趙艷民,秦延文,鄭丙輝,張 雷,馬迎群 (中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院,環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,國(guó)家環(huán)境保護(hù)河口與海岸帶環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100012)

突發(fā)性水污染事故應(yīng)急健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

趙艷民,秦延文,鄭丙輝*,張 雷,馬迎群 (中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院,環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,國(guó)家環(huán)境保護(hù)河口與海岸帶環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100012)

基于US NAS健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)理論,構(gòu)建包括危害鑒別、劑量效應(yīng)評(píng)價(jià)、暴露評(píng)價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)表征4部分內(nèi)容的突發(fā)性水污染事故應(yīng)急健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)體系.該技術(shù)體系充分考慮突發(fā)性水污染事故污染物對(duì)于人體健康“短時(shí)間、高劑量”的暴露特點(diǎn),提出了突發(fā)性水污染事故污染物應(yīng)急參考濃度的計(jì)算方法,以健康危害商值定性描述突發(fā)性水污染事故的健康風(fēng)險(xiǎn),并通過(guò)統(tǒng)計(jì)推斷健康危害商值的概率分布定量描述突發(fā)性水污染事故的健康風(fēng)險(xiǎn),并實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)分級(jí).以松花江硝基苯水污染事故為例,對(duì)突發(fā)性水污染事故應(yīng)急風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證,計(jì)算獲取的以保護(hù)成人和兒童的應(yīng)急參考濃度分別為0.175,0.05mg/L,污染事故的健康風(fēng)險(xiǎn)值分別為29%和62%,分別隸屬于中級(jí)和高級(jí)風(fēng)險(xiǎn)水平.實(shí)例表明應(yīng)急健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)體系能夠有效表征突發(fā)性水污染事故的健康風(fēng)險(xiǎn),在一定程度上可以為突發(fā)性水污染事故的應(yīng)急管理提供依據(jù).

突發(fā)性水污染事故；健康風(fēng)險(xiǎn)；應(yīng)急風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)；硝基苯

據(jù)環(huán)境保護(hù)部環(huán)境應(yīng)急與事故調(diào)查中心的相關(guān)數(shù)據(jù),在全國(guó) 4.6萬(wàn)多家重點(diǎn)行業(yè)及化學(xué)品企業(yè)中,81.3%的企業(yè)具有環(huán)境風(fēng)險(xiǎn),72%的企業(yè)分布在長(zhǎng)江、黃河、珠江和太湖等重點(diǎn)流域沿岸[1],爆發(fā)突發(fā)性水污染事故的概率較大.據(jù)統(tǒng)計(jì),2004～2006年平均每2～3d就有一起水污染事故發(fā)生,其中影響較大如2005年松花江硝基苯污染事件[2].近年來(lái),各級(jí)政府紛紛把制定突發(fā)性污染事故應(yīng)急預(yù)案作為維護(hù)社會(huì)安全穩(wěn)定的必選措施,而定量評(píng)價(jià)其對(duì)人體健康危害則是政府制定應(yīng)急預(yù)案的重要依據(jù).健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是20世紀(jì)由美國(guó)科學(xué)院國(guó)家研究委員會(huì)(U.S. National Research Council of National Academy of Science,US NAS)提出的出來(lái)的包括危害鑒別、劑量-效應(yīng)評(píng)價(jià)、暴露評(píng)價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)表征的4項(xiàng)內(nèi)容的整套體系,用以評(píng)估有害因子對(duì)人體健康產(chǎn)生的不良影響.目前,健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)理論已經(jīng)廣泛應(yīng)用于常規(guī)水環(huán)境污染對(duì)人體健康的影響[3-5].對(duì)于突發(fā)性水污染事故造成的健康危害的評(píng)價(jià),盡管已有研究者開(kāi)展了探索性工作[6],但如何針對(duì)突發(fā)性水污染事故“短時(shí)間、高劑量”暴露特點(diǎn)開(kāi)展恰當(dāng)?shù)慕】碉L(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),仍需進(jìn)一步研究.

