國際水質(zhì)基準對我國水質(zhì)標準制修訂工作的啟示

王菲菲，趙永東，2，錢巖，王先良

1.環(huán)境基準與風險評估國家重點實驗室，中國環(huán)境科學研究院，北京　1000122.包頭醫(yī)學院公共衛(wèi)生學院，內(nèi)蒙古 包頭　014040

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國際水質(zhì)基準對我國水質(zhì)標準制修訂工作的啟示

王菲菲1，趙永東1，2，錢巖1，王先良1

1.環(huán)境基準與風險評估國家重點實驗室，中國環(huán)境科學研究院，北京1000122.包頭醫(yī)學院公共衛(wèi)生學院，內(nèi)蒙古 包頭014040

摘要環(huán)境質(zhì)量標準的首要目標是保護人體健康，美國國家環(huán)境保護局(US EPA)和世界衛(wèi)生組織(WHO)分別在地表水水質(zhì)健康基準和生活飲用水水質(zhì)基準方面開展了長期深入的研究，并形成了整套方法體系。2015年，我國新的《環(huán)境保護法》也增加了要求科學確定符合我國國情的環(huán)境基準的規(guī)定。因此，有必要從項目篩選及限值的制修訂方法學等方面梳理國際先進基準，從而借鑒發(fā)達國家水質(zhì)基準的制修訂原則和方法，為自主建立符合國情的國家水質(zhì)基準及標準提供參考并提出工作建議。

關(guān)鍵詞水質(zhì)；標準；基準；健康風險

根據(jù)GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》編制說明[1]，我國《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》[2]中24項基本項目限值制修訂主要參考了美國《國家推薦水質(zhì)基準》[3]中的水生生物毒性基準和人體健康基準；85項水源地項目限值制修訂主要參考了世界衛(wèi)生組織《飲用水水質(zhì)準則》[4]、美國《國家飲用水標準》[5]和我國《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》(衛(wèi)法監(jiān)發(fā)〔2001〕161號)[6]。筆者從健康風險管理角度出發(fā)，對國際相關(guān)水質(zhì)基準及標準制修訂原則和方法等情況進行梳理，并提煉先進經(jīng)驗以供未來我國地表水環(huán)境質(zhì)量標準制修訂工作參考。

1美國《國家推薦水質(zhì)基準》

1.1基準項目

美國是以國家層面制訂水質(zhì)基準，再以該基準指導(dǎo)各州各自制訂水質(zhì)標準。美國的《清潔水法》中要求美國國家環(huán)境保護局(US EPA)制定水質(zhì)基準，并要求各州和部落在制定水質(zhì)標準過程中采用或修正水質(zhì)基準。自20世紀60年代起，美國發(fā)布了一系列水質(zhì)基準，形成一套較為完善的基準體系，并對世界各國水質(zhì)基準及標準制修訂有著深遠影響。美國1968年發(fā)布了《國家推薦水質(zhì)基準》，1980年后隨著基準研制方法學的突破，1986年基準修訂出現(xiàn)質(zhì)的飛躍，基準開始設(shè)立“水生生物基準”和“人體健康基準”2套指標體系，1986年基準印刷版即為“金皮書”[7]。水生生物基準分為淡水急性、淡水慢性、海水急性和海水慢性4個基準值；人體健康基準針對“攝入水和水生生物”和“僅攝入水生生物”設(shè)立2個基準值。近年來每年根據(jù)研究進展，對水生生物基準和人體健康基準不斷進行更新修訂：US EPA正在對鎘及硒進行水生生物基準值的修訂[8-10]；人體健康基準于2015年正式發(fā)布更新版本[11]。

1.2制修訂方法

健康風險評價方法是制訂人體健康基準的核心。以健康危險度評價為理論基礎(chǔ)，制定《推導(dǎo)保護人體健康環(huán)境水質(zhì)基準的方法學》。1983年，美國國家科學院和國家研究委員會(NRC)提出了經(jīng)典的健康危險度評價方法，分為危害鑒定、暴露評價、劑量-反應(yīng)關(guān)系評定和危險特征分析4個步驟，其中，危害鑒定中根據(jù)國際癌癥研究機構(gòu)(IARC)致癌物分類標準判定有閾化合物或無閾化合物，根據(jù)各自方法推導(dǎo)出暴露于環(huán)境有害因素特定人群的終身超額健康危險度，危險度水平是衡量人群健康風險的指標[12]。以此為理論基礎(chǔ)，US EPA于1986年發(fā)布了《致癌物危險度評價指南》，并于2005年進行了修訂[13]，2000年發(fā)布了《推導(dǎo)保護人體健康環(huán)境水質(zhì)基準的方法學》[14](簡稱《健康水質(zhì)基準方法學》)，指導(dǎo)人體健康水質(zhì)基準的制訂。

