引用本文
谢许情, 赖肖, 章英. 南昌市城市饮用水水质健康风险评价[J]. 环境卫生学杂志, 2016, 6(1): 51-55,59
XIE Xuqing, LAI Xiao, ZHANG Ying. Health Risk Assessment of Drinking Water Supply in Nanchang[J]. Journal of Environmental Hygiene, 2016, 6(1): 51-55,59.
南昌市城市饮用水水质健康风险评价
谢许情, 赖肖, 章英     
江西省南昌市疾病预防控制中心
作者简介: 谢许情,医师,现从事公共卫生监测工作联系方式:江西省南昌市红谷滩新区丽景路833号;邮编:330038;Email:278758539@qq.com
通信作者: 章英,高级工程师,主要从事环境卫生研究;Email:727163075@qq.com
摘要: 目的 对南昌市市政出厂水和末梢水进行健康危害风险度评价。方法 于2014年丰水期(4月)和枯水期(10月)对城区8个市政水厂和20个末梢水点各采集水样1次,丰水期水样检测常规指标,枯水期8个出厂水和2个末梢水再加测非常规指标,再筛选出可检出的指标,利用美国环保局推荐的水质健康危害风险评价模型计算水质健康危害风险。结果 各类检测指标均合格,水中基因毒物质砷所致的健康风险度远大于躯体毒物质所致的风险度,占总风险度的99.9%,但均低于国际辐射防护委员会 (ICRP)推荐的有毒有害物质健康危害风险最大可接受水平。丰水期水质健康风险度要高于枯水期,出厂水和末梢水水质健康风险度接近。结论 南昌市市政出厂水和末梢水个人年健康危害风险水平在国际辐射防护委员会推荐的最大可接受风险水平范围内,砷的健康风险值要高于美国环保局建议的1.00×10-6/a风险控制水平,为优先关注和治理的污染物。
关键词: 饮用水    健康风险评价    基因毒物质    躯体毒物质    
Health Risk Assessment of Drinking Water Supply in Nanchang
XIE Xuqing, LAI Xiao, ZHANG Ying     
Abstract: Objectives To assess the quality and health risk of drinking water in Nanchang city.Methods Water samples were collected from centralized drinking water facilities. There were 9 conventional water quality parameters including iron, manganese,copper,zinc, arsenic, fluoride, nitrate-nitrogen and trichloromethane were examined in the rainy period(April,2014);while in the dry period(October,2014),a total of 9 unconventional water quality parameters including antimony, carbofuran, barium, nickel, ammonia-nitrogen, boron,molybdenum,dichloromethane and pentachlorophenol were added into the analysis list for 8 finished water and 2 terminal piped water samples. The health risks based on detectable substances in drinking water were assessed according to the assessment model recommended by the U.S. Environmental Protection Agency.Results The qualification rate of drinking water samples was 100%. The risk of genotoxic substance (arsenic)was higher than non-genotoxic substance; the risk caused by arsenic was accounted for 99.99% of total risks. The risk of each substance was lower than the maximal acceptable value recommended by the International Commission on Radiological Protection (ICRP).The health risk of drinking water samples collected in the rainy period was higher than that in dry period, and the health risk of finished water and terminal piped water were stayed in the same level.Conclusions The health risk of drinking water in Nanchang was in acceptable level recommended by the ICRP, but the risk value of carcinogen arsenic in drinking water was higher than the value recommended by USEPA (1.00×10-6/a), which should be preferentially concerned and controlled.
drinking water    health risk assessment    genotoxic substance    non-genotoxic substance    

水体污染及水体中有毒有害物质对健康的影响或危害越来越得到重视。利用单个指标对水质评价不能直接反映水质与人体健康的关系，而饮用水水质健康风险评价可以直接定量反映水质对人体健康造成损害的可能性及其程度。本研究采用美国环保局(USEPA)推荐的致癌物和非致癌物所致的健康风险评价模型[1]对南昌市2014年城市市政饮水水质进行健康危害风险评价。

