设项目与污染场地的环境风险分析与环境风险评价[3]。《环境影响评价技术导则 总纲》（HJ 2.1-2011）明确指出环境风险评价方法尚不成熟，资料的收集及参数的确定尚存在诸多困难。目前，国内外的环境风险评价按照污染物类型主要分为三大类，即对放射性污染物、化学致癌物和非致癌物所致健康危害的风险评价[4]。

1.2 我国饮用水源健康风险评价现状

《2016年中国环境状况公报》显示，在用的地级及以上城市集中式生活饮用水水源监测断面达标率为90.4%，虽然治理后的水源中主要污染物浓度符合国家环境质量规定的饮用标准要求，但是我国饮用水源面临的健康风险形势依然严峻[5]。健康风险评价当前主要依据美国国家科学院（NAS）和美国环境保护署（U.S.EPA）的研究成果，确定了包括危害鉴定、剂量-效应评价、暴露评价和风险表征4个基本步骤。NAS模式通用性较强，而USEPA模式操作性更强[6]。我国目前主要采用USEPA提出的模式对饮用水进行评价。王若师等人选择了典型乡镇的饮用水源地，研究其重金属的分布特征与风险水平[7]。史延光针对城市饮用水源地，探讨了地下水健康风险评价模型及其评价指标体系[8]。何健飞等人采用美国环境保护署健康风险评价模型，分析了工业区农村饮用水中的重金属健康风险评价致癌风险与非致癌风险[9]。

2 饮用水源环境风险评价方法

目前，国内外的水环境健康风险评价主要是建立污染物的标准体系，再按照标准对污染物进行评价。本文引用国际癌症研究机构（IARC）的分类方法，将污染物分为基因毒物质和躯体毒物质两大类，其中基因毒物质包括致癌物化学有毒物质和放射性污染物两种，而躯体毒物质主要指非致癌的化学有毒物质。

2.1 化学致癌物所致健康风险评价模型

基因毒物质包括致癌物化学有毒物质和放射性污染物，但是由于饮用水源中的放射性污染物污染程度比较轻微，通常呈未检出状态，因此一般仅考虑化学致癌物所致的健康风险。危害人体健康的有毒物质主要包括基因毒物质砷、镉和六价铬等，躯干毒物质主要包括铅、氰化物、汞、氨和酚等[10]。化学致癌物所致的健康风险可以用长期日均摄入剂量与致癌强度系数的乘积表征，指暴露于某种致癌物而导致的个体一生中超过正常水平的癌症发病率：

式中，Ric为基因毒物质i通过食入途径对平均个人致癌年风险，a-1；Di为有毒物质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）；a为平均寿命，a，我国居民人均寿命可按70岁计。

饮用水途径的单位体重日均暴露剂量Di（mg/（kg·d））可按式（3）计算：

式中，2为成人每日平均饮用水量，L；Ci为基因毒物质i的浓度，mg/L；W为人均体重，可按60 kg计[11]。

2.2 非致癌物所致健康风险评价模型

非致癌风险一般用描述，指非致癌物因暴露造成的长期日摄入量与参考标准剂量的比值，可按式（4）计算：

式中，Rin为躯体毒物质i通过食入途径对个体产生的健康年风险，a-1；Di为躯体毒物质i通过食入途径的单位体重日均暴露剂量，mg/（kg·d）；RfDi为躯体毒物质i通过食入途径的参考标准剂量，mg/（kg·d）；a为平均寿命，a。

2.3 总体健康危害风险

假设各类有毒物质对人体健康的风险为相加关系，则饮用水源健康总风险可按式（5）计算：

2.4 模型参数选择

化学致癌物强度系数qi及非致癌物质参考剂量RfDi取值可参考美国USEPA标准。化学致癌物主要包括六价铬（41.0 mg/（kg·d））、镉（6.1 mg/（kg·d））和砷（15.0 mg/（kg·d）），非致癌物主要包括氟化物（0.06 mg/（kg·d））、挥发酚（0.10 mg/（kg·d））、氨氮（0.97 mg（/kg·d））、氰化物（0.037 mg（/kg·d））、硝酸盐（1.60 mg（/kg·d））、铅（0.001 4 mg（/kg·d））、汞（0.000 3 mg/（kg·d））、铜（0.005 mg/（kg·d））。

2.5 风险评价标准

对于最大可接受风险水平和可忽略风险水平，不同机构所使用的标准也有所差异，不同机构的年最大可接受风险水平介于1×10-6～1×10-4，年可忽略风险水平介于1×10-8～1×10-7，详情如表1所示[12]。例如，瑞典环境保护局、荷兰建设和环境部、英国皇家协会推荐的最大可接受值是1×10-6，指因饮用水中污染物导致的健康危害或死亡人数每年每千万人口中不能超过10人。

表1 年最大可接受风险水平和可忽略的风险水平

祝慧娜等人参考USEPA和ICRP的风险评价标准，将风险评价标准分为六个等级，可用于判断污染物对人体所产生危害的程度[13]。Ⅰ级风险程度为低（1.0×10-6～1.0×10-5），Ⅱ级风险程度为低 -中（1.0×10-5～ 5.0×10-5），Ⅲ级风险程度为中（5.0×10-5～1.0×10-4），Ⅳ级风险程度为中-高（1.0×10-4～5.0×10-4），Ⅴ级风险程度为高（5.0×10-4～1.0×10-3），Ⅵ级风险程度为极高（1.0×10-3～ 5.0×10-3）。

3 结语

饮用水源是人类赖以生存和发展的基础物质，其主要通过皮肤接触途径、摄入食物途径和饮水途径三种方式危害人体健康，而饮水途径正是其中最为重要的暴露途径，也是国内外研究最多的暴露途径[14]。当前的环境风险评价主要集中在有毒有害化学物质方面，随着基础学科的不断发展，多途径及长期累积的综合性环境风险评价是未来的发展趋势。在借鉴国外健康风险评价体系研究成果的基础上，人们应根据不同区域人群的风险水平差异，因地制宜地制定最大可接受风险标准及其动态更新库，逐步建立适合我国不同区域的风险评价模型，为饮用水源基础状况评估和饮用水源管理提供技术支持，对于促进社会和谐与可持续发展具有十分重要的现实意义。