引用本文
陈栋, 操基玉. 六安市城区饮用水中氯仿和四氯化碳健康风险初评[J]. 环境卫生学杂志, 2016, 6(5): 347-350, 355.
CHEN Dong, CAO Jiyu. Preliminary Health Risk Assessment on Chloroform and Carbon Tetrachloride in Drinking Water in Urban Area of Lu'an City[J]. Journal of Environmental Hygiene, 2016, 6(5): 347-350, 355.
六安市城区饮用水中氯仿和四氯化碳健康风险初评
陈栋1,2, 操基玉1     
1. 安徽医科大学公共卫生学院;
2. 六安市疾病预防控制中心
作者简介: 陈栋, 主管医师, MPH在读, 主要从事环境卫生监测和消毒质量监测工作; 联系方式:安徽省六安市皋城中路六安市疾病预防控制中心; 邮编:237000;Email:117321586@qq.com
通信作者: 操基玉, 教授, 从事环境与健康研究; Email:qshq@163.com
摘要： 目的 运用健康风险评价方法定量描述六安市城区饮用水中三氯甲烷和四氯化碳含量，评价其对人体健康产生潜在风险。 方法 2014年，根据六安市城区（金安区、裕安区、开发区）人口的聚集程度设置水质监测点，并对监测点的水样进行采集和检测。 结果 六安市城区饮用水中三氯甲烷、四氯化碳的浓度（中位数）分别为0.035 mg/L和0.0002 mg/L，致癌个人风险为59.3×10-6和1.10×10-6，非致癌健康风险值个人健康风险为0.1912和0.0122。 结论 六安市城区饮用水中三氯甲烷和四氯化碳对人体健康产生的潜在致癌个人风险和非致癌健康风险均在美国环境保护署（US EPA）可以接受的限值之内。
关键词: 饮用水     三氯甲烷     四氯化碳     健康风险评价    
Preliminary Health Risk Assessment on Chloroform and Carbon Tetrachloride in Drinking Water in Urban Area of Lu'an City
CHEN Dong1,2, CAO Jiyu1     
Published online: 2016-10-25 12: 00
Abstract: Objective Using a health risk assessment method to quantitatively describe the situation of chloroform and carbon tetrachloride in drinking water in Lu'an city, and to assess their potential risks to human health. Methods Setting water quality monitoring sites was based on the aggregation of the population in Lu'an City. Water samples were collected and detected in 2014. Results The average concentration of chloroform and carbon tetrachloride in drinking water was 0.035mg/L and 0.0002mg/L, respectively, and the carcinogenic risk value was 59.3×10-6 and 1.10×10-6, respectively.The health risk index for chloroform and carbon tetrachloride in drinking water was 0.1912/a and 0.0122/a, respectively. Conclusion The carcinogenic and non-carcinogenic risk induced by chloroform and carbon tetrachloride through drinking water was in the acceptable value recommend by US EPA.
Key words: drinking water     chloroform     carbon tetrachloride     health risk assessment    

六安市位于安徽省西部，辖区内有我国著名的五大水库，其中六安市城区内有2条河流贯穿, 在全国也较为少见。城区内近70万居民的生活饮用水是由自来水公司供应，据调查，目前自来水公司的水消毒方式是氯化消毒。氯化消毒是饮用水处理过程中我国现在被使用最广泛的技术，优点是能有效杀灭水体中的各种病原微生物，控制介水传染病的发生。但是，氯化消毒也存在一定的缺陷，可产生对健康有害的消毒副产物，目前已知的消毒副产物有600多种, 其中包括三氯甲烷和四氯化碳，研究表明这些副产物有致癌和致突变的作用[1]。目前未有报道六安市饮用水中三氯甲烷和四氯化碳是否对人体产生健康危害。为此，以六安市城区2014年生活饮用水为调查对象，对城区饮用水中三氯甲烷和四氯化碳的含量进行检测，并应用美国环保局(US EPA)推荐的健康风险评价模型进行初步评价，描述饮用水中三氯甲烷和四氯化碳的含量是否对人体健康产生危害。

