于瑞敏，佟 亮，王 民，張曉芳，胡冰冰，高 戎

華北地區(qū)某單位自備水源氟化物、硝酸鹽含量調查及健康風險評價

于瑞敏，佟 亮，王 民，張曉芳，胡冰冰，高 戎

目的：了解華北地區(qū)某單位自備水源氟化物和硝酸鹽超標情況及對人體健康的潛在危害。方法：2013年4-6月，采用普查的方法，對華北地區(qū)某單位自備飲用水源進行調查。建立水環(huán)境污染健康風險評價模型，并對氟化物和硝酸鹽通過飲水途徑所引起的健康風險作出初步評價。結果：調查的自備水源中，氟化物均值為0.03～8.53（0.78±1.03）mg/L。其中天津和內蒙古氟化物濃度與其他地區(qū)比較，差異顯著（F值=13.12，P＜0.01）。合格數269份（79.12%），按地區(qū)分類統(tǒng)計，以北京水源中氟化物濃度合格率最高為100%，河北、山西分別為94.85%和92.50%，水中氟化物濃度較高的地區(qū)是天津和內蒙古，合格率僅為66.67%和37.23%。顯著性檢驗：北京與內蒙古(χ2=69.892，P=0.000)，北京與天津(χ2=33.565，P=0.000)，河北與內蒙古(χ2=59.763，P=0.000)，河北與天津(χ2=16.250，P=0.000)，山西與內蒙古(χ2=24.502，P=0.000)，山西與天津(χ2=5.288，P=0.021)，以上地區(qū)差異顯著(P＜0.05)，其他地區(qū)兩兩比較，差異不顯著。硝酸鹽氮均值為0.01～98.36（9.07±1.30）mg/L。5個地區(qū)自備水源水硝酸鹽氮濃度比較，差異顯著（F值=17.64，P＜0.01）。合格數227份（66.76%），整體χ2=69.27，P＜0.05。顯著性檢驗：內蒙古與北京(χ2=69.892，P=0.000)，內蒙古與河北(χ2=59.763，P=0.000)，內蒙古與天津(χ2=16.250，P=0.000)；內蒙古與山西(χ2=24.502，P=0.000)，其他地區(qū)之間比較差異不顯著。應用上述評價模型及參數，計算華北地區(qū)某單位氟化物和硝酸鹽健康危害的風險值，氟化物健康風險最小值在10-10數量級，最大值在10-8數量級，北京、河北、山西某單位自備水源健康風險平均值在10-9數量級，天津和內蒙古健康風險平均值在10-8數量級，健康風險高于其他地區(qū)。硝酸鹽健康風險最小值在10-12數量級，最大值在10-8數量級，平均值均在10-9數量級，其中內蒙古地區(qū)健康風險值較大。結論：華北地區(qū)某單位自備水源氟化物和硝酸鹽污染較為嚴重，氟化物健康風險高于硝酸鹽健康風險。

自備水源；氟化物；硝酸鹽；健康風險評價

既往研究表明，某單位自備水源水質受地質因素影響較大，氟化物超標水源，高硬度水及以氯化物、硫酸鹽超標為特點的苦咸水在某區(qū)均有分布，對當地人民健康存在一定的威脅。地下水硝酸鹽污染問題正日益受到國內外研究者的關注，長期飲用硝酸鹽污染水源可影響人們的身體健康。健康風險評價是將水環(huán)境污染與人體健康聯(lián)系起來的一種新的評價方法，它可以定量描述環(huán)境污染對人體環(huán)境的危害。鑒于此，為全面了解和掌握自備水源水中存在的健康風險因素，2013年上半年，對某單位自備水源進行了基本情況調查和水質檢驗，發(fā)現氟化物和硝酸鹽在該區(qū)超標情況較為嚴重。為了定量分析氟化物及硝酸鹽對人體健康危害的嚴重程度，為相關部門進行水源治理提供依據，本文采用美國環(huán)保局(USEPA)推薦的健康風險評價模型[1-2]對其健康風險進行評價。

1 對象和方法

1.1 調查方法 2013年4—6月，采用普查的方法，對北京、天津、河北、山西和內蒙古地區(qū)現用自備飲用水源進行調查，依據國家衛(wèi)生部頒布的《生活飲用水衛(wèi)生標準》要求采樣，24 h送達實驗室，對微生物指標、毒理學指標、感官性狀和一般化學指標進行檢測。同時，統(tǒng)一設計調查表格對水源進行基本情況調查，項目包括水源種類，水源來源，供水方式，人均供水量、水質改善方式和水源防護情況。

