王 恒，趙文艷

(1.四川省生態(tài)環(huán)境科學(xué)研究院，成都 610041； 2.四川省環(huán)境政策研究與規(guī)劃院，成都 610041)

對于日常生活用水而言，有些污染物質(zhì)具有較強的毒性，即使在水中濃度很低，符合相關(guān)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，但在長期暴露條件下，仍然存在一定的潛在威脅，可能對人體健康造成嚴(yán)重危害。因此，準(zhǔn)確判斷飲用水水質(zhì)對人體健康短期或長期的影響是人們最為關(guān)注的問題之一[1]。因此，從飲用水健康角度出發(fā)，對飲用水源地水質(zhì)進行環(huán)境健康風(fēng)險評價是十分必要的，尤其是飲用水源以地表水為主的河流型飲用水源地，如四川等。我國的健康風(fēng)險評價工作開始于20世紀(jì)80年代初，隨著水污染越來越嚴(yán)重，關(guān)于水環(huán)境的健康風(fēng)險評價也越來越多，主要集中于對地表水或污水回用的評價，除了少量有關(guān)微生物所致健康危害的風(fēng)險評價報道以外，評價的污染物主要是化學(xué)污染物[2-3]。于云江課題組于 2010 年建立了環(huán)境污染的健康損害調(diào)查方法與技術(shù)規(guī)范，提出區(qū)域環(huán)境污染健康風(fēng)險評估研究的“六步走”，之后，我國區(qū)域環(huán)境健康領(lǐng)域的研究多遵循此步驟。

與常規(guī)的水質(zhì)評價相比，水環(huán)境健康風(fēng)險評價[4～9]以風(fēng)險度為評價指標(biāo)，將水環(huán)境中的化學(xué)物質(zhì)含量與人體健康聯(lián)系起來，將單項指標(biāo)直接落實到人體健康上，定量地描述水體中物質(zhì)對人體產(chǎn)生健康危害的風(fēng)險[10]。健康風(fēng)險評價方法分為基于確定性的風(fēng)險評價方法和基于不確定性的風(fēng)險評價方法?；诖_定性評價方法主要有美國健康風(fēng)險評價四步法、美國環(huán)保署推薦的EPA健康風(fēng)險評價法、綜合水質(zhì)標(biāo)示指數(shù)法、病毒感染評價模型、放射性物質(zhì)健康風(fēng)險評價模型；基于不確定性的評價方法主要有蒙特卡洛法、三角模糊數(shù)法、基于區(qū)間數(shù)的水環(huán)境健康風(fēng)險評價模型等。本研究以四川某河流型飲用水源地為研究對象，利用環(huán)境健康風(fēng)險評價模型計算人群在不同暴露途徑下的暴露劑量，再利用暴露劑量計算健康風(fēng)險度數(shù)值，最后對風(fēng)險度數(shù)進行分析，確定污染物的潛在健康危害，對居民和管理者更加充分了解、關(guān)注飲用水環(huán)境狀況，以及對今后保護和管理工作提供有意義的參考。

1 研究對方及方法

1.1 研究對象

以四川某河流型飲用水源地為研究對象，以連續(xù)五年飲用水源水質(zhì)月報和全指標(biāo)分析數(shù)據(jù)為依據(jù)，根據(jù)國家《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)，將實測值與國家標(biāo)準(zhǔn)值進行比較，對該飲用水源水質(zhì)進行評價，評估結(jié)果表明：該河流型飲用水源地受總磷影響較為突出，水源地連續(xù)五年普遍存在總磷、糞大腸菌群超標(biāo)，總磷超標(biāo)倍數(shù)為1.05～2.85倍，糞大腸菌群超標(biāo)倍數(shù)為1.05～2.4，其余指標(biāo)均達標(biāo)。

1.2 評估方法

1.2.1 評估方法的確定

我國的風(fēng)險評價研究起步較晚，而以美國為首的發(fā)達國家早已開展相關(guān)方面的工作，并取得了較好的成果。美國EPA飲水健康風(fēng)險評價模型計算過程簡單、操作性更強，而且結(jié)果表達簡潔。因此，本次研究將選取基于確定性的美國環(huán)保署提出的EPA環(huán)境健康評價方法。計算模型如表1所示。

