白龜山水庫水源地水質風險評估

李中原 王國重 張繼宇

摘要：為了治理水環(huán)境生態(tài)，確保水庫水質，根據白龜山水庫水質監(jiān)測資料，采用健康風險評估模型評估了該水庫基因毒物質和軀體毒物質對人體健康的危害風險。結果表明，該水庫水源地2006—2015年各類污染物對人體健康危害的年均總風險是4.38×10-5 a-1，但2006—2008年的總風險值都達到6.08×10-5 a-1，大于國際輻射防護委員會（ICRP）建議的最大可接受風險值5.0×10-5 a-1，更高于瑞典、荷蘭等國家推薦的最大可接受值1.0×10-5 a-1。化學致癌物質通過飲水途徑對人體健康危害的風險值由大到小排序為Cr、As、Cd，非致癌物質由飲水途徑對人體健康危害的風險值由大到小排序為F-、Pb、Cu、Se、NH3-N、Zn、Hg、CN-、揮發(fā)酚;化學致癌物質對人體產生的危害風險遠大于非致癌物質。因此，還需要強化水土保持工作、防控農業(yè)面源污染、規(guī)范水產養(yǎng)殖業(yè)，以便進一步改善水質，確保飲用水安全。

關鍵詞：基因毒;軀體毒;化學致癌物;非致癌物;風險;白龜山水庫

中圖分類號：X824? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2019）07-0043-04

Abstract： Health risk assessment model was applied in Baiguishan reservoir to assess personal health hazard risk of genetic toxic and body toxic substances based on its measured data of water quality to control water environmental ecology and ensure the safety of water source. The results showed that annual personal health hazard risk of all kinds of pollutants was 4.38 ×10-5 a-1 from 2006 to 2015 in the reservoir， but the total risk values between 2006 and 2008 all reached 6.08×10-5 a-1， larger than the maximum acceptable annual value of 5.0×10-5 a-1， which was recommended by the International Radiation Protection Committee， and higher than the risk value of 1.0×10-5 a-1，which was suggested by Sweden and Netherlands. For drinking water pathway， the risk value order from high to low was ranked as Cr，As，Cd that carcinogenic substances to human health hazards， and the risk value from high to low was classed as F-，Pb，Cu，Se，NH3-N，Zn，Hg，CN-， phenol that non-carcinogenic substances to human health hazards; the risk of carcinogens matters more dangerous to the human body than non-carcinogens. So， it is necessary to strengthen soil and water conservation work， strictly prevent agricultural non-point source pollution， promote scientific breeding， to further improve the water quality of the reservoir and ensure the safety of drinking water.

Key words： genetic toxic; body toxic; chemical carcinogens; non-carcinogens; risk; Baiguishan reservoir

健康風險評估是環(huán)境科學方面的新興研究領域，以風險度為評估指標，將環(huán)境污染與人體健康相聯系，定量描述污染環(huán)境對人體健康的危害風險[1-3]。20世紀80年代之前人們對水質的評估是將各項水質指標與水環(huán)境質量標準中規(guī)定的限值進行比較，判斷某項或某幾項指標是否超標，對于達標的指標對人體的健康是否會產生影響則關注甚少[4]。通過健康風險評估將單項水質指標與人體健康建立關系，可以確定主要污染物，為水環(huán)境的風險管理提供依據[5]，由美國國家科學院和環(huán)保局提出的健康風險評估模型得到國際社會的普遍采納。隨著中國社會經濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，環(huán)境問題日漸突出，不少學者陸續(xù)開始應用該模型對相關環(huán)境中的污染物進行評估，取得了大量有價值的成果[6-10]。飲用水是人類生存的基本需求，飲用水安全就是關系國計民生的大事，本研究應用該模型對白龜山水庫水源地進行水質風險評估，為其生態(tài)環(huán)境的管理提供參考。

1? 研究區(qū)域概況與試驗方法

1.1? 白龜山水庫概況

白龜山水庫又名平西湖，是南水北調引水工程的重要調節(jié)水庫，位于淮河流域沙潁河水系沙河干流上，大壩位于平頂山市西南郊，距市中心9 km，地理坐標界于東經112°50′—113°15′、北緯33°40′—33°50′，因攔河壩和順河壩（副壩）相接處有一白龜山而得名。白龜山水庫控制流域面積1 310 km2，總庫容9.22億m3，水庫多年平均降水量900 mm，多年平均徑流量4.23億m3。該水庫是以防洪為主，兼顧灌溉、工業(yè)用水、水產養(yǎng)殖和城市供水的大型綜合水庫，常年蓄水量2.5億m3，向平頂山市年均供水量約2.4億m3[11，12]。

