舟山市居民区自来水中重金属汞、砷检测与健康风险评价

浙江伊渼源检测科技有限公司 黄家海，吴彩妮，徐菲菲

随着经济和社会的发展，环保理念日益深入人心，饮用水重金属污染越来越受社会关注。As、Pb、Cu、Cd、Cr6+和 Hg等重金属广泛分布在自然环境中，容易引起水源污染[1]。自来水从没有被污染的河流、水库和地下水被输送到水厂，经水厂消毒后达到饮用水的标准，再输送到居民用水管道，供居民日常用水。虽然自来水出厂检测时重金属含量符合国家的相关标准，但在输送至每家每户的过程中，可能会因为金属管道的老化或二次供水设备的老化使重金属离子游离至自来水中，类似这样的外在因素的污染就会造成进户水的重金属含量超标[2]。从环境污染方面而言重金属，主要是指汞、镉、铅、铬以及类金属砷。这些重金属在水中不能被分解，会在植物和动物体内积累并进入食物链，或通过被污染的空气进入人体呼吸道，进入人体后和蛋白质及酶等发生强烈的相互作用，使它们失去活性，也可能在人体的一些器官中累积，危害健康[3]。长期饮用重金属含量超标的水，会引发各种严重的疾病。因此，为了解舟山市居民用水安全情况，本文用原子荧光法对舟山7个居民小区的自来水中重金属汞（Hg）和砷（As）两种元素的浓度进行了测定。

一、材料与方法

（一）仪器与试剂

（1）仪器。北京海光仪器有限公司AFS-8510原子荧光光谱仪；上海力辰仪器科技有限公司DFA-8000石墨电热板；上海精宏实验设备有限公司DK-S26电热恒温水浴锅；梅特勒-托利多（上海）有限公司AL104电子天平；实验室其他常用器皿。

（2）试剂。坛墨质检科技有限公司批号B21040029的1000mg/L汞有证标准溶液；坛墨质检科技有限公司批号B21052015的1000mg/L砷有证标准溶液；坛墨质检科技有限公司批号B2006053汞标准样品；坛墨质检科技有限公司批号200452砷标准样品；国药集团化学试剂有限公司优级纯（GR）硝酸、优级纯（GR）盐酸、优级纯（GR）高氯酸、分析纯（AR）氢氧化钠、硼氢化钾，以及硫脲、抗坏血酸；实验室其他常用试剂。

（二）样品采集与处理

（1）于2021年8月对舟山本岛7个不同小区的自来水进行采样。采样容器是500ml聚乙烯瓶，在使用前用（1+1）优级纯硝酸浸泡24h，然后用纯水清洗两次，（1+3）硝酸荡洗一次，去离子水清洗三次，备用。根据固定剂加入和保存条件的不同，水样分为汞、砷两类，即每个点位需采集汞、砷各一瓶水样。采集水样时，先将自来水放水2min后，用水样洗涤采样容器3遍后水样装满500ml聚乙烯瓶，7个小区中选取其中1个小区的水样作为现场平行样。此次测定为重金属总量样品，因此，水样无须过滤，采集后的汞水样直接加入2.5ml的优级纯盐酸酸化，砷水样加入1.5ml优级纯硝酸酸化。装入样品框后运回实验室冷藏柜4℃保存。此次采样，7个小区的水样加上2瓶现场空白共计18瓶样品。

（2）汞样品预处理：取5.0ml混匀后的样品，于10ml比色管中，加入1ml（3∶1∶4）盐酸-硝酸-水溶液加塞混匀，置于沸水浴中加热消解1h，期间摇动2次，并开盖放气，冷却，用水定容至标线，混匀，待测。

（3）砷样品预处理：量取50.0ml混匀后的样品于150ml锥形瓶中，加入5ml（1∶1）硝酸-高氯酸混合酸，于电热板上加热至冒白烟，冷却，再加入5ml（1∶1）盐酸溶液，加热至黄褐色烟冒尽，冷却后移入50ml容量瓶中，加水稀释定容，混匀，待测。