1 材料和方法 1.1 水样的布点、采集和保存

按照六安市最新的城区图，在不同区域(金安区、裕安区、开发区)内，根据人口居住密度并结合网格布点法进行布点，于2014年的枯水期(3月份)和丰水期(8月份)，按照《生活饮用水标准检验方法》(GB/T 5750-2006)[2]进行水样的采集和保存，丰水期和枯水期各采集46份，全年共采集水样92份。

1.2 水样的检验和评价

水样的检验由六安市疾病预防控制中心理化检验室完成，检验人员使用安捷伦7890A气相色谱仪，按照《生活饮用水标准检验方法》(GB/T 5750-2006)[2]进行检验。检验结果按照《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)[3]中表 1进行评价，三氯甲烷和四氯化碳的标准限值分别为0.06 mg/L和0.002 mg/L。

表 1 三氯甲烷、四氯化碳的致癌与非致癌强度系数参考值
有害物质 SF[(kg·d)/mg] RfD/[mg/(kg·d)]
三氯甲烷 0.01 0.0310
四氯化碳 0.0007 0.13
表选项

1.3 质量控制

为确保水样检测结果的准确性，负责水质检测的实验室已通过省级计量认证，水质检测人员取得检测资格证并具有多年的工作经验，水样的采集和实验室检测均有相应的质量控制措施和检测数据的审核检查制度。检测过程中，检验人员根据质控要求加入空白对照样品，其中空白对照样品中要求不得检出待测物质，并且进行加标回收率试验。待测的每批样品中均带入质量控制样品，并对出现的超标数据进行复测。

1.4 健康风险评价

目前，国际癌症研究机构(international agency for research on cancer, IARC)将污染物是否能够导致癌症分为致癌和非致癌两类，同时，US EPA根据污染物的这两种分类，分别建立致癌物和非致癌物的风险模型进行健康风险评价。

水质的健康风险评价有许多种风险计算模型和方法[4-5], 本调查采用运用比较广泛的US EPA推荐暴露计算方法和健康风险模型，并参考文献[6]对末梢水中三氯甲烷和四氯化碳进行健康风险评价分析。

1.4.1 致癌物的健康风险评价

致癌性污染物的致癌风险通常用风险值(Risk)表示：

$ Risk = \left[{\left( {Ci \times IR \times EF \times ED} \right)/\left( {BW \times AT} \right)} \right] \times SF $ (1)

式中：Risk-暴露于该种致癌物质癌症发病风险；

Ci-环境介质中实际致癌物的浓度，mg/L；

IR-成人每日饮水量，L/d；

EF-暴露频率，d/a；

ED-暴露持续时间，a；

BW-成人体重，kg；

AT-平均暴露时间，d；

SF-污染物的致癌斜率因子，(kg ·d)/mg。

1.4.2 非致癌物的健康风险评价

非致癌健康风险通常用危害指数(HI)表示：

$ {\rm{HI = }}\left[{\left( {Ci \times IR \times EF \times ED} \right)/\left( {BW \times AT} \right)} \right]/RfD $ (2)

式中：HI-非致癌物的健康危害指数；

RfD-非致癌物摄入参考剂量，mg/(kg ·d)；

Ci-环境介质中实际致癌物的浓度，mg/L；

IR-成人每日饮水量，L/d；

EF-暴露频率，d/a；

ED-暴露持续时间，a；

BW-成人体重，kg；

AT-平均暴露时间，d。

以上两个公式中暴露参数选用中国环境保护部2013年编著的《中国人群暴露参数手册(成人卷)》的推荐值[7]，式中IR表示成人每日饮水量，安徽省城市成人饮水量为3.163 L/d；EF取365 d/a；ED对于非致癌物质取30 a，对于致癌物质取70 a；BW表示成人的平均体重，63.3 kg为安徽省城市成人平均体重；AT表示平均暴露时间，对于非致癌物质取10 950 d，对于致癌物质取25 550 d。

1.5 评价参数的选择

根据美国环境保护署综合风险信息系统(IRIS)公布的多种有毒物质有关暴露途径的参考剂量值[7]，结合本地末梢水检测情况选择三氯甲烷和四氯化碳经口SF值与RfD值，参数情况见表 1。

1.6 统计学处理

采用Excel 2010录入检测数据并建立数据库，采用SPSS 17.0进行统计分析。经Kolmogorov-Smirnov法正态性检验，本组数据属于非正态性分布(P < 0.05)，故采用中位数(M)和四分位间距(Q)进行表示。两组间比较采用Mann-Whitney U检验，多组间比较采用Kruskal Wallis H多组秩和检验，计算其精确概率，以P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 水质检测结果

