李永麗許 凱李 明

（1.河南省水文水資源局 鄭州 450003 2.河南省水利廳 鄭州 450003）

城市供水水源地南灣水庫水質(zhì)健康風(fēng)險評價

李永麗1許 凱1李 明2

（1.河南省水文水資源局 鄭州 450003 2.河南省水利廳 鄭州 450003）

根據(jù)信陽市供水水源地南灣水庫水質(zhì)實(shí)測資料，應(yīng)用美國環(huán)保局推薦的健康風(fēng)險評價模型進(jìn)行分析與評價。結(jié)果表明：基因毒物質(zhì)由飲水途徑所致健康危害的個人年均風(fēng)險Cr6+＞As，致癌物Cr6+和As對人體健康危害的個人年均風(fēng)險均未超過國際輻射防護(hù)委員會（ICRP）推薦的最大可接受風(fēng)險水平（5×10-5·a-1）。非致癌物的個人年均風(fēng)險為F-＞Hg＞NH3-N＞CN-＞酚，五者風(fēng)險水平在10-9～10-12之間，均低于ICRP標(biāo)準(zhǔn)4～7個數(shù)量級?；瘜W(xué)致癌物對人體健康危害的個人年均風(fēng)險遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過非致癌物的年風(fēng)險。飲用水源各類污染物所致健康危害的個人年總風(fēng)險為6.03E-05，超過國際輻射防護(hù)委員會（ICRP）推薦的最大可接受值5×10-5·a-1，及瑞典環(huán)保局、荷蘭建設(shè)和環(huán)境部推薦的最大可接受水平1×10-6·a-1。

健康風(fēng)險 城市供水 水源地 南灣水庫

環(huán)境健康風(fēng)險評價是當(dāng)今環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域十分關(guān)注的重要課題。健康風(fēng)險評價是20世紀(jì)80年代以后發(fā)展起來的，它把環(huán)境污染與人體健康聯(lián)系起來，定量描述環(huán)境污染對人群健康的危害，估算有害因子對人體危害發(fā)生的概率。健康風(fēng)險評價為有效控制有害因子的風(fēng)險提供技術(shù)依據(jù)，同時也為確定有害因子主次、暴露途徑主次及治理優(yōu)先順序提供了科學(xué)依據(jù)，因此定量描述有害因子對人體健康的危害具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。國際上普遍采用1983年美國科學(xué)院首次確立的風(fēng)險評價基本方法，主要包括危害鑒定、劑量-反應(yīng)評估、暴露評價、風(fēng)險表征（US NAS；1983）。許多重金屬對人體的危害已經(jīng)引起國內(nèi)外的廣泛關(guān)注，飲用水中的As、Cr6+、Pb、Hg和Cu被認(rèn)為是很重要的途徑，會嚴(yán)重?fù)p害人體肝、腎、消化系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)等，同時As和Cr6+還有致癌性。目前，環(huán)境健康風(fēng)險評價在我國剛剛起步，還沒有被列入常規(guī)的環(huán)境評價工作中。許多研究都集中在對污染場地或河段的健康風(fēng)險評價，但對水環(huán)境污染引起的飲用水水源地健康危害的風(fēng)險研究的報道還比較少。隨著城市居民生活水平的提高，環(huán)境安全意識的加強(qiáng)，環(huán)境健康風(fēng)險評價將會越來越被重視。飲水安全是關(guān)系國計民生的大事，如何保障飲水安全是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵問題之一。正確評價化學(xué)污染物對人類健康的影響，區(qū)別問題的輕重緩急，把決策過程建立在可靠的科學(xué)基礎(chǔ)上，為管理部門科學(xué)管理提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

