王天乙 杜偉靜 鄒艷杰 付秀影 段旭 黃露

市政末梢水作為飲水主要來(lái)源,其好壞直接關(guān)系人群健康[1],隨著各種模型和方法的不斷完善,已經(jīng)可以直觀反映水體污染和水質(zhì)成分中有毒有害物質(zhì)對(duì)人體造成的危害,通過定量計(jì)算篩選出對(duì)人體影響最嚴(yán)重的有害物質(zhì),以進(jìn)行更有針對(duì)性的防治。本研究對(duì)北京市東城區(qū)2017年市政末梢水進(jìn)行水質(zhì)狀況分析,并應(yīng)用美國(guó)環(huán)境保護(hù)局(USEPA)提供的模型和參數(shù)初步探索北京市東城區(qū)市政末梢水中對(duì)人體潛在危害較大的物質(zhì)[2]。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源 根據(jù)一條街道至少選取一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的方法,選擇東城區(qū)轄區(qū)內(nèi)17條街道的市政末梢水開展監(jiān)測(cè)。于2017年1-12月每月月初對(duì)各街道指定監(jiān)測(cè)點(diǎn)的市政末梢水進(jìn)行樣品采集檢測(cè)。

1.2 水質(zhì)評(píng)價(jià)模型 本研究使用USEPA推薦的評(píng)估模型進(jìn)行評(píng)價(jià)[2-4]。

1.3 評(píng)價(jià)模型相關(guān)指標(biāo)和參數(shù)的選擇 根據(jù)USEPA對(duì)毒物質(zhì)的分類并結(jié)合地域?qū)嶋H情況,將調(diào)查選取的評(píng)價(jià)指標(biāo)分為兩類：一類為化學(xué)致癌物指標(biāo),包括砷(As)、鎘(Cd)、六價(jià)鉻(Cr6+);另一類為非致癌物指標(biāo),包括鐵(Fe)、錳(Mn)、銅(Cu)、鋅(Zn)、汞(Hg)、氰化物(CN-)、氟化物(F-)、硝酸鹽氮(NO3-N)、四氯化碳(CCl4)、氨氮(NH3-N)?；瘜W(xué)致癌物通過飲水途徑的致癌系數(shù)和非致癌物質(zhì)通過飲水途徑的參考計(jì)量見表1。

表1 評(píng)價(jià)模型相關(guān)指標(biāo)和參數(shù)

1.4 質(zhì)量控制 水樣采集、保存和實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)、分析方法按照《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法》(GB/T 5750—2006)進(jìn)行[5]。采樣時(shí),添加空白對(duì)照樣和平行樣。相關(guān)科室均通過計(jì)量認(rèn)證和國(guó)家疾病預(yù)防控制中心相關(guān)盲樣考核。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 對(duì)于檢出限以下數(shù)據(jù),按照檢出限值計(jì)算。數(shù)據(jù)通過Excel 2013進(jìn)行錄入、模型建立等統(tǒng)計(jì)分析。

2 檢測(cè)結(jié)果

2.1 水質(zhì)基本情況 共采集樣本204件,每件樣本檢測(cè)13項(xiàng)指標(biāo),多種指標(biāo)中,NO3-N的濃度最高,平均為3.597mg/L。CCl4的含量最低,平均為5.04×10-5mg/L。Hg和Cd的含量相對(duì)較低,都在10-4mg/L級(jí)別中。不同街道相同指標(biāo)間濃度差異不大。各街道市政末梢水樣本檢測(cè)指標(biāo)的含量以該街道全年各指標(biāo)的算術(shù)平均數(shù)表示。

2.2 化學(xué)致癌物危害情況 將各街道市政末梢水檢測(cè)結(jié)果中的三種化學(xué)致癌物按照相關(guān)模型和參數(shù)進(jìn)行定量計(jì)算[2-4],三種化學(xué)致癌物的個(gè)人總危害等級(jí)在 4.094×10-5/a～4.185×10-5/a之間,對(duì)人體造成健康影響的物質(zhì)主要為Cr6+,平均為2.406×10-5/a,As次之,平均為1.517×10-5/a,Cd最低,平均為1.893×10-6/a。因本地區(qū)Cr6+的危害等級(jí)相同,As的危害影響比Cd大1個(gè)數(shù)量級(jí),所以本地區(qū)通過飲水發(fā)生致癌情況容易受到As的影響。容易發(fā)生致癌情況的街道編號(hào)為 1、12、16、17。

2.3 非致癌物危害情況 將各街道市政末梢水檢測(cè)結(jié)果中的非致癌物按照相關(guān)模型和參數(shù)進(jìn)行定量計(jì)算[2],在10種非致癌物中,對(duì)人體健康影響的平均值由高到低依次為 F-＞Cu＞Zn＞NO3-N＞Hg＞Fe＞Mn＞NH3-N＞CN-＞CCl4,F-在非致癌物質(zhì)中健康影響最大,平均為1.791×10-9/a,CCl4的影響最低,平均為 5.063×10-12/a。各街道中,街道編號(hào)6的非致癌物危害情況最強(qiáng),為6.803×10-9/a,街道編號(hào)10的非致癌危害情況最弱,為 4.251×10-9/a。

