六安市城區(qū)飲用水源水重金屬健康風險評價

汪萬芬,錢東升,黃 潤

(1.皖西學院城市建設(shè)與環(huán)境系,安徽六安 237012;2.浙江工業(yè)大學生物與環(huán)境工程學院,浙江杭州 310032)

六安市城區(qū)飲用水源水重金屬健康風險評價

汪萬芬1,錢東升2,黃 潤1

(1.皖西學院城市建設(shè)與環(huán)境系,安徽六安 237012;2.浙江工業(yè)大學生物與環(huán)境工程學院,浙江杭州 310032)

對六安市城區(qū)飲用水源水中的重金屬污染物進行了調(diào)查研究,應用美國環(huán)保局推薦的健康風險模型對引起的健康風險度做了初步評價。結(jié)果表明,重金屬污染物中的非致癌物質(zhì)所引起的健康風險度較低,在10-7和10-10之間,均遠低于ICRP推薦的最大可接受風險水平,風險水平大小次序為Zn、Cu、Pb、Hg,鋅的風險度最大;但致癌物質(zhì)所構(gòu)成的健康危害較高,其中,Cd和Cr平均個人年風險度分別達到了5.476×10-6和3.677×10-5,Cr所造成的平均個人年風險非常接近ICRP推薦的最大可接受風險水平,可知Cr致癌風險極大,應優(yōu)先管理。

飲用水;健康風險評價;重金屬;六安

據(jù)世界衛(wèi)生組織調(diào)查顯示,80%的人類疾病與水質(zhì)污染有關(guān)。飲用水是指人日常生活中喝的水與用的水[1](P30-80)。許多重金屬作為環(huán)境污染物和潛在的有毒污染物已經(jīng)引起了世界各國科學家的高度重視,特別是As,Cd,Hg等有毒重金屬廣泛分布在自然環(huán)境中,可通過飲用水途徑對人體健康產(chǎn)生危害。例如,As對神經(jīng)系統(tǒng)、皮膚、動脈血管產(chǎn)生不良影響,同時還有致癌性[2-3];Cd具有組織累積性,有致癌性;Cu過量的攝入會對人體許多器官產(chǎn)生不良的影響,如肝、腎、消化系統(tǒng)和大腦[4](P233-254)。因此,加強飲用水中重金屬對人體健康造成的風險評價顯得尤為迫切與重要。

健康風險評價是把水環(huán)境污染與人體健康聯(lián)系起來的一種新的評價方法。目前,國內(nèi)外已有不少學者對飲用水污染物作了健康風險評價,并取得了豐富的研究成果,為人類健康飲水提供了堅實的依據(jù)。例如,滕麗華先后兩次對寧波市飲用水中重金屬污染物做健康風險評價,認為,致癌物質(zhì)中Cd所引起的健康風險最高,在非致癌物質(zhì)中Zn所引起的健康風險最高,存在一定程度的污染[5]。張可、胡志峰等對重慶城區(qū)飲用水源作了初步的健康風險評價,認為重慶水源水體中非致癌物質(zhì)影響最大的是鉛[6]。高繼軍、張力平等對北京市飲用水源水重金屬污染物做了初步的健康風險評價,其結(jié)果為:所研究的重金屬污染物中,致癌物質(zhì)對人體健康危害的個人年風險遠遠超過非致癌物的年風險,其風險水平要差2～3個數(shù)量級[7]。隨著人們生活水平的提高,對健康飲水的概念會越來越重視,而飲水安全形勢愈加嚴重,加強飲用水源水重金屬風險評價研究具有現(xiàn)實意義。

六安市位于安徽西部,市區(qū)總?cè)丝诮?0萬。常規(guī)監(jiān)測資料表明,“十五”期間前期市區(qū)集中式生活飲用水源地水質(zhì)狀況良好,但后期飲用水源地水質(zhì)安全狀況呈加重態(tài)勢。“十一五”期間,隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)步伐的加快,城鎮(zhèn)人口的增多,污水的排放量大幅上升,飲用水源水質(zhì)安全問題將更加突出。而至目前為止,對六安市城區(qū)飲用水源水重金屬健康風險進行全面的評價與研究仍是空白,該課題研究對于指導水環(huán)境保護工作,保障市民飲水安全具有重要的現(xiàn)實意義。

