衡阳市县级以上城市饮用水源地水质健康风险评价

邱国良 陈泓霖

（湖南省衡阳生态环境监测中心，湖南衡阳 421001）

“十三五”以来，随着生态环境保护力度的不断加强，衡阳市生态环境质量明显改善；全市地表水总体水环境质量稳中趋好，15个县级以上城市饮用水水源地水质监测中未出现超地表水Ⅲ类水质标准现象。常用的单因子评价法只能评价水质超标或达标情况，不能反映已达标指标是否会影响人体健康及影响程度。环境健康风险评价通过估算有害污染物对人体健康产生不良影响的概率，以风险度为评价指标，定量表达污染因子对人体健康产生危害的风险大小[1~2]。国内对某市市级（市城区）饮用水源地或区域性的城镇饮用水源地水质健康风险评价的研究较多[3~6]，对衡阳市境内水环境开展健康风险评价研究的较少见[1~2,7]。本研究利用2020年（“十三五”末年）衡阳市15个县级以上城市饮用水水源地水质监测数据，采用美国环境保护署推荐的健康风险评价模型来评价水源地水质健康风险，以期为饮用水源地水质安全保障和风险管理提供参考。

1.研究区域及监测概况

衡阳市为湖南省辖地级市，位于湖南省中南部、湘江中游，是湖南省域副中心城市，辖5区5县、代管2县级市。根据《湖南省县级以上地表水集中式饮用水水源保护区划定方案》（湘政函〔2016〕176号），衡阳市共划定有15个县级以上饮用水水源保护区，市城区3个，8个县市（含南岳区）有12个。10个河流型、5个水库型，均为地表水型水源保护区，取水水源为湘江及其支流，基本情况详见表1。2020年之前，12个县级水源地水质监测由各县监测站承担；根据湖南省生态环境系统垂直管理改革后的监测事权划分，从2020年2月开始，15个水源地水质监测工作均由湖南省衡阳生态环境监测中心承担。石门水库、曹口堰水库、大禾田水库、云集水厂（耒水）这4个水源地每季度监测一次，其余11个纳入了地表水考核的水源地每月监测一次。为了评价结果具有较好的可比性，本研究选用同一个监测机构（湖南省衡阳生态环境监测中心）2020年2～12月的监测数据。

表1 2020年衡阳市县级以上饮用水源地基本情况

注：南岳区距离衡阳市城区较远，算作县级水源地；江东水厂、城南水厂、城北水厂为市城区4个区（珠晖区、雁峰区、石鼓区、蒸湘区）使用；表中同一河流上的水源地按从上游至下游排序。

2 健康风险评价模型及等级划分

2.1 非致癌物及致癌物风险评价计算模型

水源地水质中放射性元素污染一般不考虑，主要研究化学非致癌物、致癌物污染因子对人体健康的危害，本研究采用大多数学者常用的美国环境保护署的健康风险评价模型来计算水源地水质健康风险[1-2]。非致癌物的健康风险按公式（1）和公式（2）计算，致癌物的健康风险按公式（1）和公式（3）计算；一般假设污染因子对人体健康的毒性作用不是协同或拮抗关系，而是相加关系，则有毒污染因子通过饮用途径对人体健康产生的总健康风险R= Rn+Rc[1-7]。

式中：Dig为有毒污染因子i经食用途径的单位体重日均暴露剂量（mg·kg-1·d-1）；Q为成人日均饮水量（L，取2.2 L）；Ci为有毒污染因子的浓度（mg/L）；W为成人人均体重（kg，取70kg）；为非致癌污染因子i的平均个人致癌年风险（a-1）；1×10-6为非致癌污染因子i的普遍可接受风险水平；RfDig为非致癌污染因子i的参考剂量（mg·kg-1·d-1）；L为我国人民平均寿命（a，取 70 a）；为致癌污染因子i的平均个人致癌年风险（a-1）；Qig为致癌污染因子i的致癌强度系数（kg·d·mg-1）[1-2]。非致癌污染因子经食用途径的参考剂量和致癌污染因子的致癌强度系数均参照美国环境保护署的推荐，详见表2[1-2]。

表2 非致癌污染因子的参考剂量和致癌污染因子的致癌强度系数

2.2 健康风险等级划分标准

大部分国外机构推荐的最大可接受健康 风 险 水 平 在 1×10-6～ 1×10-4a-1之 间，1×10-6a-1为英国皇家学会、荷兰建设和环境署、瑞典环境保护署的推荐值，5×10-5a-1为国际辐射防护委员会（ICRP）的推荐值，1×10-4a-1为美国环境保护署（USEPA）所推荐，普遍认为高于1×10-4a-1的风险水平不可接受；本研究将健康风险划分为4个等级，详见表3[1-2]。

表3 健康风险等级划分

3 结果与分析

3.1 非致癌污染因子健康风险评价

2020年衡阳市15个县级以上水源地非致癌污染因子的健康风险见表4。由表4可见，各水源地非致癌污染因子的健康风险水平在1.2×10-9～3.4×10-9a-1之间，大禾田水库最低、耒阳市水厂最高，各水源地相差不大，均属于极低风险级别；10个河流型水源地非致癌污染因子的风险水平在2.0×10-9～3.4×10-9a-1之间，耒阳市水厂、西渡水厂、常宁自来水厂稍微高一些，5个水库型水源地非致癌污染因子的风险水平在1.2×10-9～1.8×10-9a-1之间，可看出河流型水源地非致癌污染因子的健康风险普遍大于水库型水源地。氟化物的健康风险水平稍高（5.6×10-10～2.3×10-9a-1），其 次 为 铜（1.2×10-10～ 3.9×10-10a-1）、 铅（8.7×10-11～ 1.2×10-9a-1），风险最低的为挥发酚（6.7×10-13～1.8×10-12a-1）；河流型水源地非致癌污染因子的健康风险普遍大于水库型主要是受氟化物的影响，耒阳市水厂、西渡水厂风险稍高主要是受氟化物的影响，常宁自来水厂主要是受氟化物、铅的影响。

