榆林學院校區生活飲用水中重金屬污染物的健康風險評估

張亞寧，韓海英，吳喜軍

(1.榆林學院 建筑工程系，陜西 榆林 719000;2.榆林學院 潤澤集團，陜西榆林 719000)

榆林市位于陜西省最北部，陜北黃土高原和毛烏素沙地交界處，是黃土高原與內蒙古高原的過渡區。這里能源礦產資源富集，被譽為“中國的科威特”。榆林學院位于榆林市西沙，部分居民用水來源均為區域自打水井，稍加處理后直接飲用地下水。目前，榆林學院校區內部有兩口水井在使用中，一口井在學校東鍋爐房旁邊，另一口井在洗浴中心后面(北圍墻)，兩口井井深約80幾米，用無塔上水器供水。

近年來，隨著人們生活質量的提高，飲用水的水質問題越來越引起人們的重視。水中重金屬具有毒性大、持久性長、難降解等特點，容易在人體內累積，從而對人體健康產生一定的影響［1］。榆林市西沙部分地區生活飲用水僅僅經過消毒處理，可能會存在較大的健康風險。健康風險評估是對個人的健康狀況，未來患病、死亡危險性的定量化評估。實例說明［2］，通過水體環境健康風險評價，既可以定量描述水環境污染對服務區域居民身體健康的危害;又可以直接得出環境污染物的主次順序，從而為環境風險管理提供科學依據。

本研究針對榆林學院校區生活飲用水中的重金屬進行檢測，并且應用美國環保局推薦的健康風險評估模型［3］，對其中 Cr6+、Cd、As、Pb、Hg、Cu、Zn 和Fe 8種重金屬通過飲用水途徑所引起的健康風險做了初步評估。

1 實驗部分

1.1 水樣測定

2011～2013年，每年采集水樣2次，每次采集4個水樣，分別為兩個水源水(東鍋爐房和北圍墻處)、餐廳用水和管網末梢用水(行政樓一樓采集管網末梢水)。水樣采集結束后，立即送至榆林市疾病預防控制中心檢測。檢驗依據為GB/T 5750.6—2006《生活飲用水衛生標準檢驗方法》。

1.2 健康風險評價模型

低濃度重金屬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有兩種，一是致癌物所致健康危險的風險模型，二是非致癌物所致健康危險的風險模型。本文評價水質指標為 Cr6+、Cd、As、Pb、Hg、Cu、Zn 和 Fe 8 種重金屬元素，其中 Cr6+、Cd和As為化學致癌物，其余為非化學致癌物［4-5］。

1.2.1 日均暴露劑量 計算公式為:

式中，Qig是化學致癌物質i經人體飲用的單位體重日均暴露劑量，mg/(kg·d);Q是學生平均每日飲水量，L/d，取2.2 L/d;Ci為(非)化學致癌物質的濃度，mg/L;W是人均體重，kg(我校學生體重均取60 kg)。

1.2.2 致癌物質所導致健康風險的評價模型

式中，Rigc是化學致癌物質i經人體飲用產生的平均個人致癌年風險(a－1);70為人均壽命(a)。

1.2.3 非致癌物質所導致健康風險的評價模型

式中，PADig是非致癌物質i經人體飲用途徑的調整劑量，mg/(kg·d)。

式中，RfDig是非致癌物i經人體飲用途徑的參考劑量，mg/(kg·d);安全因子取10。

1.2.4 生活飲用水中重金屬的綜合風險評估模型

重金屬污染物的毒性性質與混合物的成分、濃度等有關。重金屬毒性作用可分為3種:相加作用、協同作用和拮抗作用。目前，相關文獻［4-5］均認為在重金屬的毒性風險研究中，其作用傾向于相加，即分別將各污染物健康風險計算再相加，則飲用水中重金屬污染物的綜合健康風險R總為:

1.2.5 健康風險評價模型相關參數的選擇 見表1、表2。

表1 致癌物所致健康風險評估模型參數Qig值Table 1 The values of Qigof model parameters of the health risk assessment model caused by carcinogens

