某区南水北调通水后市政末梢水健康风险变化分析

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信振江,敬燕燕,秦娟,张芳,李洁,杨洋. 某区南水北调通水后市政末梢水健康风险变化分析[J]. 环境卫生学杂志,2016, 6(3): 201-204. 复制到剪切板

XIN Zhenjiang, JING Yanyan, QIN Juan, ZHANG Fang, LI Jie, YANG Yang. Health Risk Evaluation of Municipal Terminal Piped Water before and after the South-to-North Water Diversion Project Implemented in a District[J]. JOURNAL OF ENVIRONMENTAL HYGIENE, 2016, 6(3): 201-204. 复制到剪切板

某区南水北调通水后市政末梢水健康风险变化分析

信振江,敬燕燕,秦娟,张芳,李洁,杨洋

北京市丰台区疾病预防控制中心

基金项目: 北京市丰台区卫生计生系统科研项目（2015-88），北京市丰台区卫生系统科学研究项目（33057）

作者简介: 信振江,主管医师,从事流行病学与统计学研究;北京市丰台区疾病预防控制中心;邮编:100071;Email:19559990@qq.com

通信作者: 秦娟,主管医师,从事环境流行病学研究;Email:qinjuan117@foxmail.com

摘要： 目的分析某市某区南水北调通水前后市政末梢水中各项非致癌物质水平及所致健康风险的变化。方法在某区15个街道设置21个市政末梢水监测点，2014年-2015年期间每月监测1次，监测挥发酚、氰化物、氟化物、氨氮、硝酸盐、铁、锰、铅、汞、铜、锌、硒共12项非致癌物质含量。以2014年全年监测数据作为南水北调通水前的本底值，分析南水北调通水后2015年全年市政末梢水中非致癌物质水平的变化，运用健康风险评价模型评价南水北调前后市政末梢水中非致癌物质所致个人健康风险的改变。结果南水北调通水后某区市政末梢水非致癌物质中的氟化物、硝酸盐含量下降，铁含量升高，氟化物、硝酸盐的个人年健康风险均下降，铁的个人年健康风险升高，差异均具有统计学意义（P<0.05）。市政末梢水年总健康风险为3.326×10^-9，低于南水北调通水前的4.068×10^-9，差异具有统计学意义（P<0.05）。结论南水北调通水前某区市政末梢水健康风险远低于USEPA、ICRP推荐的最大可接受风险水平，南水北调通水后市政末梢水健康风险明显下降。

关键词: 南水北调市政末梢水非致癌物质健康风险评价

Health Risk Evaluation of Municipal Terminal Piped Water before and after the South-to-North Water Diversion Project Implemented in a District

XIN Zhenjiang , JING Yanyan , QIN Juan , ZHANG Fang , LI Jie , YANG Yang

Published online: 2016-06-25 12: 00

Abstract: Objective To learn the change on concentrations and the health risks of some non-carcinogenic contaminants in municipal terminal piped water after the implementation of a South-to-North Water Diversion Project in a district of a city. Methods Terminal piped water samples were collected from 21 monitoring points distributed in 15 sub-districts of the city in each month of 2014 and 2015; and the concentrations of volatile phenol, cyanide, fluoride, ammonia-nitrogen, nitrate, iron, manganese, lead, mercury, copper, zinc and selenium in tap water were monitored. The change of non-carcinogenic contaminants before and after the implementation of South-to-North Water Diversion Project was disussed.The change of the health risks of non-carcinogenic contaminants in municipal teminal piped water was evaluated by a health risk assessment model. Results Fluoride and nitrate were decreased while iron was increased significantly after the implementation of South-to-North Water Diversion Project (P<0.05).Therefore the health risk of fluoride and nitrate were decreased while the health risk of iron was increased (P<0.05). Before and after the implementation of South-to-North Water Diversion Project, the total annual health risk of non-carcinogenic contaminants was 4.068×10^-9 and 3.326×10^-9 respectively (P<0.05). Conclusion The health risk of municipal pipe water decreased significantly after South-to-North Water Diversion Project being implemented, which was much lower than the maximum acceptable level of risk recommended by USEPA and ICRP.The sanitary condition of municipal water got improved after the project being implemented.