白龜山水庫是平頂山市的“水缸”，但水庫周邊不合理的土地利用方式[13]、水產養(yǎng)殖[14]、農業(yè)面源污染和水土流失[15]都會影響水源地水質安全。為此，當地以流域為單元，開展水土流失綜合治理，保護和恢復水庫上游林草植被，大力營造水源涵養(yǎng)林，以改善庫區(qū)生態(tài)系統。

1.2? 水環(huán)境健康風險評估模型

水環(huán)境健康風險評估主要是針對水環(huán)境中對人體有害的物質。這種物質主要有兩類，分別是基因毒物質和軀體毒物質。基因毒物質包括放射性污染物和化學致癌物，軀體毒物質則是指非致癌物。由于所含的毒物質不同，這兩類污染物對人體危害的風險評估模型也不同。

1.2.1? 基因毒物質的危害風險? 基因毒物質中的放射性污染物是指由放射性核素造成的污染，其特點是難于處理和消除，主要靠自然衰變降低放射性強度;基因毒物質中的化學致癌物主要指砷（As）、鎘（Cd）、鉻（Cr）等重金屬[2]。對于飲用水水源地而言，放射性污染的程度比較輕，很難用儀器檢測出來，故只需考慮化學致癌物。化學致癌物對環(huán)境的健康風險（Rc）可由下式估算[16]：

1.2.2? 軀體毒物質的危害風險? 軀體毒物質主要有鉛（Pb）、汞（Hg）、銅（Cu）、氨氮（NH3-N）、氰化物、氟化物、酚等物質會嚴重損害人體的肝腎消化系統和神經系統[17]。其產生的健康風險（Rb）可由下式估算：

1.2.4? 評價參數的確定? 根據國際癌癥研究機構（IARC）和世界衛(wèi)生組織（WHO）編制的分類系統，基因毒物質的致癌強度系數如表1所示，軀體毒物質飲水途徑的參考劑量如表2所示[18，19]。

1.2.5? 健康危害風險計算? 為了分析水庫水源地水質變化對人體健康的影響，搜集了白龜山水庫2006—2015年逐月的水質監(jiān)測數據，以一年內多次采樣的均值作為該年的監(jiān)測值，詳見表3。

用Excel建立數據庫和計算模型，對監(jiān)測結果進行計算與匯總，化學致癌物質對個人健康危害的年風險如圖1所示，軀體毒物質對個人健康危害的年風險如表4所示，各類有毒物質由飲水途徑對個人健康危害的年總風險如圖2所示。

2? 結果與分析

由圖1可知，化學致癌物質（As、Cd、Cr）通過飲水途徑對個人健康危害的年均風險2006—2008年是As>Cr>Cd，2009—2011年是Cr>Cd≥As，2012—2015年變?yōu)镃r>As>Cd。致癌風險Cr的平均量級是10-5，As的平均量級為10-6，Cd的平均量級為10-7，說明Cr是該水源地的主要致癌物質，其次是As和Cd。

由表4可知，非致癌有毒物質通過飲水途徑對個人健康危害的年均風險為F->Pb>Cu>Se>NH3-N>Zn>Hg>CN->揮發(fā)酚，氟化物是最主要的污染物，其風險量級為10-9，其他均小于10-9。

由圖2可知，化學致癌物質對人體健康危害的風險遠大于非致癌物質，其危害的風險程度相差4個數量級，以至于非致癌物質的風險值在圖2中難以明顯地顯示出來。化學致癌物質Cr為最主要的污染物，其對人體產生的健康風險最大。

3? 結論

根據白龜山水庫2006—2015年水質監(jiān)測數據，分析了該水源地基因毒物質和軀體毒物質對人體健康產生的危害風險，結論如下。

1）該水庫水源地2006—2015年各類污染物對人體健康危害的平均總風險為4.38×10-5 a-1，但2006—2008年的總風險值都達到6.08×10-5 a-1，大于國際輻射防護委員會（ICRP）建議的最大可接受風險值5.0×10-5 a-1，更高于瑞典環(huán)境保護局、荷蘭建設與環(huán)境部所推薦的最大可接受值1.0×10-5 a-1。

2）化學致癌物質通過飲水途徑對人體健康危害的年均風險值排序為Cr>As>Cd，非致癌物質由飲水途徑對人體健康危害的年均風險值排序為F->Pb>Cu>Se>NH3-N>Zn>Hg>CN->揮發(fā)酚;基因毒物質中的化學致癌物質對人體產生的年均危害風險遠大于軀體毒物質中的非致癌物。

3）2006—2008年，化學致癌物質所產生的健康危害個人年風險較高，但2009—2015年有所降低且基本保持穩(wěn)定;非致癌物質所致健康危害的個人年風險雖略有波動，但大體上也保持穩(wěn)定。這說明近幾年對水庫的各種保護措施已取得初步成效。

因此，還需要加強水土流失治理，預防農業(yè)面源污染，尤其是水產養(yǎng)殖對水源地水質的影響，確保當地人民群眾的飲水安全。

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