1.2 檢驗方法 氟化物、硝酸鹽氮檢測按照GB/T 5750－2006 3.2《生活飲用水標準檢驗方法》中的離子色譜法進行檢測進行，儀器為瑞士萬通882離子色譜儀，使用METROSEP A SUPP 5150/4.0陰離子柱；評價方法按照GB5749－2006《生活飲用水衛(wèi)生標準》進行。氟化物以《生活飲用水衛(wèi)生標準》規(guī)定的1.0mg/L為限值進行評價，硝酸鹽氮以《生活飲用水衛(wèi)生標準》規(guī)定的10mg/L為限值進行評價。

1.3 質量控制 檢驗數據用質控樣品、加標回收和雙樣平行等方法進行質量控制，質控樣品氟化物的范圍為（2.01±0.15）mg/L，其實測值范圍為1.91～2.10mg/L，硝酸鹽氮的范圍為（2.97±0.15）mg/L，其實測值范圍為2.94～3.03mg/L，均在質控樣品要求范圍之內。加標回收率控制在10%，平行樣品測定數目不低于檢測樣品數的10%。

1.4 健康風險評價 采用美國環(huán)保局（USEPA）推薦的健康風險評價模型。按照非致癌物通過飲水途徑所致的健康風險評價模型計算氟化物和硝酸鹽健康風險，用危害指數（HI）來表示，按照公式（1）進行計算：

按照文獻[1-2]對風險評價過程中的參數進行取值，C：化學污染物的濃度，mg/L；IR：人體日均飲水量=2 L/d；EF：年均人體攝入污染物的天數=365 d/a；ED：人體終生攝入污染物的年數=30 a；BW：平均人體體重=60 kg;AT：平均暴露時間=30 a×365 d/a。污染物的參考劑量RFD氟化物為6.0×10-2mg（/kg?d），硝酸鹽為1.6mg/（kg?d）。

1.5 統(tǒng)計學處理 采用SPSS17.0軟件進行統(tǒng)計分析，均數的比較采用t檢驗和方差分析，率的比較采用 χ2檢驗。以P＜0.05為差異顯著，P＜0.01為差異非常顯著。

2 結果

2.1 華北地區(qū)某單位自備水源水氟化物濃度調查情況 自備水源中，氟化物均值為（0.78±1.03）mg/L，范圍為0.03～8.53mg/L。其中天津和內蒙古氟化物濃度與其他地區(qū)比較，差異非常顯著（F值= 13.12，P＜0.01）。合格數 269份，合格率為79.12%；按地區(qū)分類統(tǒng)計，以北京水源中氟化物濃度合格率最高，為100%，河北、山西分別為94.85%和92.50%，水中氟化物濃度較高的地區(qū)是天津和內蒙古，合格率僅為66.67%和37.23%。顯著性檢驗：北京與內蒙古(χ2=69.892，P=0.000)，北京與天津(χ2=33.565，P=0.000)；河北與內蒙古(χ2= 59.763，P=0.000)，河北與天津(χ2=16.250，P= 0.000)；山西與內蒙古(χ2=24.502，P=0.000)，山西與天津(χ2=5.288，P=0.021)，以上地區(qū)差異顯著（P＜0.05），其他地區(qū)兩兩比較，差異不顯著。見表1。

2.2 華北地區(qū)某單位自備水源水硝酸鹽氮濃度調查情況 自備水源中，硝酸鹽氮均值為（9.07± 1.30）mg/L，范圍為0.01～98.36mg/L。北京、天津、河北、山西、內蒙古自備水源水硝酸鹽氮濃度比較，差異非常顯著（F值=17.64，P＜0.01）。內蒙古地區(qū)水中硝酸鹽氮顯著高于其他地區(qū)，北京、天津、河北和山西之間，差異不顯著。合格數227份，合格率為66.76%。合格率由高到低的順序為山西、北京、河北、天津、內蒙古，統(tǒng)計學分析顯示，整體 χ2= 69.27，P＜0.05。顯著性檢驗∶內蒙古與北京(χ2= 69.892，P=0.000)，內蒙古與河北(χ2=59.763，P= 0.000)，內蒙古與天津(χ2=16.250，P=0.000)；內蒙古與山西(χ2=24.502，P=0.000)，其他地區(qū)之間比較差異不顯著。見表2。

2.3 華北地區(qū)某單位自備水源水氟化物和硝酸鹽氮健康危害風險 應用上述評價模型及參數，計算華北地區(qū)某單位氟化物和硝酸鹽健康危害的風險值，氟化物健康風險最小值在10-10數量級，最大值在10-8數量級，北京、河北、山西自備水源健康風險平均值在10-9數量級，天津和內蒙古健康風險平均值在10-8數量級，健康風險高于其他地區(qū)。硝酸鹽健康風險最小值在10-12數量級，最大值在10-8數量級，平均值均在10-9數量級，其中內蒙古地區(qū)健康風險值較大。見表3。

