2012—2017年烏魯木齊市主要飲用水源地水質(zhì)健康風(fēng)險評價

摘要：綜合國內(nèi)外健康風(fēng)險評價的研究成果，運用美國環(huán)保署（USEPA）推薦的健康風(fēng)險評價模型，以2012-2017年烏魯木齊市主要飲用水源地的實測水質(zhì)資料為背景，研究了烏魯木齊市主要飲用水源地的健康風(fēng)險指標(biāo)，為飲用水水源風(fēng)險管理和決策提供重要依據(jù)，為構(gòu)建適應(yīng)首府實際的飲用水源健康風(fēng)險評價體系奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：飲用水源；水環(huán)境；有毒物質(zhì)；健康風(fēng)險評價

中圖分類號：X820.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2018）06-0012-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.06.006

Abstract： Combining the research results of health risk assessment at home and abroad， using the health risk assessment model recommended by the United States Environmental Protection Agency （USEPA） and using the measured water quality data of major drinking water sources in Urumqi City from 2012 to 2017 as the background， the main researches in Urumqi were studied. The health risk indicators of drinking water sources provide important basis for risk management and decision-making of drinking water sources， and lay the foundation for constructing a practical health risk assessment system for drinking water sources in the capital city.

Keywords： Drinking water source； Water environment； Toxic substances； Health risk assessment

健康風(fēng)險評價興起于 20世紀(jì)80年代，以風(fēng)險度評價指標(biāo)，把環(huán)境污染和人體健康聯(lián)系起來，定量描述污染對人體產(chǎn)生健康危害的風(fēng)險。目前，健康風(fēng)險評價已在世界各國得到了一定的應(yīng)用，我國的健康風(fēng)險評價工作起步于20世紀(jì)90年代，最初主要用于核工業(yè)等領(lǐng)域，目前還沒有被列入常規(guī)環(huán)境評價中。隨著水環(huán)境污染問題日益嚴(yán)峻，飲用水安全和人民群眾生產(chǎn)生活密切相關(guān)，開展水環(huán)境質(zhì)量健康風(fēng)險評價工作有利于充分了解水體污染狀況、污染物遷移轉(zhuǎn)化途徑和對人體健康與生態(tài)的危害，提高飲用水的安全性。本文采用USEPA推薦的健康風(fēng)險評價模型，以烏魯木齊市環(huán)境監(jiān)測中心站2012-2017年主要飲用水源地水質(zhì)常規(guī)監(jiān)測數(shù)據(jù)資料為背景，對烏魯木齊市主要飲用水源地水體中污染物通過飲水途徑致人體健康風(fēng)險進(jìn)行初步評價，為全市的飲用水的使用和管理提供依據(jù)。

1 烏魯木齊市飲用水源地概況

烏魯木齊市是新疆維吾爾自治區(qū)的首府，地處新疆中部，天山山脈中段北麓，準(zhǔn)葛爾盆地南緣，主要集中式飲用水源地包括地下水源地和地表水源地兩種類型，地下水源地有三屯碑-燕兒窩飲用水源地、柴北水源地、柴西水源地和西山水源地，三屯碑-燕兒窩飲用水源地位于烏魯木齊市區(qū)南部，水源為烏拉泊地區(qū)的烏魯木齊河河床潛流水和燕兒窩水源地附近的泉水，柴北水源地和柴西水源地分別位于柴窩堡湖的東側(cè)和西測，水源均為柴窩堡水源地的地下水，柴窩堡水源地地下水補(bǔ)給為天山冰雪融化潛流水，西山水源地位于市區(qū)東南郊，以南部山前平原區(qū)的側(cè)向徑流流入及河渠滲漏補(bǔ)給為水源；地表水源地主要是烏拉泊水庫水源地，以烏拉泊水庫地表水為補(bǔ)給，是全市現(xiàn)有最大也是最主要的湖庫型地表水水源，烏拉泊水庫水源主要來自烏魯木齊河水系。各飲用水源地基本情況詳見表1。

2 飲用水源地監(jiān)測概況

根據(jù)國家環(huán)境保護(hù)總局文件“關(guān)于印發(fā)《城市集中式飲用水源地水質(zhì)監(jiān)測、評價與公布方案》的通知要求（環(huán)發(fā)〔2002〕144號）”，城市集中式地下飲用水源水質(zhì)基本監(jiān)測項目為《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T14848-93）表1中的24項，水質(zhì)評價執(zhí)行《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T14848-93）Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)（以人類健康基準(zhǔn)值為依據(jù)，主要適用于集中式生活飲用水源及工、農(nóng)業(yè)用水）；地表飲用水源水質(zhì)基本監(jiān)測項目包括《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）表1中24項和5項補(bǔ)充項目，水質(zhì)評價執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)（主要適用于集中式生活飲用水地表水源地二級保護(hù)區(qū)、魚蝦類越冬場、洄游通道、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)等漁業(yè)水域及游泳區(qū)）。監(jiān)測結(jié)果顯示：2012-2017年，各飲用水源地水廠參評項目年均濃度全部達(dá)標(biāo)。