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)域概況與資料來源

六安市水域分屬淮河、長江兩大水系,屬于淮河流域面積14912km2,屬于長江流域面積為3064km2。淠河總干渠是六安市集中式生活飲用水源地,也是省城合肥的重要引用水源之一。淠河總干渠六安城區(qū)段長約10.5公里,其存在的水環(huán)境問題及污染隱患已經(jīng)對水體水質(zhì)造成了影響。六安市環(huán)境監(jiān)測中心站對二水廠取水口解放南路橋斷面水質(zhì)進行了檢測。水廠取水口位置及供水情況見表1。

表1 六安市集中式生活飲用水源地檢測點位狀況

2005年六安市集中式生活飲用水源地例行檢測結(jié)果統(tǒng)計(重金屬)見表2。對照國家地表水環(huán)境質(zhì)量標準,六安市城區(qū)水源水均達到Ⅲ類標準,六安市城區(qū)水源水質(zhì)基本符合集中式飲用水源地要求。

表2 六安市城區(qū)飲用水源各重金屬污染物濃度

1.2 重金屬風險評價方法

本文采用美國環(huán)保局推薦的健康風險評價模型進行飲用水風險評價。不同類型污染物通過飲用水途徑進入人體后所引起的健康風險的評價模型包括致癌物質(zhì)所致健康危害的風險模型和非致癌物所致健康危害的風險模型:

式(2)為非致癌物所致健康危害的風險模型,其中Rnig為非致癌物i經(jīng)食入途徑所致健康危險的個人平均年風險(a-1),n為采樣點數(shù)量;Dig為通過飲水途徑暴露的日均暴露劑量[mg/(kg·d)];PA Dig為非致癌物i經(jīng)食入途徑的調(diào)整劑量[mg/(kg·d)],其值見表4;70為人類平均壽命(單位:a)。

通過飲水途徑暴露的日均暴露劑量(Dig)可按下式進行計算:

式(3)中,2.2為成人每日平均飲水量(單位:L);△Ci(x)為污染物平均質(zhì)量濃度增量(單位:mg/L)。調(diào)整劑量 PADig可按下式計算:

式(4)中Rf Dig為非致癌污染物i經(jīng)食入途徑的參考劑量[mg/(kg·d)],本研究中安全因子取值為10。

表3 化學致癌物致癌系數(shù)qig

表4 非致癌物參考劑量RfDig

1.3 評價參數(shù)選擇

根據(jù)國際癌癥研究機構(gòu)(IARC)和世界衛(wèi)生組織(WHO)通過全面評價化學物質(zhì)致癌性可靠程度而編制的分類系統(tǒng),結(jié)合六安市常規(guī)監(jiān)測資料確定本次評價因子為:非致癌物 Hg、Pb、Cu、Zn,致癌物Cd、Cr、As。

2 結(jié)果與分析

2.1 化學非致癌物評價結(jié)果與分析

根據(jù)健康風險評價模型和評價參數(shù),可以計算出通過飲水途徑,化學非致癌物造成的平均個人年風險見表5。

表5 化學非致癌物的飲水途徑健康危害的平均個人年風險度

如表5所示,在非致癌物質(zhì)中Zn所造成的個人年風險最大,達到了3.1×10-7;最小的為 Hg,其平均個人年風險度為9.0×10-10;風險排序為:Zn>Cu >Pb>Hg;各風險水平都集中在10-7和10-10之間。即每千萬人口中因飲用水水質(zhì)的非致癌污染物而受到健康危害或死亡的人數(shù)不到1人。這一水平也遠低于國際防輻射委員會(ICRP)推薦的標準年風險度5.0×10-5。這表明在飲用水中,非致癌化學物質(zhì)所引起的健康危險甚微,不會對暴露人群構(gòu)成明顯的危害。

2.2 化學致癌物評價結(jié)果與分析

根據(jù)健康風險評價模型和評價參數(shù),可以計算出通過飲水途徑,化學致癌物造成的平均個人年風險見表6。

表6 化學致癌物的飲水途徑健康危害的平均個人年風險度

如表6所示,在致癌物質(zhì)中Cr所造成的健康危害的平均個人年風險度最大,達到了3.677×10-5。這一數(shù)字已經(jīng)非常接近國際防輻射委員會推薦的標準年風險度5.0×10-5,表明六安市飲用水源水中存在一定程度的Cr污染,在將來的環(huán)境整治工作中應加強預防和治理。對于As所造成的健康危害的平均個人年風險為6.735×10-7,這一結(jié)果遠遠小于國際防輻射委員會推薦的標準年風險度。

