城市供水水源地南灣水庫水質健康風險評價

李永麗許 凱李 明

（1.河南省水文水資源局 鄭州 450003 2.河南省水利廳 鄭州 450003）

城市供水水源地南灣水庫水質健康風險評價

李永麗1許 凱1李 明2

（1.河南省水文水資源局 鄭州 450003 2.河南省水利廳 鄭州 450003）

根據信陽市供水水源地南灣水庫水質實測資料，應用美國環保局推薦的健康風險評價模型進行分析與評價。結果表明：基因毒物質由飲水途徑所致健康危害的個人年均風險Cr6+＞As，致癌物Cr6+和As對人體健康危害的個人年均風險均未超過國際輻射防護委員會（ICRP）推薦的最大可接受風險水平（5×10-5·a-1）。非致癌物的個人年均風險為F-＞Hg＞NH3-N＞CN-＞酚，五者風險水平在10-9～10-12之間，均低于ICRP標準4～7個數量級。化學致癌物對人體健康危害的個人年均風險遠遠超過非致癌物的年風險。飲用水源各類污染物所致健康危害的個人年總風險為6.03E-05，超過國際輻射防護委員會（ICRP）推薦的最大可接受值5×10-5·a-1，及瑞典環保局、荷蘭建設和環境部推薦的最大可接受水平1×10-6·a-1。

健康風險 城市供水 水源地 南灣水庫

環境健康風險評價是當今環境科學領域十分關注的重要課題。健康風險評價是20世紀80年代以后發展起來的，它把環境污染與人體健康聯系起來，定量描述環境污染對人群健康的危害，估算有害因子對人體危害發生的概率。健康風險評價為有效控制有害因子的風險提供技術依據，同時也為確定有害因子主次、暴露途徑主次及治理優先順序提供了科學依據，因此定量描述有害因子對人體健康的危害具有十分重要的現實意義。國際上普遍采用1983年美國科學院首次確立的風險評價基本方法，主要包括危害鑒定、劑量-反應評估、暴露評價、風險表征（US NAS；1983）。許多重金屬對人體的危害已經引起國內外的廣泛關注，飲用水中的As、Cr6+、Pb、Hg和Cu被認為是很重要的途徑，會嚴重損害人體肝、腎、消化系統和神經系統等，同時As和Cr6+還有致癌性。目前，環境健康風險評價在我國剛剛起步，還沒有被列入常規的環境評價工作中。許多研究都集中在對污染場地或河段的健康風險評價，但對水環境污染引起的飲用水水源地健康危害的風險研究的報道還比較少。隨著城市居民生活水平的提高，環境安全意識的加強，環境健康風險評價將會越來越被重視。飲水安全是關系國計民生的大事，如何保障飲水安全是實現可持續發展的關鍵問題之一。正確評價化學污染物對人類健康的影響，區別問題的輕重緩急，把決策過程建立在可靠的科學基礎上，為管理部門科學管理提供依據。

1 研究區概況

南灣水庫是建國初期為治理淮河、發展水利而興建的大型水利工程，以防洪、灌溉為主，兼顧發電、養殖、城市供水及旅游開發等綜合利用的大型水庫。水庫大壩位于河南省信陽市西南6km處淮河支流浉河上，控制流域面積1100km2，多年平均降雨量1240mm、多年平均來水量4.78 億m3，水庫工程于1952年12月動工，1955年11月建成蓄水。南灣水庫在區域經濟社會發展中發揮了重要作用，水庫目前年城市供水8000萬m3，水庫養殖水面7萬畝，年捕撈鮮魚150萬斤。

南灣水庫是信陽市區唯一的飲用水源，是灌區內農業旱澇保收的可靠保證，其水質變化特點及其富營養化程度將直接影響著信陽市工農業和生活用水。隨著社會經濟的發展，水庫養殖業規模化，農業生產和旅游業的發展對水庫水質的負面影響日趨嚴重，引起了政府和人民群眾的高度關注。南灣水庫對區域經濟社會的發展具有重要影響，其安全狀況對保護生態環境、促進區域可持續發展具有重要意義。

2 水環境健康評價模型

水環境健康風險評價主要是針對水環境中對人體有害的物質，這種物質一般可分為兩類：基因毒物質和軀體毒物質，前者包括放射性污染物和化學致癌物；后者則指非致癌物質。這些物質對人體健康產生危害主要有3種暴露途徑：直接接觸、攝入水體中的食物和飲用，其中飲用被認為是一個很重要的暴露途徑。本研究主要考慮通過飲用途徑對人體所造成的健康危害影響。