Key words: South-to-North Water Diversion Project municipal pipe water non-carcinogenic contaminant health risk assessment

水是每个人必需的物质，且水是一种均一的媒介，因此即使化学有害物的健康风险很小，但长期的低剂量暴露仍然会危害人体健康^[1-2]，因此关于饮水健康风险评价的研究日益受到人们的重视^[3-4]。水质健康风险评价包括致癌与非致癌风险评价模型两部分，是建立水质污染与人体健康定量联系的一种评价方法。按照美国环保署(USEPA)综合风险信息数据库(IRIS)和国际癌症研究机构(IARC)的方法，化学有害物质分为致癌物(基因毒物质)和非致癌物(躯体毒物质)，饮用水中的砷、六价铬和镉属于致癌物质，挥发酚、氰化物、氟化物、氨氮、硝酸盐、铁、锰、铅、汞、铜、锌、硒属于非致癌物质。

南水北调通水前，某区市政供水水源部分为地表水，部分为地下水与地表水混合水源，尽管水质常规指标都符合国家《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)^[5]规定的标准，但是总硬度、硝酸盐、溶解性总固体(TDS)处于相对较高的水平，居民普遍反映水垢多。南水北调中线工程水源地丹江口水库的水质与某区原来的饮用水质化学特征有明显不同^[6-7]，南水北调受水区域人群饮水健康风险的变化情况目前尚无文献报道。2014年12月底某区南水北调通水后，对通水区域水质进行了预调查，根据既往水质监测结果及南水通水后预调查结果，砷、六价铬和镉这三种致癌物均低于检出限，因此本研究只评价南水通水后饮水非致癌物质含量的变化，评估南水对居民饮水健康风险的影响。

1 材料与方法 1.1 研究现场

在某区南水北调供水区域内的15个街道均设置市政末梢水监测点，共设置21个市政末梢水监测点，2014年—2015年对所有监测点每月监测1次。

1.2 水样的采集及检测

监测指标包括挥发酚(C₆H₅OH)、氰化物(CN^-)、氟化物(F^-)、氨氮(N)、硝酸盐(NO₃^-)、铁(Fe)、锰(Mn)、铅(Pb)、汞(Hg)、铜(Cu)、锌(Zn)、硒(Se)共12种非致癌物质，依据《生活饮用水标准检验方法》(GB/T 5750-2006)^[8]的规定进行样品采集、保存及检测，依据《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)^[5]对水质各项指标进行评价。

1.3 南水北调前后饮水非致癌物质水平变化分析

整理南水北调通水后市政末梢水(2015年1月—12月)的监测数据，与2014年1月—12月相同监测点的监测数据进行比较，分析南水北调通水前后市政末梢水中非致癌物质含量的变化。

1.4 南水北调通水前后非致癌物质所致健康风险变化分析

根据南水北调通水前后非致癌物质的监测结果，运用非致癌物质健康风险评价模型，评估某区通南水后饮水非致癌物质所致健康风险的变化。

非致癌物质所致健康风险的评价模型：

${{R}^{n}}=\sum _{1}^{n}{{R}_{i}}$

(1)

${R_i} = \left( {{D_i}/Rf{D_i}} \right) \times {10^{ - 6}}/82.11$

(2)

式中： Rⁿ—非致癌物年总健康风险，/年；

R_i—非致癌物质i通过饮水途径而产生的年人均健康风险，/年；

D_i—非致癌物质i通过饮水途径单位体重的日均暴露剂量，mg/(kg ·d)；

RfD_i—非致癌物质i通过饮水途径的参考剂量，mg/(kg ·d)；

82.11—2014年某区人均期望寿命，年。

通过饮水途径单位体重的日均暴露剂量(D_i)

${D_i}\left[ {mg/\left( {kg \cdot d} \right)} \right] = 1.2 \times {C_i}/60$

(3)