2005年11月13日,松花江上游吉林市中國(guó)石油總公司吉林化學(xué)工業(yè)公司“雙苯”車(chē)間發(fā)生爆炸事故,造成新苯胺裝置、硝基苯和苯儲(chǔ)蓄罐報(bào)廢和內(nèi)容物泄露,導(dǎo)致松花江水受到嚴(yán)重污染,沿江群眾生產(chǎn)生活受到嚴(yán)重威脅,并產(chǎn)生了一系列跨省、跨國(guó)界問(wèn)題[7].眾多研究者從不同角度對(duì)此次事故的發(fā)生、發(fā)展以及影響進(jìn)行了研究,如張波等通過(guò)構(gòu)建一維水質(zhì)模型對(duì)水污染事故進(jìn)行水質(zhì)模擬[8],張洪杰等[9]針對(duì)硝基苯污染的處理方法進(jìn)行綜述,候瑜[10]對(duì)松花江水污染事故的經(jīng)濟(jì)社會(huì)損失評(píng)估進(jìn)行探討,對(duì)于該事故的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)則研究較少[6],且其研究結(jié)果主要關(guān)注污染物造成長(zhǎng)期慢性影響,對(duì)于該事故短期急性暴露的影響尚未有人開(kāi)展相關(guān)健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià).本研究以 2005年松花江硝基苯水污染事故中某控制斷面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),在考慮充分考慮突發(fā)性水污染事故短時(shí)間、高劑量暴露特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,試圖建立突發(fā)性水污染事故應(yīng)急健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法,以期為應(yīng)急突發(fā)性水污染事故的應(yīng)急風(fēng)險(xiǎn)管理提供技術(shù)支撐.

1 突發(fā)性水污染事故應(yīng)急場(chǎng)景

圖1 突發(fā)性水污染事故急性暴露場(chǎng)景Fig.1 Exposure scenarios of water pollution accidents

本研究定義的突發(fā)性水污染事故是指由于自然原因或人為因素導(dǎo)致特征污染物在短時(shí)間內(nèi)大量進(jìn)入水環(huán)境,導(dǎo)致水體中污染物濃度迅速升高,超過(guò)水環(huán)境控制標(biāo)準(zhǔn),影響水體使用功能的事件.突發(fā)性水污染事故相關(guān)的急性暴露場(chǎng)景,一般可以分為3類(lèi)[11-12],如圖1. 3種急性暴露場(chǎng)景中,以圖1(B)展示的暴露場(chǎng)景最為普遍,本研究案例分析中選取的松花江硝基苯水污染事故表現(xiàn)為該暴露場(chǎng)景.

2 研究方法

遵循US NAS提出的人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)“四步法”,在實(shí)際操作中充分考慮突發(fā)性水污染事故對(duì)于評(píng)價(jià)受體短時(shí)間、高劑量暴露的特點(diǎn),對(duì)基本框架內(nèi)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行界定和解釋,開(kāi)展突發(fā)性水污染事故的應(yīng)急健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià).

2.1 危害鑒別

危害鑒別主要是通過(guò)分析證據(jù)權(quán)重(WOE),廣泛收集污染物的物理化學(xué)性質(zhì),毒理學(xué)和藥物代謝動(dòng)力學(xué)性質(zhì),人體對(duì)該物質(zhì)的暴露途徑和方式,以及在人體內(nèi)新陳代謝作用等相關(guān)資料,對(duì)該物質(zhì)危害人體健康的能力做出判斷[13].按照危害性質(zhì),污染物對(duì)于人體健康的健康風(fēng)險(xiǎn)可以分為非致癌風(fēng)險(xiǎn)和致癌風(fēng)險(xiǎn),致癌風(fēng)險(xiǎn)多在污染物質(zhì)長(zhǎng)期暴露條件下評(píng)估[14],與本研究針對(duì)突發(fā)性水污染事故應(yīng)急健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的目的不符,因此本研究主要關(guān)注污染化學(xué)物質(zhì)的非致癌風(fēng)險(xiǎn).