2.1 基因毒物質所致健康危害的風險

式中：Ric為基因物質i通過食入途徑對平均個人致癌年風險，a-1；Di為基因物質i通過食入途徑的單位體重日均暴露劑量，mg/（kg·d）；qi為基因毒物質通過食入途徑致癌系數，mg/（kg·d）；70a為人類平均壽命。

飲用水途徑的單位體重日均暴露劑量Di，mg/（kg·d）可按下式計算：

式中：2.2L為成人每日平均飲水量；Ci為基因毒物質i的濃度，mg/L；70kg為人均體重。

表1 基因毒物質致癌強度系數

表3 南灣水庫水源地水質監測數據（mg/L）

表2 非致癌物質飲水途徑致癌系數

2.2 軀體毒物質所致健康危害的風險

式（1）～（3）為水環境健康風險評價的基本模式。對于不同地區的不同對象，可以根據污染物濃度、成人每日飲用水量、人均體重以及人均壽命等因素變化來改進評價模型。

假設各有毒有害物質對人體健康的毒性作用呈相加關系，而不是協同或者拮抗關系，則水環境總的健康風險危害為：

式（1）～（4）為水環境健康風險評價的基本模式。對于不同地區的不同對象，可以根據污染物濃度、成人每日評價飲水量、人均體重以及人均壽命等因素變化來改進評價模型。

2.3 評價參數的確定

根據國際癌癥研究機構（IARC）和世界衛生組織（WHO）編制的分類系統，基因毒物質致癌強度系數見表1。

對于非致癌物質所致健康風險評價，參考劑量（飲用水途徑）參數如下：

對于模型中其他參數如污染物濃度、成人每日平均飲水量、人均體重以及人均壽命等，根據所供水城市的實際情況確定。

為了研究水源地水質變化對人體健康的影響，收集了水源地2004～2010年水質監測資料，并以一年內多次采樣的平均值作為該年的平均值，見表3。

通過分析所監測項目，可知對人體健康有危害作用的有毒物質主要是：基因毒物質砷和六價鉻；軀體毒物質汞、氨氮、酚、氰化物和氟化物。水體中沒有檢測出放射性有毒物質，并且有機物也主要以五日生化需氧量表示，沒有檢測出個有機物具體的名稱及含量。因此，在健康風險評價的過程中，只對基因毒物質的化學致癌物和軀體毒物質進行風險評價。但是，水體中有機物對人體的健康危害影響也是不可忽視的。

2.4 健康危害的風險計算

根據健康風險評價模型和評價參數，可以計算出2004～2010年各年通過飲水途徑，基因毒物質和軀體毒物質造成的平均個人年風險。計算結果見表4、表5和表6。

表4 化學致癌物質飲水途徑健康危害的個人年均風險

表5 化學非致癌物飲水途徑健康危害的個人年均風險

表6 各有毒污染物所致健康危害的個人年均總風險

3 結果與討論

從表4可以看出，由致癌物（Cr6+和As）通過飲水途徑所引起的健康危害的個人年均風險以Cr6+最大，As次之，二者的致癌風險水平主要集中在10-5。Cr6+和As是該水源地產生健康風險的主要污染物。

根據表5，非致癌有毒化學物質由飲水途徑所致健康危害的個人年均風險按大小順序排列為F-＞Hg＞NH3-N＞CN-＞酚。氟化物是主要污染物，其次是汞。但除氟化物所致個人年均風險水平在10-9，其他均小于10-9。表明，非致癌化學物質所引起的健康風險甚微，不會對暴露人群構成明顯的危害。

從表6可以看出，致癌物對人體健康危害的個人年均風險遠遠超過非致癌物的年風險，其風險水平差4個數量級。化學致癌物Cr6+所引起的健康風險最大，為主要污染物。

4 結論

（1）該水源地各類污染物所致健康危害的個人年總風險2004～2010年均為6.03E-05，已超過國際輻射防護委員會（ICRP）推薦的最大可接受風險水平5.0×10-5·a-1，及瑞典環保局、荷蘭建設和環境部推薦的最大可接受水平1.0×10-5·a-1。

（2）致癌物由飲水途徑所致健康危害的個人年風險Cr6+大于As；非致癌物由飲水途徑所致健康危害的個人年風險按大小排列為F-＞Hg＞NH3-N＞CN-＞酚。

（3）基因毒物質中的致癌物造成的健康風險遠大于軀體毒物質中的非致癌物。

（4）由于放射性物質和酚以外的其他有機污染物未在統計之內，也未考慮飲水途徑以外如大氣污染等途徑對健康危害的風險，因此文中結論比實際環境污染危害的風險要小■