魏金波，鄭懷軍，劉 欣

(遼寧師范大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院，遼寧大連116029)

大連市水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

魏金波，鄭懷軍，劉 欣

(遼寧師范大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院，遼寧大連116029)

利用美國環(huán)保署提出的水質(zhì)健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型，對大連市近5a的生活飲用水環(huán)境進(jìn)行評價(jià)，探究水體中所含物質(zhì)對人體健康的潛在影響。以國際輻射委員會(huì)推薦的最大可接受限值為參考進(jìn)行分析，結(jié)果表明，區(qū)域內(nèi)的水中化學(xué)致癌物主要是Cr+6，致癌風(fēng)險(xiǎn)超過了國際輻射委員會(huì)推薦的最大可接受值5.0×10－5/a;非致癌物中只有氟化物風(fēng)險(xiǎn)超標(biāo);致癌物的風(fēng)險(xiǎn)大于非致癌物的風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)評價(jià)結(jié)果可知在水質(zhì)治理過程中，應(yīng)優(yōu)先治理致癌物Cr+6。

水環(huán)境;健康風(fēng)險(xiǎn);評價(jià);大連市

健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)是20世紀(jì)80年代以后發(fā)展起來的狹義環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的內(nèi)容，其主要特點(diǎn)是把環(huán)境污染與人體健康聯(lián)系起來，定量描述環(huán)境污染對人體健康產(chǎn)生的危害風(fēng)險(xiǎn)。其中，以美國國家科學(xué)院(NAS)和美國環(huán)保局(USEPA)的研究成果最為豐富。我國的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)起步于20世紀(jì)90年代，大都主要以介紹和應(yīng)用國外的研究成果為主［1］。本文采用美國環(huán)保局(EPA)推薦的評價(jià)模型，并借鑒于已有學(xué)者的研究，對大連市近5a來的水環(huán)境進(jìn)行了健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，探究大連市水環(huán)境質(zhì)量與公眾健康的關(guān)系，從而為水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管理和水質(zhì)的改善提出建議和依據(jù)。

1健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型

根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)和國際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)通過全面評價(jià)化學(xué)有毒物質(zhì)致癌性可靠程度而編制的分類系統(tǒng)，屬于1組和2A組的化學(xué)物質(zhì)為化學(xué)致癌物，其它的為非致癌物質(zhì)。再根據(jù)各種物質(zhì)(即基因毒物質(zhì)和軀體毒物質(zhì))對人體產(chǎn)生的危害效應(yīng)，以及人類對有害物質(zhì)的大量研究結(jié)果，可建立起不同類型的有毒物質(zhì)經(jīng)飲水途徑對人體健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型［2］。本文采用的是美國環(huán)保局推薦的健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型。由于放射性污染物在一般水體中污染程度很輕，一般檢測不出來，因此，在本研究中不予考慮。

(1)化學(xué)致癌物對健康危害的風(fēng)險(xiǎn)模型公式如下［3，7］:

式中，Rc為化學(xué)致癌物(共k種化學(xué)致癌物)

ig經(jīng)食入途徑的平均個(gè)人致癌年風(fēng)險(xiǎn)(/a);Dig為化學(xué)致癌物i經(jīng)食入途徑的單位體重日均暴露劑量(mg/kg·d);qig為化學(xué)致癌物經(jīng)食入途徑的致癌強(qiáng)度系數(shù)(kg·d/mg);70為人類平均壽命(a)。

飲水途徑的單位體重日均暴露劑量Dig為:

式中，2.2為成人平均每日飲水量(L);Ci為化學(xué)致癌物或軀體毒物質(zhì)的濃度(mg/L);70為人均體重(kg)。

(2)非致癌物對健康危害的風(fēng)險(xiǎn)模型公式如下［3，7］:

式中，Rnig為非致癌物i經(jīng)食入途徑的平均個(gè)人致癌年風(fēng)險(xiǎn)(/a)，RfDig為非致癌物經(jīng)食入途徑的參考劑量(mg/kg·d)。

各有毒物質(zhì)對人體健康危害產(chǎn)生的累積效應(yīng)呈相加關(guān)系、協(xié)同關(guān)系或拮抗關(guān)系。本文假設(shè)各有毒有害物質(zhì)對人體健康的毒性作用呈相加關(guān)系，而不是協(xié)同或者拮抗關(guān)系，則水環(huán)境總的健康風(fēng)險(xiǎn)危害為:

2健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)參數(shù)選擇

根據(jù)國際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)和世界衛(wèi)生組織(WHO)通過全面評價(jià)化學(xué)物質(zhì)致癌性可靠程度而編制的分類系統(tǒng)，歸納為化學(xué)致癌物的致癌強(qiáng)度系數(shù)和非致癌物的參考劑量見表1［4，6］和表2［5，6］。

表1化學(xué)致癌物飲水途徑致癌系數(shù)(mg/kg·d)

表2非致癌物飲水途徑參考劑量(mg/kg·d)

3健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)結(jié)果

2007～2011年大連市重點(diǎn)飲用水水源地水質(zhì)監(jiān)測分析的結(jié)果是對區(qū)域內(nèi)多個(gè)采樣點(diǎn)取平均值而得，檢測項(xiàng)目及結(jié)果見表3。

表32007～2009年大連市重點(diǎn)飲用水水源地水質(zhì)監(jiān)測表

根據(jù)上述的健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型和評價(jià)參數(shù)，可以計(jì)算出大連市2007～2011年的各年水環(huán)境中所含的化學(xué)致癌物質(zhì)和非致癌物質(zhì)，通過飲水途徑造成的平均個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)。計(jì)算結(jié)果見表4～表6。

表4非致癌物質(zhì)經(jīng)飲水途徑的健康危害的風(fēng)險(xiǎn)(個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)/a)

表5致癌物經(jīng)飲水途徑的健康危害的風(fēng)險(xiǎn)(個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)/a)

表6各有毒污染物所致健康危害的總風(fēng)險(xiǎn)(個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)/a)

對于非致癌物，國際防輻射委員會(huì)(ICRP)推薦的經(jīng)飲水途徑所致的健康危害個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)最大可接受水平是1.0×10－9，由表4可以看出，大連市近5a的水環(huán)境中，飲水途徑所致的個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)最高的是氟化物，檢測的5a內(nèi)均超過了ICRP推薦的可接受風(fēng)險(xiǎn)水平1倍多，最高值出現(xiàn)在2007年，為2.79698×10－9;其次是汞，最高值出現(xiàn)在2008年，為1.85038×10－9，但近5a內(nèi)，僅2008年超過了ICRP推薦的可接受風(fēng)險(xiǎn)水平。其他的非致癌物風(fēng)險(xiǎn)度均低于ICRP推薦的可接受值。依據(jù)表4和表6將非致癌物的風(fēng)險(xiǎn)度進(jìn)行由高到低的排序，則為氟化物＞鉛＞銅＞氨氮＞氰化物＞揮發(fā)酚，總的非致癌物的風(fēng)險(xiǎn)度由高到低的年份是2008＞2007＞2009＞2011＞2010。

根據(jù)國際輻射防護(hù)委員會(huì)(ICRP)推薦的化學(xué)致癌物經(jīng)飲水途徑的最大可接受風(fēng)險(xiǎn)水平是5.0×10－5/a，由表5可知，本次評價(jià)的結(jié)果中化學(xué)致癌物質(zhì)由飲水途徑所致健康危害的個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)以Cr+6為最大，最大值為2008年的2.09125×10－4，超過了ICRP推薦值的4倍多;其次是在2010年和2011年，評價(jià)結(jié)果分別是8.36138×10－5和8.25970×10－5，均超出了ICRP推薦值的1.5倍以上。而其它兩種致癌物Cd和As的個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)均低于ICRP推薦的最大可接受風(fēng)險(xiǎn)水平。近5a內(nèi)大連市的水環(huán)境中的化學(xué)致癌物所致的風(fēng)險(xiǎn)度由大到小排列順序?yàn)镃r+6＞As＞Cd。由此可知六價(jià)鉻是水環(huán)境治理中的重點(diǎn)。

大連市近5a內(nèi)，總風(fēng)險(xiǎn)最大的年份是2008年，這一年致癌物和非致癌物的總風(fēng)險(xiǎn)度均高于其他年份且高于ICRP推薦的可接受風(fēng)險(xiǎn)水平值，其主要原因是六價(jià)鉻的健康風(fēng)險(xiǎn)較大。依據(jù)計(jì)算結(jié)果將近5a的水環(huán)境的總的健康風(fēng)險(xiǎn)由高到低排序?yàn)?008＞2010＞2011＞2007＞2009。