表4 2020年衡阳市县级以上水源地非致癌污染因子的健康风险

3.2 致癌污染因子健康风险和总风险评价

2020年衡阳市15个县级以上水源地致癌污染因子的健康风险及总健康风险结果见表5。衡阳市水源地中六价铬浓度均为未检出，未检出时即使按检出限（0.004L毫克/升）的一半（0.002毫克/升）计算，其健康风险高达3.7×10-5a-1；也有部分学者按0毫克/升计算，本研究因六价铬未检出而不纳入风险评价[1-2]。由表5可见，各水源地致癌污染因子的健康风险远高于非致癌污染因子，且砷的健康风险大于镉；15个水源地砷的健康风险水平在1.0×10-6～1.0×10-4a-1之间，曹口堰水库最低、耒阳市水厂最高，最低值与最高值相差比较大，河流型水源地基本上高于水库型水源地。除曹口堰水库之外的14个水源地砷的健康风险均高于1×10-6a-1（英国、荷兰、瑞典的推荐值）、也均低于1×10-4a-1（美国的推荐值）；湘江干流衡阳段上游的云集水厂（湘江）、中游城区段的江东水厂、城南水厂、城北水厂4个水源地均略超过国际辐射防护委员会(ICRP)推荐值5×10-5a-1，湘江干流衡阳段下游的衡山自来水厂略低于ICRP推荐值，耒水中游的耒阳市水厂、下游的云集水厂（耒水）2个水源地均超过ICRP推荐值，宜水上的常宁自来水厂、蒸水上的西渡水厂、洣水上的衡东水厂及5个水库均低于ICRP推荐值。15个水源地镉的健康风险水平在6.8×10-8～2.0×10-6a-1之间，石门水库最低、耒阳市水厂最高，也是河流型水源地基本上高于水库型水源地；各水源地镉的健康风险均低于ICRP推荐值5×10-5a-1，仅有衡山自来水厂、耒阳市水厂2个水源地略超过英国、荷兰、瑞典推荐的推荐值1×10-6a-1。15个水源地致癌污染因子的健康风险水平在1.1×10-6～1.0×10-4a-1之间，曹口堰水库最低、耒阳市水厂最高，河流型水源地基本上高于水库型水源地；湘江干流衡阳段上游的云集水厂（湘江）、中游城区段的江东水厂、城南水厂、城北水厂和耒水上的耒阳市水厂、云集水厂（耒水）共6个水源地的化学致癌污染因子的健康风险均超过ICRP推荐值5×10-5a-1、为中等风险级别；其余9个水源地均低于ICRP推荐值、但均高于英国、荷兰、瑞典推荐值1×10-6a-1、为低风险级别。

表5 2020年衡阳市县级以上水源地致癌污染因子的健康风险及总健康风险

2020年衡阳市各水源地总健康风险水平在1.1×10-6～1.0×10-4a-1之间，曹口堰水库最低、耒阳市水厂最高，河流型水源地基本上高于水库型水源地；15个水源地的总健康风险均高于英国、荷兰、瑞典推荐值1×10-6a-1，均低于或等于美国推荐值1×10-4a-1，湘江干流衡阳段上游的云集水厂（湘江）、中游城区段的江东水厂、城南水厂、城北水厂和耒水上的耒阳市水厂、云集水厂（耒水）共6个水源地的总健康风险均超过ICRP推荐值5×10-5a-1、为中等风险级别，其余9个水源地的总健康风险均低于ICRP推荐值、为低风险级别；河流型水源地总健康风险基本上高于水库型水源地（石门水库除外）。因非致癌污染因子的健康风险远远低于化学致癌污染因子，总健康风险主要受化学致癌污染因子影响，总健康风险高低与化学致癌污染因子的健康风险高低趋势一致。

4 结论

（1）2020年，衡阳市15个水源地非致癌污染因子的健康风险在1.2×10-9～3.4×10-9a-1之间，化学致癌污染因子的健康风险在1.1×10-6～1.0×10-4a-1之间，化学致癌污染因子的健康风险远高于非致癌污染因子。

（2）2020年，15个水源地总健康风险在1.1×10-6～1.0×10-4a-1之间，曹口堰水库最低、耒阳市水厂最高，湘江干流衡阳段上游的云集水厂（湘江）、中游城区段的江东水厂、城南水厂、城北水厂和耒水上的耒阳市水厂、云集水厂（耒水）共6个水源地的总健康风险均超过国际辐射防护委员会(ICRP)推荐值、为中等风险级别，其余9个水源地均低于ICRP推荐值、但均高于英国、荷兰、瑞典推荐值1×10-6a-1、为低风险级别。

（3）衡阳市15个水源地中，非致癌污染因子中以氟化物健康风险稍高、其次为铜、铅，挥发酚健康风险最低；化学致癌污染因子砷的健康风险大于镉，水源地水质总健康风险主要受化学致癌污染因子影响，以砷的影响最大；非致癌污染因子、化学致癌污染因子及总健康风险均呈现出河流型水源地高于水库型水源地的特点。

（4）湘江干流衡阳段上游、中游的4个水源地及耒水上的2个水源地总健康风险达到中等风险级别，主要是受化学致癌污染因子砷的影响；湘江干流及耒水需巩固重金属污染防治成效，保障饮用水水源地水质安全。