式中： 1.2—《中国居民膳食指南》推荐的成人每日平均饮水量，L /d；

C_i—相关化学有害物i的质量浓度，mg/L；

60—WHO 标准人体重，kg。

模型参数RfD_i的选取是采用USEPA公布的参考剂量，详见表 1^[9]。

表 1 模型参数RfD_i

mg/(kg ·d)
非致癌物质	C₆H₅OH	CN^-	F^-	NO₃^-(以N计)	N(以N计)	Fe	Mn	Pb	Hg	Cu	Zn	Se
饮水途径RfD_i	0.1	0.037	0.06	1.6	0.97	0.3	0.14	0.0014	0.0003	0.005	0.3	0.005

表选项

1.5 统计学方法

符合正态分布的检测值以x ±s表示，不符合正态分布的检测值以中位数表示，采用SPSS 17.0进行统计分析。呈正态分布的资料，两组间比较采用t检验。非正态分布的资料，组间比较采用Wilcoxon秩和检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 南水北调前后市政末梢水中非致癌物质含量变化

某区市政末梢水所有非致癌物质含量在南水北调通水前后均符合《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)^[5]，其中非致癌物质氟化物、硝酸盐含量在南水北调后明显下降，铁含量升高，经t检验分析差异均具有统计学意义(P<0.05)。其他指标的含量南水北调通水前后均无明显变化(表 2)。

表 2 南水北调通水前后市政末梢水中非致癌物质水平比较

mg/L
检测指标	南水北调前	南水北调后	t	P
F^-	0.36±0.07	0.22±0.07	21.580	<0.05
NO₃^-(以N计)	3.80±2.22	2.39±2.08	7.400	<0.05
C₆H₅OH	0.001	0.001	-	-
CN^-	0.001	0.001	-	-
N(以N计)	0.010^a	0.01^a	-1.524^b	0.153^b
Fe	0.027±0.010	0.030±0.014	-2.648	<0.05
Mn	0.025	0.025	-	-
Pb	0.0025	0.0025	-	-
Hg	0.0002	0.0002	-	-
Cu	0.025^a	0.025^a	-1.000^b	0.317^b
Zn	0.025^a	0.025^a	-1.374^b	0.169^b
Se	0.0025^a	0.0025^a	-0.574^b	0.566^b
注：^a为中位数，^b为秩和检验结果

表选项

2.2 市政末梢水中非致癌物质所致个人年健康风险变化

运用前文1.4中健康风险评价模型，计算南水北调前后各项非致癌物质所致个人年健康风险及年总健康风险(表 3)。USEPA推荐的年最大可接受风险水平为1×10^-4/年，国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的年最大可接受风险水平为5×10^-5/年^[10]，南水北调前后我区市政末梢水健康风险均远远低于EPA、ICRP推荐的最大可接受风险水平。

表 3 南水北调前后非致癌物质所致健康风险变化

个人年健康风险(×10^-9/年)	南水北调前	南水北调后	t	P
F^-	1.446±0.295	0.906±0.267	21.580	<0.05
NO₃^-(以N计)	0.579±0.338	0.364±0.316	7.400	<0.05
C₆H₅OH	0.002	0.002	-	-
CN^-	0.007	0.007	-	-
N(以N计)	0.003^a	0.003^a	-1.524^b	0.153^b
Fe	0.020^a	0.020^a	-2.648^b	<0.05^b
Mn	0.043	0.043	-	-
Pb	0.435	0.435	-	-
Hg	0.162	0.162	-	-
Cu	1.218^a	1.224^a	-1.000^b	0.317^b
Zn	0.020^a	0.020^a	-1.374^b	0.169^b
Se	0.123^a	0.123^a	-0.574^b	0.566^b
个人年总健康风险	4.068±0.457	3.326±0.410	19.187	<0.05
注：^a为中位数，^b为秩和检验结果

表选项

南水北调后市政末梢水年总健康风险为3.326×10^-9/年，低于南水北调前的4.068×10^-9/年，经t检验分析，差异具有统计学意义(P<0.05)。氟化物、硝酸盐的年健康风险有显著下降，铁的年健康风险升高(P<0.05)。