1 材料与方法 1.1 研究对象的选择

以城区8个市政水厂(A、B、C、D、E、F、G、H)出厂水作为监测点，同时利用网格布点法(2 km×2 km)在城区共选择20个末梢水点开展监测。

1.2 调查方法

于丰水期(4月)和枯水期(10月)在28个监测点各采集水样1次。丰水期水样检测 常规指标，枯水期8个出厂水和2个末梢水再加测非常规指标，再筛选出可检出的指标进行水质健康风险评价。

1.3 水样采集和检测方法

水样的采集与保存、水质分析及水样的检测按照《生活饮用水标准检验方法》(GB/T 5750-2006)[2]进行。

1.4 健康风险评价

本研究采用美国环保局建立的水质健康危害风险评价模型计算水质健康风险值。首先计算水中基因毒物质和躯体毒物质健康风险值，两者和即为总水质健康风险值。水中的基因毒物质和躯体毒物质分类根据国际癌症研究机构(IARC)编制的分类系统确定。

1.4.1 基因毒物质健康危害风险评价模型
$$ {{R}^{c}}=\sum\limits_{i=1}^{k}{R}_{i}^{c} $$ (1)
$$ {{R}_{i}}^{c}=[1-\exp (-{{D}_{i}}{{q}_{i}})]/77.5 $$ (2)
$$ Di=2.2{{C}_{i}}/65 $$ (3)
其中：RC—基因毒物质通过饮水途径产生的个人总致癌风险，1/a;

RCi— 基因毒物质i通过饮水途径所产生的人均致癌年风险，1/a；

Di— 基因毒物质i通过饮水途径的单位体重日均暴露剂量，mg/(kg ·d)；

qi— 基因毒物通过饮水途径致癌系数 ，(kg ·d)/mg；

77.5— 南昌市居民2012年平均期望寿命[3]。

2.2— 成人平均每日饮水量[4]，L/d；

Ci— 基因毒物质实际质量浓度，mg/L；

65— 成人平均体重[4]，kg。

1.4.2 躯体毒物质所致健康危害风险的评价模型
$$ {{R}^{n}}={{\sum\nolimits_{i=1}^{1}{{{R}_{i}}}}^{n}} $$ (4)
$$ {{R}_{i}}^{n}=({{D}_{i}}\text{ }\!\!\times\!\!\text{ }{{10}^{-6}}/Rf{{D}_{i}})/77.5 $$ (5)
其中： Rn—躯体毒物综合危害风险度，1/a；

Rni— 躯体毒物i经饮水途径所致的个人年平均健康风险度，1/a；

RfDi— 躯体毒物i经饮水途径参考剂量，mg/(kg ·d)；

77.5—南昌市居民2012年平均期望寿命[3]。

1.4.3 水环境健康风险评价总体模型

在居民饮用水中，各有毒物质的浓度很低，所以假定每种化合物的作用是独立的，那么各有毒物质对人体健康危害产生的累积效应呈相加关系[5]，所以水体总健康危害风险度R总可表示为

R总=RC+Rn      (6)

1.5 评价指标的选择

本次检测，筛选出的常规指标有铁(Fe)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)、砷(As)、硒(Se)、氟化物(F-)、硝酸盐氮(NO3-N)和三氯甲烷(CCl3)，非常规指标有锑(Sb)、呋喃丹(C12H15NO3)、钡(Ba)、镍(Ni)、氨氮(NH3-N)、硼(B)、钼(Mo)、二氯甲烷(CH2Cl2)、五氯酚(C6Cl5OH)。根据IARC分类资料，饮用水中砷作为基因型致癌物进行评价，余下化学指标则列入躯体毒物评价范围。

1.6 评价参数的选择

污染物评价参数来源美国环保局(US EPA)数据库[6]，砷致癌强度系数(qi)为15(kg ·d)/mg，其他躯体毒物经饮水途径的参考剂量(RfDi)详见表 1。

表1 躯体毒物经饮水途径进入人体的剂量—反应参数
常规指标 参考剂量/
mg/(kg·d)		 非常规指标 参考剂量/
mg/(kg·d)
F-0.06NH3-N0.97
Fe0.3C12H15NO30.005
CCl30.081Sb0.0004
Mn0.14Ba0.2
Cu0.005B0.2
Zn0.3C6Cl5OH0.005
Se0.005CH2Cl20.006
NO3-N1.6Ni0.02
表选项
1.7 质量控制