3 討論

3.1 自備水源氟化物、硝酸鹽氮的污染特征 氟是人體必需的微量元素，對牙齒和骨骼的形成，鈣、磷代謝以及人體酶系統(tǒng)具有重要的生理功能。國家飲用水衛(wèi)生標準氟濃度定為1.0mg/L，認為是對人體有益的，攝入量過多或過少對人體都是有害的，攝入量過多可致急、慢性中毒。地質條件是地方性氟中毒的重要物質基礎，土壤和地層的氟來源于巖石，巖石氟狀況是決定地下水含氟量的主要因素。我國地方性氟中毒以飲水型為主。全國有7000多萬人飲用高氟水。地下水含氟量，地區(qū)差異很大。一般多不超過1.0mg/L，在高氟區(qū)可達3～5mg/L，有些地區(qū)可達10～20mg/L，我國北方多數地區(qū)地下水存在氟化物超標情況。硝酸鹽在生活飲用水衛(wèi)生標準中是一個非常重要的毒理學指標，中國許多地區(qū)的地下水已在不同程度上受到了硝酸鹽的污染，某些地區(qū)甚至已到了較為嚴重的程度，中國北方13個市、縣，69個點的調查結果表明[4]，半數以上地下水硝酸鹽含量超標。引起地下水硝酸鹽污染的原因多種多樣，主要包括工業(yè)的廢水排放、家畜排泄物的不適當處理、居民生活排水的地下滲透、農業(yè)過量施肥等。尤其是大量肥料的不合理投入，導致肥料利用效率低下，進而加劇地下水污染。

3.2 不同地區(qū)自備水源氟化物、硝酸鹽氮的分布差異 從檢測結果可以看出，華北地區(qū)某單位自備水源水質氟化物濃度較高，合格率較低，地域分布非常明顯。內蒙古和天津屬高氟區(qū)，氟化物濃度均值大于國家標準規(guī)定限值，氟化物合格率僅為37.23%和66.67%。北京地區(qū)氟化物濃度最低，所檢水源氟化物全部合格。河北和山西氟化物合格率為94.85%和92.50%，河北氟化物超標地區(qū)分別在張家口和唐山，張家口與內蒙古接壤，唐山和天津接壤。山西超標地區(qū)也分別在北部與內蒙古接壤地區(qū)。與俞蘇蒙等[3]報道的華北某單位自備水源水中氟濃度情況基本一致。自備水源中，硝酸鹽氮均值為（9.07±1.30）mg/L，范圍為0.01～98.36mg/L。以《生活飲用水衛(wèi)生標準》常規(guī)指標的限值≤10mg/L評價，合格率為66.76%。與楊筱筠等[4]報道某單位自備井硝酸鹽氮檢測情況接近。硝酸鹽氮超標在各地均有分布，其中內蒙古地區(qū)地下水中硝酸鹽氮濃度及超標率均高于其他地區(qū)，而其他地區(qū)差異不顯著?？赡芘c內蒙古水源防護差，微生物污染嚴重有關，也可能與內蒙古地區(qū)長期牲畜養(yǎng)殖造成地下水氮污染相關[5]。

表1 華北地區(qū)某單位自備水源水氟化物檢測情況

表2 華北地區(qū)某單位自備水源水硝酸鹽氮檢測情況

表3 華北地區(qū)某單位自備水源水氟化物、硝酸鹽氮健康危害風險（/a）

3.3 自備水源氟化物、硝酸鹽氮的健康風險評價

我國流行病學大量調查表明，氟化物超標地區(qū)兒童容易出現氟斑牙，成人氟骨癥患者明顯增多。硝酸鹽本身毒性很低但是它進入人體之后可以被還原為亞硝酸鹽，毒性增加。因此，如何正確評價不同污染物對人體健康的危害需要科學的方法。健康風險評價是近幾年建立與發(fā)展起來的一種新技術[6]。它通過有害因子對人體不良影響發(fā)生概率的估算評價接觸該因子的個體健康受到影響的危險度。健康風險評價在飲用水源水質健康危害方面的研究日益受到重視。目前，國際上許多國家都沿用USEPA的健康風險評價方法和評價模型。本研究采用其推薦的健康危險度評價法，計算結果顯示，華北地區(qū)各區(qū)地下水中氟化物所致的健康風險水平集中在10-9～10-8/a，比田華等[7]報道某單位氟化物健康風險高出一個數量級。硝酸鹽健康風險最小值在10-12數量級，最大值在10-8數量級，平均值均在10-9數量級，比田華等[8]報道的武漢市農村地區(qū)地下水健康風險評價也高出一個數量級。此次調查的華北地區(qū)某單位各地氟化物健康危害均高于硝酸鹽健康危害，因此在水源治理時應優(yōu)先考慮高氟化物水源的治理。

[1]USEPA.Guidel ines for exposure assessment[R]. FRL-4129-5，1992.

[2]USEPA.Guidel ines for carcinogen risk assessment[R].EPA/630/P-03/001B，2005.