2.2 劑量-效應(yīng)評(píng)價(jià)

劑量-效應(yīng)評(píng)價(jià)是在分析獲取的污染物的毒理學(xué)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,通過(guò)科學(xué)判斷,獲取在一定可接受水平上對(duì)于人體的可接受日均暴露量或暴露濃度,對(duì)非致癌污染物而言為參考劑量(RfD)或參考濃度(RfC)[16].考慮到突發(fā)性水污染事故短時(shí)間、高劑量暴露的特點(diǎn),本研究期望建立適合短時(shí)間、高劑量暴露條件下能夠有效保護(hù)人體健康的水體中污染物的應(yīng)急參考濃度(ARfC).ARfC的推導(dǎo)參照US EPA[15]的方法按照以下公式進(jìn)行推算:

式中,ARfC:應(yīng)急參考濃度,mg/L;BW:體重,kg;DWI:日均飲水量,L;NOAEL:無(wú)可觀察毒性效應(yīng)水平, mg/(kg·d);LOAEL:最低可觀察毒性效 應(yīng) 水 平,mg/(kg·d);UF:不 確 定 性 因 子 ,無(wú) 量綱;MF:修正因子,無(wú)量綱(主要根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)以及毒性數(shù)據(jù)完整性、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物數(shù)量等進(jìn)行數(shù)據(jù)可靠性判斷,一般取值為1[15]).

根據(jù)公式(1)ARfC的推導(dǎo)可以分為4個(gè)步驟:①污染物急性暴露毒理數(shù)據(jù)的收集;②NOAEL或LOAEL的確定;③暴露參數(shù)BW和DWI的確定;④不確定性因子UF的確定.

污染物急性暴露毒理學(xué)數(shù)據(jù)主要通過(guò)全面檢索已經(jīng)發(fā)表的相關(guān)資料獲取.目前,美國(guó)國(guó)家毒理學(xué)項(xiàng)目(National toxicology program, NTP)、世界衛(wèi)生組織國(guó)際化學(xué)品安全項(xiàng)目(International programmed on chemical safety, IPCS)以及 US EPA 的綜合風(fēng)險(xiǎn)信息系統(tǒng)(Integrated Risk Information System, IRIS)均設(shè)置了相應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)毒理學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù).

無(wú)可觀察毒性效應(yīng)水平 NOAEL或最低可觀察效應(yīng)水平LOAEL的確定是推導(dǎo)ARfC的關(guān)鍵.對(duì)于針對(duì)特定暴露場(chǎng)景的污染物 ARfC,NOAEL或LOAEL的暴露時(shí)間應(yīng)與ARfC的暴露時(shí)間相對(duì)應(yīng).如US EPA水辦公室確定的推導(dǎo)急性健康建議值(Health advisory value, HA)方法時(shí)規(guī)定,采用少于7d的污染物毒理學(xué)數(shù)據(jù)作為計(jì)算1d健康建議值(1-day HA),采用暴露時(shí)間少于30d暴露的毒理學(xué)數(shù)據(jù)作為推導(dǎo)10d健康建議值(10-day HA)的計(jì)算依據(jù)[16].

暴露人群的體重(BW)和暴露人群日均飲水量(DWI)是暴露參數(shù)中兩項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù),是評(píng)價(jià)人體經(jīng)由飲用水途徑暴露外界物質(zhì)劑量的重要參數(shù)[17].由于目前我國(guó)尚未頒布涉及人群暴露參數(shù)的權(quán)威性文件,因此本研究中的體重以及日均飲水量主要參照USEPA頒布的《暴露參數(shù)手冊(cè)》[17],手冊(cè)中將人群區(qū)分為兒童人群和成人人群,各自的體重和飲水量參數(shù)值分別為10,70kg和1,2L.

不確定性因子主要根據(jù)獲取的毒性數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和性質(zhì)進(jìn)行判斷,推導(dǎo) ARfC中不確定性因子取值方法主要依據(jù)USEPA推導(dǎo)RfD中對(duì)于不確定性因子 UF的確定準(zhǔn)則[18],主要考慮物種內(nèi)部和物種之間的差異性,確定推導(dǎo)ARfC的UF取值(表1).