表1 飲水暴露途徑的健康風(fēng)險評價模型Tab.1 Health risk assessment model of drinking water exposure pathway

飲水途徑的單位體重日均暴露劑量 Dig 為：

其中：CDI飲水代表暴露個體在單位時間內(nèi)通過飲用水吸收的污染物劑量(mg/(kg·d))；Cw表示單位水體中含有污染物的濃度(mg/L)；IR代表攝取速率(水：L/d)；Ef表示暴露群體的暴露頻率(d/a)；Ed表示暴露周期(a)；Bw表示人群平均體重(kg)；ais表示吸收因子；At表示平均暴露時間(d)。

假設(shè)攝入體內(nèi)的各項化學(xué)物質(zhì)對人體健康危害的累積效應(yīng)呈相加關(guān)系、而不是協(xié)同或拮抗關(guān)系，則飲用水的健康風(fēng)險總值為R總，計算公式為：

1.2.2 模型參數(shù)的確定

在計算暴露劑量時，暴露群體的體質(zhì)、年齡、及攝取速率等參數(shù)影響計算結(jié)果的準(zhǔn)確性，結(jié)合暴露群體的生活習(xí)慣和身體特征，根據(jù)《中國人群暴露參數(shù)手冊(2013年)》《中國統(tǒng)計年鑒》《污染場地健康風(fēng)險評價》等相關(guān)資料，對暴露劑量計算模型中的參數(shù)進行了優(yōu)化取值[11～14]。通過飲水途徑暴露參數(shù)的取值見表2。

表2 飲水途徑暴露參數(shù)Tab.2 Exposure parameters of drinking water route

注：括號內(nèi)為國外推薦平均值

由表2中本地化參數(shù)值與國外推薦值存在一定差別，由于體質(zhì)的不同，四川地區(qū)人群提取速率比國外推薦值低，壽命比國外推薦平均值要高，暴露時間要長。由此可見，健康風(fēng)險評估參數(shù)值采取本地化指標(biāo)值更具有實際意義。

2 實例應(yīng)用

2.1 風(fēng)險識別

健康風(fēng)險評價過程中通常把毒物質(zhì)分為兩類：基因毒物質(zhì)和軀體毒物質(zhì)。致癌物和放射性污染物質(zhì)屬于基因毒物質(zhì)；而非致癌物則屬于軀體毒物質(zhì)。根據(jù)近五年研究對象水質(zhì)分析，主要對人體有嚴(yán)重影響的致癌物質(zhì)有砷、三氯甲烷、四氯化碳等。還有一些非致癌物質(zhì)，有氟化氫、汞、硒、氨氮、錳、揮發(fā)酚硝酸鹽等。

2.2 暴露評估

根據(jù)飲水途徑暴露劑量計算公式可計算出研究對象水體中所含化學(xué)致癌物質(zhì)和非致癌物質(zhì)通過飲水途徑的暴露劑量，評估結(jié)果見表3～表5。

表3 成年男性通過飲水途徑對污染物的暴露劑量Tab.3 Exposure of adult males to pollutants through drinking water (mg/(kg·d))

注：“-”表示水質(zhì)指標(biāo)未檢出，無法計算暴露劑量。

表4 成年女性通過飲水途徑對污染物的暴露劑量Tab.4 Exposure of adult women to pollutants through drinking water (mg/(kg·d))

表5 兒童通過飲水途徑對污染物的暴露劑量Tab.5 Exposure of children to pollutants through drinking water (mg/(kg·d))

從通過飲水接觸途徑暴露劑量結(jié)果表中可以看出成年男性、成年女性以及兒童三個不同群體中非致癌物暴露劑量最大的物質(zhì)是硝酸鹽，致癌物暴露劑量最大的物質(zhì)是砷，暴露劑量：兒童>成年男性>成年女性。

2.3 風(fēng)險表征

在連續(xù)5年暴露劑量的基礎(chǔ)上，利用單項暴露劑量計算公式，計算每項物質(zhì)通過飲水暴露途徑對暴露群體產(chǎn)生的年健康風(fēng)險，計算結(jié)果見表6～表8。

表6 成年男性通過飲水暴露途徑引起的單項指標(biāo)健康風(fēng)險Tab.6 Single index health risks of adult males caused by drinking water exposure