3 水環(huán)境健康風(fēng)險評價模型

根據(jù)水環(huán)境中污染物的特性一般分基因毒物質(zhì)（包括放射性污染物和化學(xué)致癌物）和軀體毒物質(zhì)（即非致癌物）兩大類，這也是水環(huán)境健康風(fēng)險評價的對象。本文采用USEPA的暴露計算方法[1]分別計算出致癌物和非致癌物由飲水途徑所致個人健康危害風(fēng)險年均值。

4 質(zhì)量保證及質(zhì)量控制措施

為了確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的代表性、科學(xué)性和準(zhǔn)確性，對監(jiān)測的全過程（包括布點、采樣、樣品貯存、實驗室分析、數(shù)據(jù)處理等）進(jìn)行了質(zhì)量控制。

（1）嚴(yán)格按照國家環(huán)保部頒發(fā)的《地表水和污水監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ/T91-2002）、《環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測質(zhì)量保證手冊》、國家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)分析方法和《水和廢水監(jiān)測分析方法（第四版）》等國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范開展監(jiān)測分析工作。

（2）采樣人員嚴(yán)格遵守采樣操作規(guī)程，認(rèn)真填寫采樣記錄，按規(guī)定保存、運輸樣品。

（3）監(jiān)測人員持證上崗，測試儀器均按檢定規(guī)程檢定合格，并在有效期內(nèi)使用。

（4）每月做一條校準(zhǔn)曲線，用線性回歸方程計算出校準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)、截距和斜率， 所有項目標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)（r）>0.999；水樣分析過程中采取10%平行雙樣、10%加標(biāo)回收樣及加測標(biāo)準(zhǔn)曲線點等質(zhì)控措施，其偏差均在合格范圍內(nèi)。

（5）采樣記錄和分析結(jié)果按國家標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范有關(guān)要求進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和填報，監(jiān)測報告嚴(yán)格實行三級審核制度。

5 健康風(fēng)險評價

本次評價采用2012-2017年烏魯木齊市5個飲用水源地的監(jiān)測結(jié)果，每個水源地每月監(jiān)測1次，以年均值進(jìn)行評價。當(dāng)測定結(jié)果低于監(jiān)測方法的最低檢出限時，按《水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》（SL219-98）的規(guī)定，以1/2最低檢出限參加統(tǒng)計處理。

5.1 化學(xué)致癌物致個人健康危害年風(fēng)險

2012-2017年，烏魯木齊市各飲用水源地的三種重金屬致癌物濃度均處于未檢出或達(dá)到I類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。三種致癌物通過飲水途徑引起的個人健康危害風(fēng)險年均值：鎘地下水源地1.33×10-7 a-1-2.66×10-7 a-1，地表水源地1.33×10-7 a-1；砷地下水源地1.51×10-6 a-1-1.64×10-6 a-1，地表水源地1.57×10-6 a-1-1.64×10-6 a-1；地表水源地和地下水源地的六價鉻均為3.57×10-5 a-1，詳見表2。

烏魯木齊市各水源地致癌物通過飲水途徑致個人健康危害風(fēng)險年均值大小依次為：以六價鉻（致癌風(fēng)險數(shù)量級10-5）最大，占致癌總風(fēng)險比例高達(dá)94.9%-95.6%，砷（致癌風(fēng)險數(shù)量級10-6）次之，占致癌總風(fēng)險比例4.0-4.4%，鎘 （致癌風(fēng)險數(shù)量級10-7）再次，占0.4%-0.7%，各致癌物的致癌風(fēng)險均低于USEPA和ICRP最大可接受風(fēng)險水平，但與瑞典環(huán)境保護(hù)署、荷蘭建設(shè)和環(huán)境署以及英國皇家協(xié)會最大可接受風(fēng)險水平1.0×10-6 a-1相比，各飲用水源地的重金屬六價鉻和砷均分別高出了34.7倍和0.6倍。根據(jù)USEPA綜合風(fēng)險信息系統(tǒng)（IRIS）的分類信息，六價鉻與砷屬于A類致癌物質(zhì)，USEPA建議以1.0×10-6 a-1進(jìn)行風(fēng)險控制，提示應(yīng)重點關(guān)注致癌物六價鉻和砷對人體所產(chǎn)生的健康風(fēng)險[5]，因此，六價鉻和砷是烏魯木齊市飲用水源地主要致癌污染因子，應(yīng)作為政府風(fēng)險決策管理的重點對象。