南灣水庫是建國初期為治理淮河、發(fā)展水利而興建的大型水利工程，以防洪、灌溉為主，兼顧發(fā)電、養(yǎng)殖、城市供水及旅游開發(fā)等綜合利用的大型水庫。水庫大壩位于河南省信陽市西南6km處淮河支流浉河上，控制流域面積1100km2，多年平均降雨量1240mm、多年平均來水量4.78 億m3，水庫工程于1952年12月動工，1955年11月建成蓄水。南灣水庫在區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中發(fā)揮了重要作用，水庫目前年城市供水8000萬m3，水庫養(yǎng)殖水面7萬畝，年捕撈鮮魚150萬斤。

南灣水庫是信陽市區(qū)唯一的飲用水源，是灌區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)旱澇保收的可靠保證，其水質(zhì)變化特點(diǎn)及其富營養(yǎng)化程度將直接影響著信陽市工農(nóng)業(yè)和生活用水。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水庫養(yǎng)殖業(yè)規(guī)?；?，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和旅游業(yè)的發(fā)展對水庫水質(zhì)的負(fù)面影響日趨嚴(yán)重，引起了政府和人民群眾的高度關(guān)注。南灣水庫對區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展具有重要影響，其安全狀況對保護(hù)生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

2 水環(huán)境健康評價模型

水環(huán)境健康風(fēng)險評價主要是針對水環(huán)境中對人體有害的物質(zhì)，這種物質(zhì)一般可分為兩類：基因毒物質(zhì)和軀體毒物質(zhì)，前者包括放射性污染物和化學(xué)致癌物；后者則指非致癌物質(zhì)。這些物質(zhì)對人體健康產(chǎn)生危害主要有3種暴露途徑：直接接觸、攝入水體中的食物和飲用，其中飲用被認(rèn)為是一個很重要的暴露途徑。本研究主要考慮通過飲用途徑對人體所造成的健康危害影響。

2.1 基因毒物質(zhì)所致健康危害的風(fēng)險

式中：Ric為基因物質(zhì)i通過食入途徑對平均個人致癌年風(fēng)險，a-1；Di為基因物質(zhì)i通過食入途徑的單位體重日均暴露劑量，mg/（kg·d）；qi為基因毒物質(zhì)通過食入途徑致癌系數(shù)，mg/（kg·d）；70a為人類平均壽命。

飲用水途徑的單位體重日均暴露劑量Di，mg/（kg·d）可按下式計算：

式中：2.2L為成人每日平均飲水量；Ci為基因毒物質(zhì)i的濃度，mg/L；70kg為人均體重。

表1 基因毒物質(zhì)致癌強(qiáng)度系數(shù)

表3 南灣水庫水源地水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)（mg/L）

表2 非致癌物質(zhì)飲水途徑致癌系數(shù)

2.2 軀體毒物質(zhì)所致健康危害的風(fēng)險

式（1）～（3）為水環(huán)境健康風(fēng)險評價的基本模式。對于不同地區(qū)的不同對象，可以根據(jù)污染物濃度、成人每日飲用水量、人均體重以及人均壽命等因素變化來改進(jìn)評價模型。

假設(shè)各有毒有害物質(zhì)對人體健康的毒性作用呈相加關(guān)系，而不是協(xié)同或者拮抗關(guān)系，則水環(huán)境總的健康風(fēng)險危害為：

式（1）～（4）為水環(huán)境健康風(fēng)險評價的基本模式。對于不同地區(qū)的不同對象，可以根據(jù)污染物濃度、成人每日評價飲水量、人均體重以及人均壽命等因素變化來改進(jìn)評價模型。

2.3 評價參數(shù)的確定

根據(jù)國際癌癥研究機(jī)構(gòu)（IARC）和世界衛(wèi)生組織（WHO）編制的分類系統(tǒng)，基因毒物質(zhì)致癌強(qiáng)度系數(shù)見表1。