表1 應(yīng)急參考濃度不確定性因子取值Table 1 Uncertainty factors’ value for deriving acute reference concentration

2.3 暴露評(píng)價(jià)

對(duì)于突發(fā)性水污染事故,暴露評(píng)價(jià)的主要內(nèi)容是闡述相關(guān)暴露場(chǎng)景,確定暴露受體,明確暴露濃度.通常以 2種渠道獲取突發(fā)性水污染事故的暴露濃度:①事故發(fā)生期間的應(yīng)急監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù);②根據(jù)事故中污染物的泄漏量以及相關(guān)的水質(zhì)水動(dòng)力參數(shù),利用相關(guān)模型擬合獲取.理論上,利用模型擬合獲取的暴露濃度數(shù)據(jù)更完整,而且能夠開(kāi)展?jié)舛阮A(yù)測(cè),但實(shí)際應(yīng)用中,由于污染物性質(zhì)多樣,水文水動(dòng)力參數(shù)復(fù)雜,模型獲取的暴露濃度可能存在準(zhǔn)確性不足的問(wèn)題.因此目前仍然主要利用事故發(fā)生期間應(yīng)急監(jiān)測(cè)獲取的暴露濃度制定相關(guān)的應(yīng)急管理政策.

2.4 風(fēng)險(xiǎn)表征

健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的風(fēng)險(xiǎn)表征是綜合利用劑量效應(yīng)評(píng)價(jià)和暴露評(píng)價(jià)的相關(guān)信息,對(duì)污染物對(duì)人體健康可能造成的影響進(jìn)行判斷,定性和定量描述人群健康遭受的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn),并對(duì)其可信程度或不確定性加以闡述的過(guò)程.

2.4.1 風(fēng)險(xiǎn)描述 本研究采用商值法對(duì)突發(fā)性水污染事故急性健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行闡述.商值法是一種簡(jiǎn)單且保守的風(fēng)險(xiǎn)表征方法,主要通過(guò)計(jì)算化合物的危害商值(HQ)對(duì)特定濃度的化合物危害程度進(jìn)行判斷和表征,其具體的計(jì)算方法見(jiàn)式(2):

式中,HQ為危害商值,無(wú)量綱;EPC:環(huán)境暴露濃度mg/L,本研究中指水體中硝基苯的濃度;ARfC為劑量-效應(yīng)評(píng)價(jià)中確定的應(yīng)急參考濃度 mg/L;HQ＜1,認(rèn)為不會(huì)對(duì)健康產(chǎn)生急性危害;HQ≥1會(huì)對(duì)健康產(chǎn)生急性危害[19].

2.4.2 風(fēng)險(xiǎn)分級(jí) 本研究嘗試根據(jù)商值概率分布法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分級(jí).假定事故發(fā)生期間污染物的HQ符合一定的概率分布,采用Monte Carlo法可對(duì)其概率分布進(jìn)行擬合.擬合獲取的 HQ分布中HQ≥1出現(xiàn)的概率,即對(duì)人體健康產(chǎn)生危害的概率定義為風(fēng)險(xiǎn)值(RV),則具體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2.

表2 突發(fā)性水污染事故風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)及其代表意義Table 2 Classification and indication of sudden water pollution accident

3 案例-硝基苯污染事故應(yīng)急健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

3.1 硝基苯危害鑒別

硝基苯難溶于水,易溶于有機(jī)溶劑,硝基苯急性中毒產(chǎn)生包括發(fā)紺、意識(shí)障礙、高鐵血紅蛋白、昏迷等癥狀,對(duì)于腎臟損害具有損害,長(zhǎng)期暴露可造成溶血及肝損害[20].根據(jù)世界衛(wèi)生組織和USEPA環(huán)保局綜合風(fēng)險(xiǎn)信息系統(tǒng)(Integrated Risk Information System, IRIS)的數(shù)據(jù),硝基苯隸屬于可疑人類(lèi)致癌物,但至今仍缺乏人體攝入硝基苯患癌的證據(jù),尤其缺乏經(jīng)口服暴露的致癌證據(jù)[21-22].

3.2 硝基苯的“劑量-效應(yīng)”評(píng)價(jià)

3.2.1 硝基苯毒理學(xué)數(shù)據(jù)收集 本研究主要關(guān)注暴露時(shí)間不超過(guò) 30d的急性以及短期暴露毒性數(shù)據(jù),最終篩選的毒性數(shù)據(jù)如表3.