2.4 末梢水綜合危害結(jié)果 結(jié)合2.2和2.3各街道末梢水中物質(zhì)的定量危害計(jì)算結(jié)果,按照相關(guān)模型和參數(shù)計(jì)算各街道個(gè)人綜合危害[2]。個(gè)人綜合危害中,化學(xué)致癌物造成的危害結(jié)果比非致癌的危害高4個(gè)數(shù)量級(jí),因此化學(xué)致癌物造成的危害近似等于綜合危害。綜合危害最高為街道編號(hào)16(4.186×10-9/a)。

2.5 綜合影響評(píng)價(jià) 參考部分國(guó)際相關(guān)組織機(jī)構(gòu)提供的參考水平[6],本地區(qū)市政末梢水對(duì)人體造成的傷害低于國(guó)際放射防護(hù)委員會(huì)推薦的最大可接受風(fēng)險(xiǎn)水平,與USPEA推薦的風(fēng)險(xiǎn)水平接近,但是高于瑞典環(huán)保署(SEPA)、英國(guó)皇家學(xué)會(huì)(RS)和荷蘭住宅空間計(jì)劃及環(huán)境部(VROM)的風(fēng)險(xiǎn)水平。非致癌物的影響水平均低于相關(guān)國(guó)際組織的最大可接受風(fēng)險(xiǎn)水平。同時(shí),在各組織的評(píng)級(jí)中也處于可忽略風(fēng)險(xiǎn)水平。

3 討論

3.1 調(diào)查發(fā)現(xiàn),東城區(qū)各個(gè)街道市政末梢水對(duì)人體造成的健康影響接近,符合部分評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。無(wú)論各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)和危害的結(jié)果差異是否有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,從實(shí)際飲用的角度考慮,都是安全的。

3.2 化學(xué)致癌物和非致癌物定量評(píng)價(jià)可以側(cè)面反映某一指標(biāo)在飲用水中的含量。在化學(xué)致癌物健康危害方面,此次調(diào)查和本市其他地區(qū)相關(guān)研究均以Cr6+和As的健康影響為主[7],Cd健康影響相對(duì)較低。對(duì)比后發(fā)現(xiàn),隨著時(shí)間的遷移,Cr6+和As的含量出現(xiàn)了下降的趨勢(shì)。在非致癌物健康危害方面,和其他相關(guān)研究比較后,同樣可以發(fā)現(xiàn)F-、Hg、CN-等毒理指標(biāo)的含量存在著不同程度上的降低[8]。分析原因,一方面可能與南水北調(diào)工程有關(guān),南方降水較多,自然水系發(fā)達(dá),主要以輕工業(yè)為主,對(duì)水質(zhì)污染更小,南水北調(diào)后,可改善本市整體水質(zhì)。另一方面,可能與大量工業(yè)工廠外遷有關(guān)。 Cr6+、As、Cd、Hg 和 CN-等物質(zhì),有些雖廣泛存在于自然界中,但更多的還是來(lái)自于工業(yè)廢水廢渣的私自排放。隨著本市周邊工廠的大量關(guān)閉或外遷,水質(zhì)也相對(duì)有所好轉(zhuǎn)。

3.3 Cr6+、As和Cd為IARC化學(xué)物質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)分類中A類致癌物質(zhì),和Hg、Pb等重金屬在體內(nèi)代謝周期都較長(zhǎng),易造成蓄積作用[9]。盡管化學(xué)致癌物對(duì)人體造成的傷害和綜合危害水平低于ICRP和USEPA推薦的最大可接受風(fēng)險(xiǎn)水平,但比SEPA、RS和VROM推薦的最大可接受風(fēng)險(xiǎn)水平高出十倍,比可忽略風(fēng)險(xiǎn)水平還要更高。同時(shí),此次調(diào)查只考慮各種物質(zhì)主要以經(jīng)口攝入為主要暴露途徑,但實(shí)際生活中也會(huì)通過皮膚、吸食等方式吸收,低濃度、長(zhǎng)期接觸依然會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生不容忽視的潛在危險(xiǎn)。

因此,結(jié)合東城區(qū)生活飲用水水質(zhì)情況和各物質(zhì)對(duì)健康影響的綜合危害水平可知,Cr6+和As為東城區(qū)飲用水中主要安全風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì),Cr6+濃度在各街道間較穩(wěn)定,Cr6+和As對(duì)人體影響水平等級(jí)同為10-5/a。為了繼續(xù)改善水質(zhì),一方面要對(duì)Cr6+進(jìn)行密切關(guān)注以外,更應(yīng)對(duì)As進(jìn)行重點(diǎn)管理。另一方面,應(yīng)加強(qiáng)相關(guān)監(jiān)督監(jiān)察和水源保護(hù)等措施。