對于非致癌物質(zhì)所致健康風(fēng)險評價，參考劑量（飲用水途徑）參數(shù)如下：

對于模型中其他參數(shù)如污染物濃度、成人每日平均飲水量、人均體重以及人均壽命等，根據(jù)所供水城市的實(shí)際情況確定。

為了研究水源地水質(zhì)變化對人體健康的影響，收集了水源地2004～2010年水質(zhì)監(jiān)測資料，并以一年內(nèi)多次采樣的平均值作為該年的平均值，見表3。

通過分析所監(jiān)測項(xiàng)目，可知對人體健康有危害作用的有毒物質(zhì)主要是：基因毒物質(zhì)砷和六價鉻；軀體毒物質(zhì)汞、氨氮、酚、氰化物和氟化物。水體中沒有檢測出放射性有毒物質(zhì)，并且有機(jī)物也主要以五日生化需氧量表示，沒有檢測出個有機(jī)物具體的名稱及含量。因此，在健康風(fēng)險評價的過程中，只對基因毒物質(zhì)的化學(xué)致癌物和軀體毒物質(zhì)進(jìn)行風(fēng)險評價。但是，水體中有機(jī)物對人體的健康危害影響也是不可忽視的。

2.4 健康危害的風(fēng)險計算

根據(jù)健康風(fēng)險評價模型和評價參數(shù)，可以計算出2004～2010年各年通過飲水途徑，基因毒物質(zhì)和軀體毒物質(zhì)造成的平均個人年風(fēng)險。計算結(jié)果見表4、表5和表6。

表4 化學(xué)致癌物質(zhì)飲水途徑健康危害的個人年均風(fēng)險

表5 化學(xué)非致癌物飲水途徑健康危害的個人年均風(fēng)險

表6 各有毒污染物所致健康危害的個人年均總風(fēng)險

3 結(jié)果與討論

從表4可以看出，由致癌物（Cr6+和As）通過飲水途徑所引起的健康危害的個人年均風(fēng)險以Cr6+最大，As次之，二者的致癌風(fēng)險水平主要集中在10-5。Cr6+和As是該水源地產(chǎn)生健康風(fēng)險的主要污染物。

根據(jù)表5，非致癌有毒化學(xué)物質(zhì)由飲水途徑所致健康危害的個人年均風(fēng)險按大小順序排列為F-＞Hg＞NH3-N＞CN-＞酚。氟化物是主要污染物，其次是汞。但除氟化物所致個人年均風(fēng)險水平在10-9，其他均小于10-9。表明，非致癌化學(xué)物質(zhì)所引起的健康風(fēng)險甚微，不會對暴露人群構(gòu)成明顯的危害。

從表6可以看出，致癌物對人體健康危害的個人年均風(fēng)險遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過非致癌物的年風(fēng)險，其風(fēng)險水平差4個數(shù)量級。化學(xué)致癌物Cr6+所引起的健康風(fēng)險最大，為主要污染物。

4 結(jié)論

（1）該水源地各類污染物所致健康危害的個人年總風(fēng)險2004～2010年均為6.03E-05，已超過國際輻射防護(hù)委員會（ICRP）推薦的最大可接受風(fēng)險水平5.0×10-5·a-1，及瑞典環(huán)保局、荷蘭建設(shè)和環(huán)境部推薦的最大可接受水平1.0×10-5·a-1。

（2）致癌物由飲水途徑所致健康危害的個人年風(fēng)險Cr6+大于As；非致癌物由飲水途徑所致健康危害的個人年風(fēng)險按大小排列為F-＞Hg＞NH3-N＞CN-＞酚。

（3）基因毒物質(zhì)中的致癌物造成的健康風(fēng)險遠(yuǎn)大于軀體毒物質(zhì)中的非致癌物。

（4）由于放射性物質(zhì)和酚以外的其他有機(jī)污染物未在統(tǒng)計之內(nèi)，也未考慮飲水途徑以外如大氣污染等途徑對健康危害的風(fēng)險，因此文中結(jié)論比實(shí)際環(huán)境污染危害的風(fēng)險要小■