3.2.2 硝基苯應(yīng)急參考濃度的計(jì)算 依據(jù)上述方法推導(dǎo)硝基苯應(yīng)急參考濃度 ARfC.首先收集了部分硝基苯毒性數(shù)據(jù),考慮突發(fā)性水污染事故應(yīng)急評(píng)估的特點(diǎn),選擇暴露時(shí)間為28d,以F344大鼠作為暴露動(dòng)物,毒性終點(diǎn)為L(zhǎng)OAEL的Shimo[25]的毒理學(xué)數(shù)據(jù)作為計(jì)算突發(fā)性水污染事故硝基苯應(yīng)急參考濃度ARfC的基礎(chǔ)毒性數(shù)據(jù).根據(jù)表1中不確定性因子的取值規(guī)則,動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的LOAEL不確定性因子UF取值1000,根據(jù)公式(1)以及表 1中暴露參數(shù)的取值,計(jì)算獲取硝基苯突發(fā)性水污染事故應(yīng)急參考濃度ARfC如下:

表3 硝基苯的急性毒性Table 3 Acute toxicity of nitrobenzene

3.3 硝基苯暴露評(píng)價(jià)

3.3.1 暴露場(chǎng)景分析 對(duì)于本研究選取的控制斷面,硝基苯污染團(tuán)通量過(guò)境主要發(fā)生遷移轉(zhuǎn)化作用主要包括:①部分硝基苯吸附并蓄積于河床沉積物中;②部分硝基苯通過(guò)揮發(fā)作用進(jìn)入空氣中;③部分硝基苯因河水結(jié)冰凍結(jié)在冰面之中;④硝基苯隨水流的縱向橫向運(yùn)動(dòng)進(jìn)行擴(kuò)散稀釋;⑤硝基苯在理化條件發(fā)生變化的情況下轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì);⑥硝基苯被微生物利用和分解.本研究主要關(guān)注以松花江作為飲用水源地取水的風(fēng)險(xiǎn),因此主要關(guān)注水體中硝基苯對(duì)人體的暴露.暴露人群的選擇上,除了成人之外,選擇對(duì)于污染物較為敏感的兒童作為保護(hù)對(duì)象.

3.3.2 暴露濃度 本研究中選擇2005年松花江硝基苯污染事件中吉林段某一監(jiān)測(cè)斷面自11月13日事故爆發(fā),至12月2日應(yīng)急監(jiān)測(cè)的硝基苯濃度開(kāi)始低高于地表水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) GB3838-2002[28]規(guī)定的集中式飲用水源地硝基苯濃度限值(0.017mg/L)為本次污染事故的暴露濃度.為保證突發(fā)性水污染事故中硝基苯的濃度對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)化后為正值,濃度按公式(3)進(jìn)行轉(zhuǎn)化,并利用Crystalball自帶的軟件包對(duì)數(shù)據(jù)分布模式進(jìn)行檢驗(yàn),尋找其最佳分布模式.

應(yīng)急監(jiān)測(cè)期間硝基苯濃度參數(shù)統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表 4.事故應(yīng)急監(jiān)測(cè)期間硝基苯最大濃度高達(dá)3.61mg/L,平均值為0.38mg/L.對(duì)其數(shù)據(jù)分布模式進(jìn)行檢驗(yàn),結(jié)果表明硝基苯應(yīng)急監(jiān)測(cè)濃度符合“l(fā)og-logistic”分布,其參數(shù)值為:mean=3.90、scale=0.47.

表4 水污染事故中硝基苯濃度參數(shù)統(tǒng)計(jì)Table 4 Statistic summary of nitrobenzene concentration in water environment accident

3.4 風(fēng)險(xiǎn)表征

3.4.1 硝基苯風(fēng)險(xiǎn)描述 如圖2所示,事故期間硝基苯對(duì)成人的危害最大商值為 20.65,對(duì)兒童的危害最大商值則高達(dá) 72.26,表明事故期間硝基苯可對(duì)人體健康產(chǎn)生較大危害.硝基苯對(duì)兒童比成人的毒性更強(qiáng),事故應(yīng)急的22次監(jiān)測(cè)中對(duì)于成年人自第7次監(jiān)測(cè)開(kāi)始,危害商值開(kāi)始小于1,表明自此時(shí)硝基苯對(duì)于成人的危害風(fēng)險(xiǎn)降低至可接受的水平;而對(duì)于兒童而言,隨著硝基苯濃度的波動(dòng),兒童的危害商值直至第19次才穩(wěn)定的低于1,即硝基苯的風(fēng)險(xiǎn)開(kāi)始降低至可接受水平.