[3]俞蘇蒙，從相興，高彥軍.華北某單位自備水源水中氟濃度情況調查分析[J].中國預防醫(yī)學雜志，2009，10（3）：212-214.

[4]楊筱筠，劉大星，韓珂嘉.某單位自備生活飲用水硝酸鹽氮含量調查[J].醫(yī)學動物防制，2013，29（7）：801-802.

[5]馬志東，張福金，郝 星，等.內蒙古村鎮(zhèn)集約化種植區(qū)地下水硝酸鹽亞硝酸鹽污染現狀分析[J].內蒙古農業(yè)科技，2012，19（2）：50-51.

[6]許 川，陳濟安，舒為群.川藏沿線兵站飲用水源水中重金屬污染物健康風險評價[J].解放軍預防醫(yī)學雜志，2008，26（5）：321-324.

[7]田 華，馬永紅，張建江.新疆部隊飲用水中氟化物和砷污染的健康風險評價[J].解放軍預防醫(yī)學雜志，2012，30（1）：74.

[8]田 華，馬永紅，張建江，等.部隊飲用水中金屬污染物潛在健康風險的評價[J].環(huán)境與健康雜志，2011，28（4）：338-340.

（收稿：2014-04-02 修回：2014-06-08 編校：齊 彤）

Survey of fluoride,nitrate contentand health risk assessmentof self-supply underground water in North China areas

YU Rui-m in,TONG Liang,WANG M in,ZHANG Xiao-fang,HU Bing-bing,GAO Rong.Centre for diseases prevention and controlof Beijingm ilitary region,Beijing 100042,China

Objective：To investigate the fluoride and nitrate levelsof forces self-provided water in north China and the potentialharm to human body health.Methods：During April to June2013,340 forces self-providedwatersused in North China areaswere Investigated.A health risk assessmentmodel of water environment pollution was constructed,and a preliminary evaluation of the health risk of fluoride and nitrate caused by drinking water was conducted.Results：The average concentration of fluoride was（0.78±1.03）mg/L,the rangewas 0.03～8.53mg/L.Ofwhich,Tianjin and Inner Mongolia had significantdifferencesw ith the other areas(F=13.12，P＜0.01）.The qualified numberswas269,the ratewas79.12%.According to area classification statistics,the qualified rate of Beijing water fluoride concentration was highest(100%),Hebei94.85%,Shanxi92.50%,Tianjin and InnerMongolia had a higher levelof water fluoride concentration,the qualified rateswere only 66.67%and 37.23%.The significant testswere:Beijing and Inner Mongolia(χ2=69.892，P=0.000),Beijing and Tianjin(χ2=33.565，P=0.000),Hebei and Inner Mongolia(χ2=59.763，P= 0.000),Hebei and Tianjin(χ2=16.250，P=0.000),Shanxi and Inner Mongolia(χ2=24.502，P=0.000),Shanxi and Tianjin(χ2=5.288，P= 0.021).The average concentration of nitrate nitrogen was(9.07±1.30)mg/L,the range was 0.01～98.36mg/L（F=17.64，P＜0.01）。Concentration of nitrate nitrogen in InnerMongoliawasobviously higher than that in otherareas,therewasno significantdifferences in Beijing,Tianjin,Hebeiand Shanxi.Therewere 227 qualified papers,the qualified ratewas 66.76%.The turns from high to low was Shanxi,Beijing,Tianjin,Hebei,InnerMongolia.Shown by the statistical test,the generalχ2was 69.27，P＜0.05.The significanttestswere:Inner Mongolia and Beijing(χ2=69.892，P=0.000)，Inner Mongolia and Hebei(χ2=59.763，P=0.000),Inner Mongolia and Tianjin(χ2=16.250，P=0.000),Inner Mongolia and Shanxi(χ2=24.502，P=0.000).By the abovemodel and parameter,the fluoride and nitrate health risk data were tested.Fluoride health riskminimum was in the levelof 10-10,themaximum was in the 10-8order;The average health risks of Beijing,Hebeiand Shanxiself-supply underground waterwere all in the 10-9order,Tianjin and InnerMongolia were in the 10-8order.Nitrate health riskm inimum was in the level of 10-12,themaximum valuewas in the 10-8order ofmagnitude,the average valuewas in the 10-9order,the health risk in InnerMongolia areawas larger.Conclusion：The fluoride and nitrate health risk in the North China Area Army owned waterwas serious,and the fluoride health risk was larger than thatofnitrate.

self-supply water；fluoride；nitrate；health risk assessment

R 123.1

A

2095-3496（2014）03-0144-05

全軍“十二五”后勤科研項目（BWS11J060）

100042 北京，北京軍區(qū)疾病預防控制中心（于瑞敏，佟 亮，王 民，張曉芳，胡冰冰，高 戎）