（三）样品测定

（1）仪器测量条件。将原子荧光的仪器状态调节至最佳。测量条件见表1。

表1 测量条件

（2）标准曲线制作。以5%的盐酸溶液为载流，硼氢化钾为还原剂，浓度由低到高依次测定各元素标准系列的原子荧光强度，标准系列的质量浓度见表2。

表2 汞、砷标准系列质量浓度 单位：μg/L

二、数据分析与评价

（一）数据分析

（1）为保证实验数据的准确有效，实验进行了标准样品、现场空白、平行样、实验室空白的测定。水质汞标准样品B2006053标准值及扩展不确定度为16.6±1.8μg/L，测定值为15.8μg/L。水质砷标准样品200452标准值及扩展不确定度为24.4±2.4，测定值为23.8μg/L。水样汞的平行样标准偏差为0.5%，水样砷的平行样偏差为0.0%。水样汞、砷的实验室空白和现场空白均未检出。

（2）测定舟山7个居民区自来水中重金属汞和砷的实验结果显示：水样汞浓度在0.42～0.95μg/L之间，水样砷浓度在0.6～0.7μg/L之间，具体实验测定结果见表3。

表3 舟山市自来水汞、砷测定浓度及《生活饮用水卫生标准》[4]限值

（3）实验结果表明7个居民区自来水中汞、砷浓度均未超过《生活饮用水卫生标准》标准限值[4]，但均有检出，其中7个居民区自来水中汞的浓度标准偏差为17.7%，且处在标准限值的中高位置。如果扩大样本数量，也有可能会出现超过标准限值的样本。7个居民区自来水中砷的浓度基本一致，其浓度远低于标准限值，且标准偏差较小，为5.4%。

（二）健康风险评价

所测水样（汞、砷）质量浓度，根据《化学物质环境健康风险评估技术指南》进行健康风险评价[5]。

日均暴露量计算公式：

ADD为日均暴露量［mg/(kg·d)］；C为水中化学物质浓度（mg/L）；IR为摄入率（L/d），以成人日均饮水2.2L计；EF为暴露频率（d/a），以一年为365天计；ED为暴露周期（a），以中国人平均预期寿命77年计；BW为体重（kg），以成人平均体重65Kg计；AT为平均时间（d），对于非致癌效应为ED对应的天数，对于致癌效应固定为25550，即70年对应的天数。

非致癌风险计算公式：

HQ为非致癌风险危害商；ADD为日均暴露量［mg/(kg·d)］；RfD为参考剂量［mg/(kg·d)］，氯化汞和砷的参考剂量均为3×10-4mg/(kg·d)[6]。 根 据 公 式（1）和（2），得到自来水中汞、砷经口摄入非致癌风险，详见表4和表5，其中汞的危害商以氯化汞计。

表4 自来水中汞经口摄入非致癌风险

表5 自来水中砷经口摄入非致癌风险

经口摄入致癌风险计算公式：

CR为致癌风险；ADD为日均暴露量{mg/(kg·d)}；SF为斜率因子（kg·d/mg），砷的斜率因子以 1.5kg·d/mg[6]计。

根据公式（3），得到自来水中砷经口摄入致癌风险，详见表6。

表6 自来水中砷经口摄入的致癌风险

三、结论与后续

（一）结论及建议

（1）根据表4和表5，水样中汞、砷非致癌风险危害商HQ为0.066667～0.080000，远远小于1，表示暴露量未超过不良反应阈值，非致癌风险较低。此次测定水样中砷致癌风险CR为3.3×10-5～ 3.9×10-5，具有一定致癌风险，易引起关注。

（2）为减少饮用水中重金属对人体健康的影响。建议减少自来水作为饮用水的用量，以低含量重金属的矿泉水、纯净水替代自来水作为直接饮用水。当自来水作为饮用水时，须放水5min钟后再使用，可有效减少自来水管道或阀门接口处重金属溶出风险。

（二）实验不足与后续

本次实验样本数量相对较少，对于统计结果造成的偏差可能较大，所得结论未必是舟山地区水样的普遍情况。同时实验仅检测了自来水中重金属汞和砷，不能全面反映经口摄入自来水中重金属的风险情况。为此后续实验需要选择合适的样品数量，进一步增加其他重金属元素的测定并进行相应的风险评价。

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