圖2 硝基苯的危害商值Fig.2 Hazard quotient of nitrobenzene

圖3 硝基苯商值概率分布及累計(jì)概率分布曲線Fig.3 Distribution of probability density and cumulative probability of hazard quotients of nitrobenzene

3.4.2 硝基苯風(fēng)險(xiǎn)分級(jí) 由于獲取的突發(fā)性硝基苯污染事故危害商值數(shù)值之間差異較大,本研究將危害商值利用公式(4)進(jìn)行對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)化,并采用Monte Carlo(5000次隨機(jī)抽樣)模擬暴露商值的分布,結(jié)果見(jiàn)圖3.

如圖3可知,對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)化危害商值等于5時(shí)(即為危害商值=1)對(duì)應(yīng)的累積概率值成人為0.71,兒童為0.38,則,成人和兒童危害商值≥1的概率即本研究提出的風(fēng)險(xiǎn)值 RV分別為 29%(100%-0.71×100%)和 62%(100%-0.38×100%),根據(jù)本研究確定的風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)方法,硝基苯污染事故對(duì)成人屬于中級(jí)風(fēng)險(xiǎn),對(duì)兒童屬于高風(fēng)險(xiǎn).

3.5 不確定性分析以上風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果存在一定的不確定性,主要原因包括:

(1) 水體中硝基苯濃度的不確定性.由于冬季水流量較低,流速也較為緩慢,而硝基苯屬于難溶于水的物質(zhì),短期內(nèi)硝基苯并未與水體充分混合,形成污染團(tuán),此外,硝基苯在水體、沉積物、懸浮顆粒物以及冰層之間表現(xiàn)出一種動(dòng)態(tài)平衡關(guān)系,導(dǎo)致短時(shí)間內(nèi)水體中硝基苯的濃度不穩(wěn)定.應(yīng)急健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)存在一定的不確定性.

(2) 暴露參數(shù)的不確定性.由于我國(guó)頒布相關(guān)的包括飲水量、體重等相關(guān)暴露參數(shù),論文引用了美國(guó)的暴露參數(shù),但美國(guó)人口和中國(guó)人口體征和生活習(xí)慣存在較大差異,如中國(guó)習(xí)慣飲用燒開(kāi)的水,而美國(guó)則習(xí)慣直接飲用,直接套用美國(guó)的暴露參數(shù)進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)存在一定的不確定性.此外,本研究沒(méi)有將城市和農(nóng)村人群加以區(qū)分,農(nóng)村人口勞動(dòng)強(qiáng)度較大,飲用水量可能高于城市人群,使用統(tǒng)一的暴露參數(shù),存在一定的不確定性.

(3) 毒理學(xué)數(shù)據(jù)的不確定性.由于本研究目的是開(kāi)展應(yīng)急人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),但涉及人體健康的硝基苯毒性數(shù)據(jù)較為缺乏,因此只能選擇動(dòng)物毒理數(shù)據(jù)推導(dǎo)應(yīng)急參考濃度 ARfC.在毒理數(shù)據(jù)的選擇上,篩除了與人類(lèi)親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的無(wú)脊椎動(dòng)物毒理學(xué)數(shù)據(jù),盡量選擇以哺乳動(dòng)物為暴露生物的毒理學(xué)數(shù)據(jù),最終選擇大鼠暴露試驗(yàn)的LOAEL推導(dǎo)ARfC.對(duì)于計(jì)算ARfC的不確定性因子,論文主要考慮了物種內(nèi)部差異產(chǎn)生不確定性,物種之間差異產(chǎn)生的不確定性以及以LOAEL替代NOAEL推導(dǎo)ARfC產(chǎn)生的不確定性,因此取值 1000.而毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)中存在諸多的不確定性,導(dǎo)致產(chǎn)生的毒理學(xué)數(shù)據(jù)也存在一定的不確定性,以此推導(dǎo)的 ARfC以及開(kāi)展的應(yīng)急健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)工作同樣存在不確定性.

(4) 暴露人群的不確定性.不同人群對(duì)硝基苯的敏感度差異很大,論文探討了突發(fā)性硝基苯事故中對(duì)成人以及兒童的健康風(fēng)險(xiǎn),然而,其他人群如孕婦、嬰幼兒、老年人可能對(duì)硝基苯暴露更為敏感,因此論文的應(yīng)急健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)存在不確定性.