在每次采样过程中，同时采集平行样和空白对照；实验室通过计量认证，并通过了该年度国家疾控中心实验室盲样考核。水质分析中均采用10%样品平行加标。数据通过Excel 2003双录入核查后再行统计分析。

2 检测结果

本次共采集56份水样，4月(丰水期)和10月(枯水期)各28份，各检测指标按照《生活饮用水卫生标准》 (GB 5749-2006) [7]判定均合格，合格率 100% (表 2)。

表2 2014年南昌市引用水水质检测结果一览表
表选项
3 水质风险评估

利用美国环保局水质风险评估模型，计算水质化学性致癌物和非致癌物的风险评价(表 3、4)，总健康危害风险度见表 5。南昌市各类水样中单个指标的健康危害风险度(Ri)和各类水样总健康危害风险度(R总)均低于国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的有毒有害物质健康危害风险最大可接受水平5×10-5/a(每年每100万人中因饮用水中各类污染物而受到健康危害或死亡的人数不能超过5人)。且各类水样R总基本等于RC。表 5显示饮用水中化学性致癌物的健康风险值要比非致癌物的健康风险值高4个数量级，基因毒物健康危害风险评估值位于10-6~10-5/a数量级，躯体毒物健康危害风险度在10-9~10-12/a数量级之间，即每1亿人口中因饮用水中的躯体毒物而受到健康危害(或死亡)的人数不到1人。

表3 躯体毒物质饮水途径健康危害的个人年风险
表选项
表4 基因毒物质(砷)人均年致癌风险
表选项
表5 2014年南昌市生活饮用水人均年总健康危害风险
表选项

出厂水两个水期健康危害风险评价分析：单个化学物健康危害风险值除硝酸盐、铜、三氯甲烷外，其他指标均枯水期大于丰水期；RC、Rn、R总也均是枯水期大于丰水期，其中Rn约是丰水期的1.42倍。末梢水两个水期健康危害风险评价分析：单个化学物健康危害风险值除硝酸盐、三氯甲烷、铁、铜外其他指标均枯水期大于丰水期，RC、Rn、R总也均是枯水期大于丰水期，其中Rn约是丰水期的1.59倍。

丰水期两个水型健康危害风险评价分析：末梢水中锰是出厂水中锰的3.62倍，其他指标健康危害风险值接近。枯水期两个水型健康危害风险评价分析：末梢水中锰是出厂水中锰的1.34倍，其他指标健康危害风险值接近。而两个水期出厂水和末梢水RC、Rn、R总值也接近。

8个水厂出厂水的健康危害风险值均低于国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的有毒有害物质健康危害风险最大可接受水平，两个水期末梢水R总也处在ICRP推荐的范围内。

4 讨论

通过对水质健康风险的评价，可以量化各类化学毒物对人体健康危害，更加客观地确定污染物的主次和治理的优先次序，突出主要危害的化学毒物，从而为环境风险管理提供科学依据和主要决策对象。本次研究表明，南昌市市政末梢水和8个水厂出厂水在两个水期RC、Rn、R总值均低于国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的有毒有害物质健康危害风险最大可接受水平，说明该市市政饮用水长 期饮用不会对人体产生明显危害。表 5显示各水样R总基本等于RC，表明水中健康危害风险指标以基因毒物质为主，RC处在3.275×10-6~2.095×10-6/a 范围内，占总风险度的99.9%以上，躯体毒物质对人体的危害甚微，以氟化物占的权重最大，占躯体毒物健康风险度(Rn)的55.35%~78.68%。