總的來說,六安市城區(qū)飲用水源水中致癌物質(zhì)所造成的危害遠遠大于非致癌物質(zhì)。這一結(jié)果應引起有關(guān)部門的注意,在未來的治理工作中應加強對重金屬中致癌物的控制和治理,造成這一結(jié)果的原因可能與六安市的地質(zhì)地貌因素、土壤成份和生活污水的排放有關(guān)。

3 結(jié)論

通過研究得出以下結(jié)論:

(1)六安市城區(qū)飲用水源水中非致癌物(Zn、Cu、Pb、Hg)健康危害的平均個人年風險依次為3.1× 10-7、4.5×10-9、1.9×10-9、9.0×10-10,非致癌物質(zhì)所引起的健康風險度較低,在10-7和10-10之間,均遠低于ICRP推薦的最大可接受風險水平,Zn的風險度最大。

(2)六安市城區(qū)飲用水源水中致癌物質(zhì)(Cr、Cd、 As)健康危害的平均個人年風險依次為 3.677× 10-5、5.476×10-6、6.735×10-7,致癌物質(zhì)所引起的健康危害較高,Cr所造成的平均個人年風險非常接近ICRP推薦的最大可接受風險水平,致癌風險極大,應優(yōu)先進行管理。

(3)六安市城區(qū)飲用水源水重金屬污染物中致癌物所引起的健康危害遠高于非致癌物質(zhì)所引起的健康危害。

[1]金銀龍,鄂學禮,張嵐.(GB5749-2006)《生活飲用水衛(wèi)生標準》釋義[M].北京:中國標準出版社,2006.

[2]羅鳳基,羅振東,馬亮,等.呼和浩特西部地區(qū)黑河村居民富砷飲水與惡性腫瘤發(fā)病關(guān)系的研究[J].中華流行病學雜志,1995,16(5):289-291.

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[5]騰麗華.寧波市飲用水中重金屬鉄鋅銅健康風險度評價[J].廣東微量元素科學,2007,14(6):33-36.

[6]張可,胡志鋒,張勇,等.重慶市城區(qū)飲用水源健康風險評價[J].四川環(huán)境,2007,26(2):71-73.

[7]高繼軍,張力平,黃圣彪,等.北京市飲用水源水重金屬污染物健康風險的初步評價[J].環(huán)境科學,2004,25(2):47 -50.

[8]EPA.Supplement risk Assessment.Part 1[R].USA: EPA,1989.

The H ealth Risk Assessment of H eavy Metals in Drinking Water in Lu’an

WAN G Wan-fen1,QIAN Dong-sheng2,HUAN G Run1
(1.Department of City Construction and Environment,West A nhui University,L u’an237012,China;
2.College of Biological and Environmental Engineering,Zhejing University of Technology,HangZhou310032,China)

In this paper,Lu’an City’s main water source of drinking water contaminants of heavy metals was investigated,and the application of the United States Environmental Protection Agency recommended model health risks Lu’an City water source of drinking water caused by heavy metal pollutants in the health risk to do a preliminary evaluation.The results showed that heavy metal pollutants in the index of non-carcinogenic substances,health risks from low,10-7and 10-10in between the exposed population will not pose a significant health threat.However,carcinogenic health hazards posed by a higher one,Cd and Cr had reached 5. 477×10-6and 3.677×10-5,Cr caused by the average individual risk has been in very close to the International Commission on Radiation Protection(ICRP)recommended maximum acceptable way through the level of drinking water,indicating the existence of a certain degree of pollution,priority should be to manage.

drinking water;health risk assessment;heavy metal;Lu’an

X52

A

1009-9735(2010)02-0140-03

2009-12-17

六安市定向委托皖西學院市級研究項目(2008LW025)。

汪萬芬(1975-),女,安徽六安人,皖西學院講師,碩士,研究方向:水環(huán)境評價與監(jiān)測。