2.1.1 丰水期、枯水期末梢水中三氯甲烷和四氯化碳浓度

全年共检测水样92份，三氯甲烷和四氯化碳检测值均符合《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)[3]中表 1规定的限制，浓度(中位数)分别为0.035 mg/L、0.0002 mg/L。丰水期和枯水期三氯甲烷的浓度(中位数)分别为0.048 mg/L、0.032 mg/L，差异有统计学意义(P < 0.05)；丰水期和枯水期四氯化碳的浓度(中位数)分别为0.0002 mg/L、0.00005 mg/L，差异无统计学意义(P>0.05；表 2)。

表 2 城区丰水期、枯水期末梢水中三氯甲烷和四氯化碳浓度
mg/L
水期类型 样品数/份 三氯甲烷 四氯化碳
浓度范围 M Q 浓度范围 M Q
丰水期 46 0.00003~0.059 0.048 0.014 46 0.00016~0.00029 0.0002
枯水期 46 0.013~0.042 0.032 0.004 46 0.00005~0.00024 0.00005
合计 92 0.00003~0.059 0.035 0.017 92 0.00005~0.00029 0.0002
表选项

2.1.2 不同城区三氯甲烷、四氯化碳分布

对于不同城区的三氯甲烷和四氯化碳含量进行多组秩和检验，结果表明四氯化碳在不同地区的分布统计学差异有显著性(P < 0.05；表 3)。

表 3 不同城区饮用水中三氯甲烷、四氯化碳分布
mg/L
城区 样品数/份 三氯甲烷 四氯化碳
浓度范围 M Q 浓度范围 M Q
金安区 52 0.00003~0.057 0.035 0.017 0.00005~0.00027 0.00016 0.00014
裕安区 20 0.029~0.059 0.034 0.02 0.00005~0.00027 0.00022 0.00004
开发区 20 0.029~0.059 0.042 0.016 0.00021~0.00029 0.00024 0.00002
合计 92 0.00003~0.059 0.035 0.017 0.00005~0.00029 0.0002 0.00018
表选项

2.1.3 丰水期、枯水期不同城区三氯甲烷、四氯化碳分布

对丰水期和枯水期不同城区的三氯甲烷和四氯化碳进行多组秩和检验，结果表明丰水期、枯水期期间三氯甲烷在不同城区间分布差异无统计学意义，四氯化碳在不同城区间的分布差异均存在统计学意义(P < 0.05；表 4)。

表 4 不同城区丰水期、枯水期三氯甲烷、四氯化碳分布
mg/L
水期类型 城区 样品数/份 三氯甲烷 四氯化碳
浓度范围 M Q 浓度范围 M Q
丰水期 金安区 26 0.00003~0.057 0.048 0.016 0.00016~0.00027 0.00019 0.00002
裕安区 10 0.032~0.059 0.046 0.022 0.00017~0.00027 0.0002 0.00002
开发区 10 0.043~0.059 0.048 0.006 0.00021~0.00029 0.00023 0.00005
枯水期 金安区 26 0.013~0.040 0.031 0.004 0.00005~0.00023 0.00005 0
裕安区 10 0.029~0.042 0.031 0.003 0.00005~0.00024 0.00023 0
开发区 10 0.029~0.041 0.032 0.004 0.00023~0.00024 0.00024 0.00001
合计 92 0.00003~0.059 0.035 0.017 0.00005~0.00029 0.0002 0.00018
表选项

2.2 水质健康风险评价

依据参考的健康风险评价模型和参数，根据检测结果，代入公式，计算出末梢水中三氯甲烷、四氯化碳经饮水途径的平均个人健康风险评价结果(表 5和表 6)。

表 5 丰水期、枯水期末梢水中三氯甲烷和四氯化碳的健康风险评价
水期类型 危害指数 致癌风险
三氯甲烷 四氯化碳 总计 三氯甲烷 四氯化碳 总计
丰水期 0.0774 0.00008 0.07748 24.0×10-6 0.007×10-6 24.007×10-6
枯水期 0.0516 0.00002 0.05162 16.0×10-6 0.002×10-6 16.002×10-6
合计 0.0564 0.00008 0.05648 17.5×10-6 0.007×10-6 17.507×10-6
表选项