3.6 建議

突發(fā)性水污染事故的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)需要整合包括毒理學(xué)數(shù)據(jù)、環(huán)境背景濃度、應(yīng)急監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等相關(guān)資料.然而,我國(guó)目前毒理學(xué)數(shù)據(jù)積累較少且未經(jīng)過(guò)系統(tǒng)整理,無(wú)法滿(mǎn)足應(yīng)急風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及時(shí)、有效的特點(diǎn),建議建立我國(guó)特征風(fēng)險(xiǎn)化學(xué)品的毒理學(xué)數(shù)據(jù)平臺(tái),收集篩選特征風(fēng)險(xiǎn)化學(xué)品的毒理學(xué)數(shù)據(jù),為開(kāi)展相應(yīng)的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)提供基礎(chǔ).此外,我國(guó)尚未頒布基于全國(guó)范圍調(diào)查,反映中國(guó)人群特征的暴露參數(shù)手冊(cè),目前只能應(yīng)用美國(guó)EPA頒布的人群暴露參數(shù)手冊(cè),增大了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的不確定性.因此,建議國(guó)內(nèi)相關(guān)部門(mén)構(gòu)建相應(yīng)的毒理學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù);盡快頒布適合我國(guó)人群特征的暴露參數(shù)手冊(cè).

4 結(jié)論

4.1 本研究在US NAS健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)四步法的基礎(chǔ)上,充分考慮突發(fā)性水污染事故短時(shí)間、高劑量的暴露特征,構(gòu)建基于健康風(fēng)險(xiǎn)的突發(fā)性水污染事故應(yīng)急人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)體系,實(shí)現(xiàn)突發(fā)性水污染事故風(fēng)險(xiǎn)的表征和分級(jí).

4.2 在已有硝基苯毒理學(xué)數(shù)據(jù)以及松花江硝基苯事故某斷面應(yīng)急監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,突發(fā)性水污染事故中保護(hù)兒童與成年人的硝基苯應(yīng)急參考濃度可初步確定為 0.05和0.175mg/L,本斷面硝基苯對(duì)兒童和成人的風(fēng)險(xiǎn)值為62%和29%,分別屬于高級(jí)和中級(jí)風(fēng)險(xiǎn).

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Emergency health risk assessment of water pollution accident.

ZHAO Yan-min, QIN Yan-wen, ZHENG Bing-hui*,ZHANG lei, MA Ying-qun
(State Key Laboratory of Environmental Criteria and Risk Assessment, State Environmental Protection Key Laboratory of Estuary and Coastal Environment, Chinese Research Academy of Environmental Sciences,Beijing 100012, China). China Environmental Science, 2014,34(5)：1328～1335

Based on the health risk assessment theory of US NAS (U.S. National Research Council of National Academy of Science)’, a four-step of methodological framework of emergency health risk assessment of water pollution accidents that includes hazard identification, dose-response assessment, exposure assessment and risk characterization was developed. Considering the characteristics of short term, high dose exposure of the sudden water pollution accidents, the method specified for acute reference concentration was proposed, as well as quotient method and probability distribution of quotients were recommended for risk characterization and classification. The Songhua River nitrobenzene water pollution accident was used as an example for verifying the feasibility of the framework of emergency health risk assessment of sudden water pollution accident. Acute reference concentration of nitrobenzene to protect the health of adults and children was calculated by using present method and the value was 0.175and 0.05mg/L, respectively. Risk percentage of the nitrobenzene water accident was 29% and 62%, and the risk grade was middle and high, respectively.The results showed that acute health risk of water pollution accident can be characterized by this emergency health risk assessment. Finally, the difficulties in China carrying out emergency health risk assessment of water accident were discussed, and some suggestions were given.

water pollution accidents；health risk；emergency risk assessment；nitrobenzene

X820

A

1000-6923(2014)05-1328-08

2013-08-16

國(guó)家水體污染控制與治理科技重大專(zhuān)項(xiàng)(2012ZX7503)

* 責(zé)任作者, 研究員, zhengbh@craes.org.cn

趙艷民(1979-),男,河北遵化人,副研究員,博士,研究方向?yàn)榄h(huán)境毒理與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià).發(fā)表論文20篇.