对丰水期和枯水期中各指标进行对比分析，出厂水和末梢水中大部分指标(氟化物、硒、锰、锌、砷)健康风险值丰水期要小于枯水期，原因是丰水期由于雨量充沛，各河流储水量均比枯水期高，许多化学物被稀释，从而导致这种差异。但出厂水、末梢水中的硝酸盐、三氯甲烷风险值丰水期却大于枯水期。硝酸盐是评价水体受有机物污染的一类指标，环境中化肥施用、污水灌溉、垃圾粪便、工业含氮废弃物、燃料燃烧排放的含氮废气等在自然条件下，经降水淋溶分解后形成硝酸盐流入河、湖，由于南昌市4月正处于雨季，同时也是春节耕种的季节，化肥施用、污水灌溉等活动比较频繁，加上雨水的冲刷，很容易导致水体中硝酸盐增加，故丰水期水体中硝酸盐溶度会高于枯水期。而出厂水和末梢水的三氯甲烷的健康风险评价值，丰水期处于10-11/a数量级，枯水期处于10-12/a数量级，两者相差近10倍。饮用水中三氯甲烷主要来源是氯化消毒后形成的消毒副产物，而南昌市各大水厂在每年的4—9月份(丰水期)在水质处理环节中加入混凝前加氯除藻这一措施，所以投氯量的增加，液氯和藻类等有机物反应即会导致水中三氯甲烷浓度的升高。而对于出厂水中铜在两个水期差别的原因有待进一步研究。

出厂水和末梢水比较，丰水期和枯水期末梢水中的锰健康风险值均要比出厂水高，其中丰水期末梢水中锰健康危害风险值是出厂水的3.62倍。推测可能的原因是饮用水在输送过程中，有些铁质水管被腐蚀会有微量的锰进入饮水中而导致末梢水比出厂水中锰要高；另一种原因可能是水中的溶解氧降低，致使原本被氧化的二价锰离子被还原[6]。出厂水在向用户输送过程中，水中的溶解氧会被有机物慢慢消耗，从而导致水中的锰离子被还原析出导致锰浓度升高。

评价结果显示南昌市市政饮用水中砷的健康危害风险度未超过ICRP推荐的可接受水平，但仍与ICRP推荐的标准年风险度处于同一数量级，同时根据USEPA综合风险信息系统(IRIS)的分类信息，砷属A类致癌污染物，美国环保局建议以1.00×10-6/a

进行风险控制[9, 10]。虽然本次检测的各类水 样中砷均未超过国家标准，但是低浓度的砷长期饮用会对人体产生一定的致癌风险，所以该市饮水中砷应该引起警觉，应优先考虑防治砷对饮用水的污染。而水中非常规指标健康危害风险度均处在10-10/a 以下，远低于ICRP推荐的可接受水平(1.00×10-5/a)，说明水中非常规指标类躯体毒物对人体的危害甚小。

本次研究所得的健康危害风险度只是通过饮水途径进入人体的，但实际上毒物进入人体的途径很多，如经食物、空气等，所以实际各种化学物质的健康危害风险度要比这大很多。此外，美国的暴露参数不能代表我国居民的暴露特征和行为，不同人群承受风险水平、水中物质检测技术的灵敏程度等也存在差异[11, 12]，这些都是本次研究的不确定性因素，所以建立适合我国居民饮水暴露参数是今后开展水质健康危害风险评价的关键。

5 结论

南昌市市政末梢水和8个市政水厂出厂水水质健康危害风险度均低于ICRP推荐的可接受水平(1.00×10-5/a)，长期饮用不会对人体造成明显健康危害。影响该市饮用水健康危害风险度指标主要是基因毒物(砷)，水质非常规指标类化学物等躯体毒物对人体健康的影响甚微，砷应该成为该市优先关注和治理的污染物。

参考文献
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DOI:10.13421/j.cnki.hjwsxzz.2016.01.002
中国疾病预防控制中心主办。
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谢许情, 赖肖, 章英
XIE Xuqing, LAI Xiao, ZHANG Ying
南昌市城市饮用水水质健康风险评价
Health Risk Assessment of Drinking Water Supply in Nanchang
环境卫生学杂志, 2016, 6(1): 51-55,59
Journal of Environmental Hygiene, 2016, 6(1): 51-55,59
DOI: 10.13421/j.cnki.hjwsxzz.2016.01.012

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