表 6 不同城区末梢水中三氯甲烷和四氯化碳的健康风险评价
城区 危害指数 致癌风险
三氯甲烷 四氯化碳 总计 三氯甲烷 四氯化碳 总计
金安区 0.0564 0.00006 0.05646 17.5×10-6 0.006×10-6 17.506×10-6
裕安区 0.0548 0.00008 0.05488 17.0×10-6 0.008×10-6 17.008×10-6
开发区 0.0677 0.00009 0.06779 21.0×10-6 0.008×10-6 21.008×10-6
合计 0.0564 0.00008 0.05648 17.5×10-6 0.007×10-6 17.507×10-6
表选项

3 讨论

人们目前更多的关注饮用水中污染物指标的含量是否超标，而对这些污染物是否能够对人体健康产生危害知晓率不高，在限值以内的某些指标即使在饮用水中浓度较低，但是经过长期的暴露和蓄积也能够对人体健康产生严重的危害。本次调查参考US EPA提出的水质健康风险评价模型，对2014年六安市城区饮用水中三氯甲烷、四氯化碳在人体内产生的健康潜在危险进行了评价。

本次调查发现，六安市城区饮用水中不同水期三氯甲烷浓度有差异，丰水期大于枯水期，经分析，可能原因是丰水期期间由于降雨量较多，自来水公司为保证饮用水的卫生指标合格，加大了消毒剂的投放量；本次调查还发现，丰水期和枯水期期间四氯化碳浓度含量在不同城区均有差异，且开发区饮用水中浓度最高，针对该结果，下一步将开展进一步的调查和分析。

六安市城区饮用水中的三氯甲烷、四氯化碳的危害指数分别为0.0564/a、0.00008/a，远低于1，预期不会造成人体的健康损害，符合安全要求。

根据US EPA所推荐的致癌物质可接受的风险水平范围，当风险值 < 1.0×10-6表示风险不明显，在1.0×10-6~1.0×10-4之间表示有风险，尚可接受；>1.0×10-4表示有较显著的风险[8]。本调查结果显示，六安市城区饮用水中三氯甲烷和四氯化碳通过饮水途径产生的致癌风险尚可接受，但已经存在健康风险。

六安市城区饮用水中三氯甲烷所产生的个人健康致癌风险由高到低依次为：丰水期>枯水期，开发区>金安区>裕安区。按照US EPA的风险控制要求，当风险值达到1.0×10-6，应该提出可行的风险管理策略。下一步，结合六安市城区的饮用水中其它指标开展较为全面的健康风险评价。

本次调查运用健康风险评价模型，并选用中国环境保护部2013年编著的《中国人群暴露参数手册(成人卷)》的暴露参数，初步评价六安市城区饮用水中三氯甲烷和四氯化碳含量的现状及对人体可能产生的健康影响。但由于水环境健康风险评价系统包含了大量不确定性因素[9-11]，如人群暴露水平、污染物浓度分布、不同人群承受风险水平等，加上本评价选用的日平均饮水量和平均体重是成人的数据，成人的暴露参数与18岁以下人群的数据存在偏差，使得评价结果可能具有一定的局限性。本次调查仅从饮水暴露途径评价了三氯甲烷和四氯化碳产生的健康危害，随着生活水平的日益提高，人群洗澡、游泳较为普遍且暴露频率较高，通过这些途径导致的致癌风险不容忽略[12]。因此，六安市城区饮用水中三氯甲烷和四氯化碳的健康风险危害还要进一步深入研究。

参考文献
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DOI: 10.13421/j.cnki.hjwsxzz.2016.05.007
中国疾病预防控制中心主办。
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陈栋, 操基玉
CHEN Dong, CAO Jiyu
六安市城区饮用水中氯仿和四氯化碳健康风险初评
Preliminary Health Risk Assessment on Chloroform and Carbon Tetrachloride in Drinking Water in Urban Area of Lu'an City
环境卫生学杂志, 2016, 6(5): 347-350, 355
Journal of Environmental Hygiene, 2016, 6(5): 347-350, 355
DOI: 10.13421/j.cnki.hjwsxzz.2016.05.007

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