表2 非致癌物所致健康風險評估模型參數RfDig值Table 2 The values of RfDigof model parameters of the health risk assessment model caused by non-carcinogens

2 結果與討論

2.1 榆林學院校區生活飲用水中重金屬含量

2011～2013年采集校區生活飲用水6次，每次水樣水質指標幾乎一致，現以2013年水樣指標為 例，其重金屬含量見表3。

表3 2013年5月榆林學院校區生活飲用水8種重金屬的濃度Table 3 The concentration of 8 kinds of heavy metals by drinking in Yulin University campus (mg/L)

由表3可知，8種重金屬中除Cr6+和As外，其余指標在4個采樣點的濃度相同，Cr6+和As濃度相差不大。榆林學院校區生活飲用水重金屬指標均低于《生活飲用水衛生標準》(GB 5749—2006)標準限值，處于生活飲用水安全范疇之內。

2.2 榆林學院校區生活飲用水平均個人年健康風險與總風險評估

根據致癌物、非致癌物所導致健康風險的評價模型公式，對表3的數據進行計算分析，可以計算出4個采樣點各重金屬元素經飲用所引起的平均個人年風險(a－1)，見表4。

由表4可知，致癌物質(Cr6+、Cd和As)所引起的健康風險遠遠大于非致癌物質(Pb、Hg、Cu、Zn和Fe)所引起的健康風險，其優先控制順序為Cr6+＞Cd＞As＞Zn＞Cu＞Pb＞Hg＞Fe，Cr6+的健康風險水平最大，已超過國際防輻射委員會規定的可接受健康風險水平5×10－5/a(即每年每百萬人中因飲用水中污染物影響而受到健康危害的人數不能超過50人)，這說明其已經構成一定程度的污染，對校區學生形成了一定的危害，六價鉻［6-7］對人主要是慢性毒害，它可以通過消化道侵入人體，在體內主要積聚在肝、腎和內分泌腺中，相關部門應進行控制管理。

東鍋爐房的水源水質相對北圍墻稍好一些，建議校區生活飲用水用東鍋爐房，洗浴等其他用水用北圍墻的。

表4 生活飲用水重金屬引水途徑健康危險的風險Table 4 The health risk caused by heavy metals in drinking water

表5 生活飲用水重金屬引水途徑綜合健康危險的風險Table 5 The total health risk caused by heavy metals in drinking water

由表5可知，校區內無論是水源水還是管網末梢水，均已超過國際防輻射委員會規定的可接受健康風險水平5×10－5/a，主要影響者是Cr6+，意味著榆林學院校區每年每百萬人中有超過50人因飲用這些水而受到危害甚至是死亡。雖然榆林學院學生為榆林市臨時居民，可能這些水質對學生身體健康不會構成風險，但是榆林學院校區水質對榆林市西沙部分地方地下水水質有一定的參考性，榆林市是集能源礦產資源富集于一地的城市，這些礦產對地下水的影響應引起相關管理部門的關注。

3 結論

(1)榆林學院校區生活飲用水重金屬指標均低于《生活飲用水衛生標準》(GB 5749—2006)標準限值。

(2)校區生活飲用水指標重金屬的致癌物質(Cr6+、Cd和As)所引起的健康風險遠遠大于非致癌物質(Pb、Hg、Cu、Zn和 Fe)所引起的健康風險，其優先控制順序為Cr6+＞Cd＞As＞Zn＞Cu＞Pb＞Hg＞Fe。

(3)校區內無論是水源水還是管網末梢水，均已超過國際防輻射委員會規定的可接受健康風險水平5×10－5/a，主要貢獻者是Cr6+，應引起相關部門的重視。

本文對榆林學院校區內生活飲用水的8種重金屬元素進行測定，對其健康風險進行了評估，為榆林學院潤澤集團，甚至是榆林市西沙地區提供了定量評價和管理、控制的基本資料，應引起相關部門的重視。

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