本文的水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)把研究區(qū)域的水環(huán)境質(zhì)量與區(qū)內(nèi)公眾的健康聯(lián)系起來，把水環(huán)境質(zhì)量的評價(jià)落實(shí)到了具體的人體健康層面上。同時(shí)根據(jù)計(jì)算結(jié)果，得出了各種致癌物和非致癌物對公眾健康的影響程度，為水環(huán)境質(zhì)量的治理和保護(hù)提供了科學(xué)依據(jù)。由于只考慮了化學(xué)致癌物和非致癌物經(jīng)飲水途徑對公眾的健康影響，而沒有考慮放射性輻射物的風(fēng)險(xiǎn)和公眾的其它暴露途徑，如皮膚接觸、蒸汽形式的呼吸途徑等，所以評價(jià)結(jié)果可能比實(shí)際的風(fēng)險(xiǎn)值小。

4結(jié)論

大連市水環(huán)境中經(jīng)飲水途徑危害人體健康的主要風(fēng)險(xiǎn)來源是基因毒物質(zhì)，健康風(fēng)險(xiǎn)的數(shù)量級為10－5～10－4，由軀體毒物質(zhì)產(chǎn)生的健康風(fēng)險(xiǎn)數(shù)量級為10－9～10－8，因此，在水環(huán)境治理過程中應(yīng)優(yōu)先控制基因毒物質(zhì)。在基因毒物質(zhì)中(化學(xué)致癌物)Cr+6超過了ICRP推薦的最大可接受值，也是主要的基因毒物質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)的主要來源，所以Cr+6應(yīng)優(yōu)先控制。在軀體毒物質(zhì)(非致癌物)中，氟化物超過了ICRP推薦的最大可接受值，風(fēng)險(xiǎn)值較其它軀體毒物質(zhì)大，也應(yīng)優(yōu)先控制。

［1］孫樹青，胡國華，王勇澤，等．湘江干流水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)［J］．安全與環(huán)境學(xué)報(bào)，2006，06(2):12－15．

［2］李俊杰，李靖潔．張家口市洋河、桑干河流域水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià) ［J］．中國環(huán)境監(jiān)測，2008，24(5):92－95．

［3］曾光明，卓利，鐘政林，等．水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型［J］．水科學(xué)進(jìn)展，1998，9(3):212－216．

［4］The US EPA．Available information on assessment exposure from pesticides in food［R］．U．S．Environmental Protection Agency Office of Pesticide Programs，2000．

［5］EPA/540/1－89/002，EPA．Risk Assessment Guidance for Superfund Volume 1 Human Health Evaluation Manual［Z］．1989．

［6］鄒濱，曾永年，Benjamin F．Zhan，等．城市水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)［J］．地理與地理信息科學(xué)，2009，25(2):94－98．

［7］EPA．Superfund Public Health Evaluation Manual EPAI［Z］．540/1－86－060，1986．

The Health Risk Assessment of the Water Environment in Dalian Municipality

WEI Jin－bo，ZHENG Huai－jun，LIU Xin
(School of Urban and Environmental Science，Liaoning Normal University，Dalian Liaoning 116029 China)

The model of health risk assessment proposed by United States Environmental Protection Agency is applied to assess the domestic drinking water environment in Dalian for the past five years．The potential health risk of the pollutant in the water is discussed．The maximum allowed level(5.0×10－5a－1)that is recommended by ICRP is referred to．The results show that the Cr+6 is the main chemical carcinogen，and the health risk is above the maximum allowed level recommended by ICRP．In non－carcinogens，only the risk of the fluoride goes beyond the standards．The health risk of carcinogens is significantly higher than that of non－carcinogen．Thus，more attention should be paid to Cr+6 in the water treatment．

water environment;health risk;assessment;Dalian Municipality

X82

A

1673－9655(2012)05－0071－03

2012－03－11

國家教育部留學(xué)歸國人員基金資助項(xiàng)目和遼寧省高校創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)支持計(jì)劃項(xiàng)目(2006R32)。

魏金波，女，碩士研究生，專業(yè)方向:自然地理學(xué)。