續(xù)表6

因子第一年第二年第三年第四年第五年硝酸鹽2.76E-102.72E-102.76E-102.59E-102.71E-10致癌物砷4.25E-075.33E-075.52E-074.97E-075.00E-07三氯甲烷1.12E-081.43E-084.53E-09--四氯化碳9.18E-091.69E-08---

表7 成年女性通過飲水暴露途徑引起的單項指標(biāo)健康風(fēng)險Tab.7 Single index health risks of adult females caused by drinking water exposure

表8 兒童通過飲水暴露途徑引起的單項指標(biāo)健康風(fēng)險Tab.8 Single index health risks of children caused by drinking water exposure

由上表可知，通過飲水途徑對成年男性、成年女性及兒童的健康風(fēng)險值最大的化合物為致癌物砷，其中最大風(fēng)險值為兒童通過飲水暴露途徑引起的致癌物砷單項指標(biāo)健康風(fēng)險4.33×10-6。

2.4 評價結(jié)果

由健康風(fēng)險評價模型計算得出飲水暴露途徑健康風(fēng)險總值如表9～表11所示。

表9 成年男性通過飲水暴露途徑引起的單項指標(biāo)健康風(fēng)險Tab.9 Single index health risks of adult males caused by drinking water exposure

表10 成年女性通過飲水暴露途徑引起的單項指標(biāo)健康風(fēng)險Tab.10 Single index health risks of adult females caused by drinking water exposure

表11 兒童通過飲水暴露途徑引起的單項指標(biāo)健康風(fēng)險Tab.11 Single index health risks of children caused by drinking water exposure

由表9～表11可知，研究對象飲水暴露途徑健康風(fēng)險值主要由致癌物健康風(fēng)險值決定，非致癌風(fēng)險值較小，致癌物中通過飲水途徑的健康風(fēng)險總值從大到小排序：砷>四氯化碳>三氯甲烷。非致癌物中通過飲水途徑健康風(fēng)險總值從大到小排序：硝酸鹽>氨氮>氟化物>硒>錳>揮發(fā)酚>汞。

總體來看，兒童的健康風(fēng)險值最大，女性的健康風(fēng)險值最少。經(jīng)飲水途徑所致的健康危害風(fēng)險值連續(xù)五年未超過美國US EPA推薦的最大可接受水平1.0×10-4，不會對人體產(chǎn)生較大的健康危害。

2.5 不確定性分析

飲用水監(jiān)測數(shù)據(jù)主要來自各地監(jiān)測站的例行監(jiān)測數(shù)據(jù)，數(shù)量和檢出能力有限，且選取了部分具有常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)進行評價研究，相對系統(tǒng)全面，但還存在著一定的局限；未涉及皮膚接觸、攝入食物、吸入空氣等其他途徑帶來的健康風(fēng)險；未考慮非常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)等其他化學(xué)物質(zhì)健康風(fēng)險及其相互作用的影響；還未考慮飲水習(xí)慣(燒開、凈化等) 對水質(zhì)產(chǎn)生的影響。以上情況均可能導(dǎo)致風(fēng)險評價的結(jié)果和結(jié)論出現(xiàn)偏差。

3 討論與結(jié)論

經(jīng)過研究，可得出近五年研究對象風(fēng)險總值均未超過US EPA推薦的最大可接受水平，但是致癌物的風(fēng)險總值已經(jīng)趨近于國際輻射防護委員會(ICRP)推薦的最大風(fēng)險值5×10-5，因此，加強水源地化學(xué)致癌物的管理是十分必要的。

確保飲用水水質(zhì)安全的最終落腳點是充分保障人體健康，然而目前主要基于水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)開展的飲用水水質(zhì)安全評價管理工作并不能直接反映水質(zhì)與人體健康之間的關(guān)系。健康風(fēng)險評價則正好架起了兩者之間的橋梁，可以定量反映水體污染對人體健康造成損害的可能性及其程度。因此，有必要在飲用水水質(zhì)安全管理工作中全面開展健康風(fēng)險評價，建議在目前飲用水水質(zhì)安全標(biāo)準(zhǔn)管理的基礎(chǔ)上逐步引入風(fēng)險管理，基于健康風(fēng)險分析的飲用水水質(zhì)安全評價將為政府在飲用水安全領(lǐng)域的管理決策提供更深入的科學(xué)依據(jù)。