2.3 各街道南水北调前后市政末梢水中非致癌污染物健康风险比较

街道南水北调后所有市政末梢水个人年总健康风险均低于南水北调前，经t检验分析，差异均具有统计学意义(P<0.05；表 4)。

表 4 各街道南水北调前后非致癌污染物的年健康风险比较

年健康风险(×10^-9/年)	南水北调前	南水北调后	t	P
街道1	4.147±0.207	3.288±0.401	9.333	<0.05
街道2	3.897±0.203	3.179±0.328	6.454	<0.05
街道3	4.376±0.245	3.611±0.431	7.561	<0.05
街道4	4.338±0.237	3.411±0.401	6.893	<0.05
街道5	3.898±0.220	3.264±0.337	7.708	<0.05
街道6	3.865±0.219	3.234±0.322	5.622	<0.05
街道7	3.745±0.328	3.185±0.300	6.172	<0.05
街道8	4.202±0.329	3.470±0.418	6.749	<0.05
街道9	3.851±0.183	3.165±0.337	6.200	<0.05
街道10	4.565±0.993	3.507±0.573	3.199	<0.05
街道11	3.598±0.162	3.002±0.228	7.376	<0.05
街道12	4.512±0.274	3.673±0.260	7.694	<0.05
街道13	4.095±0.586	3.139±0.361	6.806	<0.05
街道14	4.340±0.307	3.724±0.300	4.973	<0.05
街道15	3.532±0.201	3.032±0.240	5.534	<0.05

表选项

3 讨论

南水北调通水前，某区市政水源为地表水和地下水混合供水，2011年农村自备井水硝酸盐平均含量为22.0 mg/L，自备井超标率达90%^[11]，其市政供水硝酸盐含量虽不超标但在全市仍处于较高水平。饮用水中过高浓度的硝酸盐，还可能会导致婴儿高铁血红蛋白症。南水北调通水后某区市政末梢水中硝酸盐含量下降，对水质有一定改善作用。

饮用水中氟能维持机体下沉的钙、磷代谢，适量氟化物有利于预防龋齿发生，水中含氟量0.5 mg/L以下的地区，居民龋齿患病率一般为50%~60%，而含氟量为0.5 mg/L~ 1.0 mg/L的地区一般为30%~40%^[12]，同时含氟量过高可引起氟中毒，主要表现是氟斑牙和氟骨症。南水北调前后某区氟化物含量分别为0.36 mg/L和0.22 mg/L均在国家标准规定的1 mg/L限值范围内，且都低于0.5 mg/L，不利于儿童龋齿的预防，有关部门应予以关注。铁是人体必需的微量元素，南水北调后市政水铁含量升高可能是由于水源切换为南水后，水中化学成分的改变导致供水管网中管道内的管垢与原有水质之间的平衡被破坏，在短期内可能会发生管垢铁释放的化学稳定性问题，造成自来水管道和入户管中管壁上原有的铁锈部分溶出^[13]，饮用水中铁的标准限值是0.3 mg/L，高出限值可能会导致饮用水出现沉淀或异味，南水北调后饮用水铁含量仍然符合《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)^[5]。

利用健康风险模型评价的结果显示，南水北调通水前后我区市政末梢水健康风险远低于EPA、ICRP推荐的最大可接受风险水平。通南水后市政末梢水年总健康风险为3.326×10^-9/年，即一年中每个成人的健康可能有3.326×10^-9/年的机会受到饮水中非致癌物质的影响，显著低于通南水前的4.068×10^-9/年。南水北调通水不仅缓解了我区水资源短缺现状，同时也改善了市政水的水质，促进了辖区居民的饮水健康。

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DOI: 10.13421/j.cnki.hjwsxzz.2016.03.007
中国疾病预防控制中心主办。

信振江, 敬燕燕, 秦娟, 张芳, 李洁, 杨洋

某区南水北调通水后市政末梢水健康风险变化分析

Health Risk Evaluation of Municipal Terminal Piped Water before and after the South-to-North Water Diversion Project Implemented in a District

环境卫生学杂志, 2016, 6(3): 201-204

JOURNAL OF ENVIRONMENTAL HYGIENE, 2016, 6(3): 201-204

DOI: 10.13421/j.cnki.hjwsxzz.2016.03.007

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