文章信息
- 潘恩春, 张芹, 杨芳影, 胡伟, 许秋瑾, 梁存珍, 何源, 王闯. 2014.
- Pan Enchun, Zhang Qin, Yang Fangying, Hu Wei, Xu Qiujin, Liang Cunzhen, He Yuan, Wang Chuang. 2014.
- 江苏省淮安市农村饮用水挥发性有机物污染现状及与人群健康关系的研究
- Study on of the current status of volatile organic compounds pollution in typical rural drinking water and the relationship between its concentration and health of the population,in Huai’an,Jiangsu
- 中华流行病学杂志, 2014, 35(10): 1105-1108
- Chinese Journal of Epidemiology, 2014, 35(10): 1105-1108
- http://dx.doi.org/10.3760/cma.j.issn.0254-6450.2014.10.006
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文章历史
- 投稿日期:2014-6-17
2 皖南医学院;
3 中国环境科学研究院;
4 北京石油化工学院环境工程系
2 Wannan Medical College;
3 Chinese Research Academy of Environmental Science;
4 Department of Environmental Engineering, Beijing Institute of Petrochemical Technology
环境污染物可通过不同途径进入水体造成严重 污染[1]。目前在饮水中已检测出765种有机化学污 染物,其中117种被认为或被怀疑有致癌、致畸和致 突变作用,20种被确认为致癌物,23种为可疑致癌 物,8种为促癌物,56种为诱变物质[2, 3]。而挥发性有 机物(VOCs)在水体中很难降解,并随饮水和食物链 进入人体,对健康产生影响。饮用水中暴露因子与 人群肿瘤之间的关系一直是研究的热点。VOCs作 为已被证实的致癌因素[4],我国已制定严格的标准 以控制其致癌危险性。近几年,淮河流域水污染及 癌症高发已引起社会关注。为此本研究分析淮河流 域下游淮安市3个县(区)肿瘤高发农村乡镇饮用水 主要致癌VOCs(二氯甲烷、2,2-二氯丙烷、四氯化 碳、苯、三氯甲烷)分布特征,探讨其与肿瘤发病、死 亡的相关性。 资料与方法
1. 研究地区概况:淮安市地处江苏省北部中心 地域,为黄淮平原与江苏平原的结合部,横跨淮河两 岸。户籍人口近540万,其中农村人口占70%。是江 苏省肿瘤高发地之一,尤以消化系统肿瘤多见[5]。目 前该市区居民生活饮用水,除市区、城镇实现市政供 水外,其余乡镇主要采用农村小型水厂集中供水。 追溯当地居民饮用水的变迁,在改水前(20世纪八 九十年代)农村居民主要以压把井、水井等饮用水 源,更早多以沟塘水为主。
2.研究方法:
(1)确定调查点:根据淮河流向,选择淮安市境 内洪泽湖以东的盱眙、金湖、楚州3个县(区)14个乡 镇为调查区。在确定的肿瘤高发乡镇中,根据各村 肿瘤发病率及死亡率,在每个乡镇中选择2个肿瘤 高发村合计28个村为调查点。分别采集居民正在 饮用的水(集中式供水,即深层井水)、改水前饮用水 (包括压把井、水井等浅层井水)、历史溯源(沟塘水) 3类。
(2)采样和预处理:2010年11-12月采用10ml 棕色玻璃顶空瓶取76份水样,用1∶ 1的HCl调节pH 值<2(若加酸后出现水泡,则必须重新采样)后,用 聚四氟衬垫螺纹盖密封,避光,全程低温保存(0~ 4℃),采集样品于14d内完成分析。分析前取5ml 于容量瓶中,加入替代物以及内标物,使其终浓度均 为50μg/L,定容。
(3)主要VOCs检测:主要检测水中二氯甲烷、 2,2-二氯丙烷、三氯甲烷、四氯化碳、苯等。分析条 件为:进样3ml,样品温度40℃;吹扫时间10min; 吹扫流速为40ml/min;捕集阱温度:吹扫阶段20℃、 解析预热阶段180℃、解析阶段200℃、烘焙阶段 220℃;解析流速为40ml/min;解析时间为1.5min; 烘培时间为20min;六口阀温度150℃;传输管线温 度150℃;解析预热温度180℃;水管理器温度:吹 扫阶段110℃、解析阶段0℃、烘培阶段240℃。采 用DB-624或HP-624(或等同于该类型);分流/不分 流进样口;分流比50∶ 1;进样温度250℃;载气为氦 气(>99.999%);柱温40℃,保持12min,5℃/min 升至60℃,保持1min,再以10℃/min升至210℃, 保持5min;传输线温度为280℃;离子源温度 230℃;四级杆温度150℃;溶剂延时0min。评价 标准按照GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》[6], 二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、苯的限值分别为 0.02mg/L、0.06mg/L、0.002mg/L、0.01mg/L。