5.2 非致癌物致個人健康危害年風(fēng)險

2012-2017年，烏魯木齊市各飲用水源地的非致癌物評價項目均處于未檢出或達(dá)到II類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。由表3可見，非致癌物中分非金屬和金屬兩類，非金屬致個人健康危害年風(fēng)險（數(shù)量級在10-13-10-9）略高于金屬 （數(shù)量級在10-12-10-10）。非金屬中致個人風(fēng)險最大是氟化物（風(fēng)險數(shù)量級10-10-10-9），金屬以重金屬銅（風(fēng)險數(shù)量級10-10-10-9）最大?？傮w而言，各飲用水源地的非致癌物致個人年健康危害風(fēng)險均低于USEPA和ICRP最大可接受風(fēng)險水平，并低于瑞典環(huán)境保護(hù)署、荷蘭建設(shè)和環(huán)境署以及英國皇家協(xié)會最大可接受風(fēng)險水平1.0×10-6 a-1，對人體健康危害個人年風(fēng)險水平年均值集中在10-13-10-9 a-1，即一年中每個人的健康可能有10-13-10-9的機(jī)會受到水體中非致癌物的影響，概率極小，不會對暴露人群構(gòu)成明顯的危害。

5.3 總體個人健康危害年風(fēng)險

2012-2017年，烏魯木齊市地下飲用水源地通過飲水途徑產(chǎn)生的個人健康危害風(fēng)險年均值3.74×10-5 a-1-3.77×10-5 a-1，地表飲用水源地通過飲水途徑產(chǎn)生的個人健康危害風(fēng)險年均值3.75×10-5 a-1，即五年中飲水者有十萬分之四至五左右的可能性會因飲水污染導(dǎo)致疾病或死亡，均低于USEPA和ICRP最大可接受風(fēng)險水平，但與瑞典環(huán)境保護(hù)署、荷蘭建設(shè)和環(huán)境署以及英國皇家協(xié)會最大可接受風(fēng)險水平1.0×10-6 a-1相比，地下飲用水源地個人健康危害年風(fēng)險高出了36.4-36.7倍，地表飲用水源地高出了36.5倍。各飲用水源地的總體個人健康危害風(fēng)險年均值以致癌物健康危害風(fēng)險為主，占總風(fēng)險的99.98%以上。

6 結(jié)論和建議

烏魯木齊市主要飲用水源地化學(xué)致癌物和非致癌物通過飲水途徑致個人健康危害年風(fēng)險數(shù)量級比較顯示：重金屬致癌物高出非致癌物104-107數(shù)量級，因此致癌物是各飲用水源地中優(yōu)先治理的污染物，尤其是占個人健康危害年總風(fēng)險99.6%以上的六價鉻和砷更應(yīng)特別重視，六價鉻可使蛋白變性、核酸和核蛋白沉淀，酶系統(tǒng)受干擾，具有致突變和致癌性，砷與皮膚癌之間存在緊密的因果關(guān)系。

水環(huán)境健康風(fēng)險評價模型的建立，可以將水環(huán)境質(zhì)量和公眾健康危害定量聯(lián)系起來，以風(fēng)險度作為評價指標(biāo)定量描述環(huán)境污染對公眾健康危害的程度，使評價指標(biāo)落實到人體健康上，為飲用水水源的風(fēng)險管理和決策提供科學(xué)基礎(chǔ)和重要依據(jù)。應(yīng)該注意到，EPA提供的毒物數(shù)據(jù)是由動物試驗資料導(dǎo)出的，毒物作用于動物與人類的機(jī)理也許并不一致。致癌效應(yīng)因子是按概率95%上限估計的，將多種不同致癌物的風(fēng)險相加時，總的風(fēng)險值可能人為地偏于保守。另外，多種毒物同時作用于人體的效應(yīng)常常不是獨立的。這是水環(huán)境健康風(fēng)險評價的局限性，應(yīng)用者需要給予關(guān)注。

參考文獻(xiàn)

[1]劉軍，侯佳男，黃爽.遼寧省地下飲用水源水環(huán)境健康風(fēng)險評價[J].沈陽建筑大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2016，（1）：177-185.

[2]龍冬飛.地下飲用水源地水環(huán)境健康風(fēng)險評價初探[J]. 中國化工貿(mào)易，2017，（9）：20.

收稿日期：2018-05-03

作者簡介：王濤（1967 -），男，高級工程師，研究方向為環(huán)境監(jiān)測管理。