3. 收集人群肿瘤相关数据:人群肿瘤发病和死 亡数据来源于卫生部疾病预防控制局相关资料[7],肿 瘤报告范围是全部恶性肿瘤(ICD-10:C00.0-C97) 和中枢神经系统良性肿瘤(D32.0-D33.9),疾病分类 按ICD-10进行分类编码[8]。由于分析时使用以村 为单位的肿瘤发病死亡率,考虑肿瘤发生具有地方 特征,为了保证数据的稳定性,分析时使用了3年平 均数。
4. 统计学分析:使用SPSS13.0统计软件进行分 析;定量资料比较采用t、F、Kruskal-Waillis(K-W)检 验,挥发性有机物超标率的比较使用χ2检验;居民饮 用水中VOCs与肿瘤发病、死亡关系进行相关性分 析。按EPA [9]提出的饮用水评价模型,对水样水中 VOCs进行人体健康风险评价。同时考虑到居民的 生活习惯,本研究增加煮沸残留比因子[10]。
计算公式:
式(1)中CDI为某污染物的日暴露剂量;ρ为污染 浓度(mg/L);TF为煮沸后污染物的残留比,根据实 验测定结果所得:U为日饮用量,取2L;EF为暴露 频率,取365d/y;ED为暴露延时,取70y;AT为平 均暴露时间(d),取25550d;BW为平均体重,取 67.7kg。致癌物健康风险公式:
式(2)中Ri为有毒物质i的致癌风险;CDIi为有毒物 质i的日均暴露剂量(mg·kg-1·d-1);SFi为有毒物质i 通过饮水途径的致癌系数[11]。 结 果1. 饮水中VOCs分布:76份水样二氯甲烷、三氯 甲烷、四氯化碳、苯检出率均为100%,2,2-二氯丙烷 检出率为42.11%。二氯甲烷、2,2-二氯丙烷、三氯 甲烷、四氯化碳、苯的平均浓度分别为(1404.33±1 856.45)ng/L、( 12707.84±38650.63)ng/L、( 7454.94±15 642.04)ng/L、(8962.79±25599.81)ng/L、(1763.59±2 127.86)ng/L。根据国家标准GB5749-2006《生活 饮用水卫生标准》规定的限值,检测饮水中超标 VOCs为三氯甲烷、四氯化碳、苯,超标率分别为 3.95%、22.37%、21.05%(表 1)。
2. 不同水源水VOCs比较:3种水样超标物质为 三氯甲烷、四氯化碳、苯。三氯甲烷超标率,以深层 地下水最高(3.95%),其次是浅层地下水(3.57%), 沟塘水未超标,差异无统计学意义(χ2=21.5,P> 0.05);四氯化碳超标率,沟塘水与浅层地下水均为 25.00%,深层地下水稍低为17.86%,差异无统计学 意义(χ2=0.52,P>0.05);沟塘水、浅层地下水、深层 地下水中苯超标率分别为25.00%、17.86%、21.43%, 差异无统计学意义(χ2=0.36,P>0.05)。三氯甲烷、 四氯化碳及苯在3种水样中平均含量差异均无统计 学意义(P>0.05)。见表 2。
3. 水样中VOCs与肿瘤发病、死亡的关系:对采 集水样的VOCs浓度与调查点3年肿瘤平均发病率 及死亡率进行相关分析,结果显示水样中苯含量与 肿瘤发病率呈正相关(r=0.24,P<0.05)。见表 3。
4. 枯水期水样中VOCs的人体健康风险评价: 按公式计算出二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、苯的 致癌风险,显示四氯化碳>苯>三氯甲烷>二氯甲 烷,二氯甲烷、三氯甲烷、苯、四氯化碳致癌风险M分 别为0.04×10-6、0.36×10-6、0.52×10-6、2.06×10-6; 统计分析结果显示,3种水源水二氯甲烷、三氯甲 烷、四氯化碳、苯致癌风险分布的差异均无统计学意 义(P>0.05);三氯甲烷、四氯化碳、苯致癌风险的超 标率分别为28.95%、22.37%、64.47%,统计分析结果 显示,3种水源水超标率的差异均无统计学意义 (P>0.05)。见表 4。
讨 论研究结果表明淮安市沿淮河农村地区饮水样品 中均存在不同程度的VOCs超标,相关分析表明 VOCs与肿瘤的发病呈正相关性。与Jo和Song [12]研 究显示VOCs可影响神经系统功能以及其致癌性的 结论相一致。有研究显示,孕妇长期暴露于VOCs, 可增加流产以及新生儿哮喘的概率[13, 14]。VOCs主 要来源于家庭污染物、汽车尾气、溶剂、油气以及工 业生产加工过程[15]。近年来随着工业高速发展、汽车使用量增加,VOCs污染现象趋于常态化,对于 VOCs污染源的控制显得更为迫切。饮用水的水质 状况一直是水资源保护的重点[16]。而不同水源中致 癌危险因子具有差异。苯作为重要的致癌危险因 子,与肿瘤的发病呈现正相关。Okada等[17]研究认 为苯作为独立致癌因素,可随其浓度增加致癌危险 性亦增加。
淮河流域是我国肿瘤高发地区,近年来死因调 查显示该地区人群肿瘤发病率出现增长趋势。研究 表明[18, 19],在江苏、山东、浙江省主要城市地表水源 检出中国或美国环境保护局提出的“水中优先控制 挥发性氯代烃中的三氯甲烷、四氯化碳及苯系物中 的苯”污染物,在限值水平的5~10倍时有致癌危 险。本研究显示部分水样致癌风险明显高于水质监 控值[20, 21, 22, 23],揭示淮河流域VOCs污染状况及其与人群 健康的关系。由于淮河下游存在较多化工厂,其长 时间排出的工业污水是淮河流域水体中的三氯甲 烷、四氯化碳、苯主要贡献源,此外由于农村饮用水 保护措施薄弱,且饮用水的处理较差,使VOCs污染 增加了致癌危险。
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