《健康水質(zhì)基準方法學》的制定，極大推動了《國家推薦水質(zhì)基準》的制修訂。《健康水質(zhì)基準方法學》規(guī)定按照暴露分析、污染物動態(tài)分析、毒性效應(yīng)分析和基準推導(dǎo)方法4個步驟進行。暴露途徑主要考慮飲用含有污染物的水，攝食從水中富集污染物的水生生物2種途徑，對于皮膚暴露等其他途徑，由于缺乏基礎(chǔ)數(shù)據(jù)未能予以考慮。《健康水質(zhì)基準方法學》將“可接受危險度”定為1×10-7～1×10-5，美國《國家推薦水質(zhì)基準》選擇基于1×10-6的危險度水平制訂健康基準。美國人體健康水質(zhì)基準的制訂方法仍在不斷發(fā)展和完善中，受研究方法和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)所限，基準所列120種優(yōu)先控制污染物中，仍有16種污染物尚未制訂出人體健康水質(zhì)基準限值，如鉛、氯乙烷等[11]。

2美國飲用水水質(zhì)標準

2.1標準項目

美國飲用水水質(zhì)標準項目限值的制訂既綜合考慮了科學性和可執(zhí)行性，還對每個污染物提出更為現(xiàn)實可行的健康建議。化學品標準限值分為最大污染物濃度值(MCL)和最大污染物濃度目標值(MCLG)。每個化學品標準項目還針對公眾可能關(guān)心的內(nèi)容提出了健康建議值，包括：10 kg兒童的1 d最高容許值和10 d最高容許值，有助于發(fā)生急性飲用水安全事故時采取措施；成人日均終生暴露劑量。標準還給出了基準推導(dǎo)過程中需要用到的重要理論數(shù)值，包括：參考劑量及10-4致癌風險值，幫助公眾更好地理解和接受標準。其中，MCLG側(cè)重于水中污染物濃度對人體健康的影響，并不涉及污染物的方法檢出限和水處理技術(shù)，是非強制執(zhí)行的理想值。MCL則是可執(zhí)行基礎(chǔ)上的對供水系統(tǒng)提出的強制標準。如砷是人類致癌物，MCL為0.01 mgL，MCLG為0；參考劑量為0.000 3 mgL，10-4致癌風險值為0.002 mgL。銻是非致癌物，MCL為0.006 mgL，MCLG為0.006 mgL；10 kg兒童1 d最高容許值為0.01 mgL，10 d最高容許值為0.01 mgL；成人終生日均暴露劑量為0.006 mgL；參考劑量為0.000 4 mgL[15]。

2.2制修訂方法

美國飲用水水質(zhì)標準同樣遵循致癌物和非致癌物健康風險評價的理論基礎(chǔ)，標準制修訂方法與《國家推薦水質(zhì)基準》基本相同；但關(guān)注的暴露途徑、可接受危險度水平與《國家推薦水質(zhì)基準》有所不同。《國家推薦水質(zhì)基準》根據(jù)飲用水+攝入水生生物、攝入水生生物2個途徑來分別進行暴露評價，而《飲用水水質(zhì)標準》則僅根據(jù)飲用水暴露途徑進行暴露評價。《國家推薦水質(zhì)基準》可接受致癌風險為10-6，《飲用水水質(zhì)標準》規(guī)定的危險度水平為10-4[16]。《國家推薦水質(zhì)基準》制定過程中，如發(fā)現(xiàn)推導(dǎo)的某個項目基準值比飲用水標準值寬松，則以更為嚴格的飲用水標準值作為基準值，如鈹、鎘、鉻等[11]。

風險效益投資分析是標準修訂的核心理念。為及時吸收最新的科技成果，美國飲用水標準執(zhí)行嚴格的動態(tài)修訂，每次修訂都要從最新的《重點污染物目錄》中選25種進行研究，并對以前發(fā)布的標準重新進行審查。在調(diào)整標準項目限值時，要通過詳細的調(diào)查分析，弄清可能取得的效益和降低的風險，并提供指標調(diào)整所具有的可行性技術(shù)，確保標準制修訂的科學性和可行性。以飲用水砷標準修訂為例，世界衛(wèi)生組織(WHO)1993年修訂《飲用水水質(zhì)準則》[17]時將砷的指導(dǎo)值從0.05 mgL加嚴到0.01 mgL，當時美國修訂標準時并沒有簡單照搬，而是在2001年重新完成砷的致癌性風險評價、自來水砷濃度背景調(diào)查、除砷辦法分析及投資效益比較分析后，將標準限值修訂為0.01 mgL[18]。

3WHO《飲用水水質(zhì)準則》

3.1準則項目

為指導(dǎo)世界各國科學制定本國飲用水水質(zhì)標準，WHO于1983年出版了《飲用水水質(zhì)準則》，并分別在1993—1997年和2011年進行修訂，準則項目142個。項目納入原則簡單明確，可供我國地表水標準修訂工作參考。項目限值根據(jù)科學依據(jù)而定，納入《飲用水水質(zhì)準則》的項目限值按準則值、暫行準則值、不需制訂準則值和準則值空缺分為4類。WHO《飲用水水質(zhì)準則》納入化學物質(zhì)項目時，主要依據(jù)3個原則：1)飲用水中能監(jiān)測到該化學物質(zhì)，結(jié)合其急性或潛在毒性資料分析；2)該化學物質(zhì)受到國際上的極大關(guān)注；3)該化學物已被WHO農(nóng)藥評價規(guī)劃(WHOPES)納入。制訂化學物質(zhì)準則值時需要具備科學依據(jù)充分、現(xiàn)行水處理方法及水質(zhì)監(jiān)測方法可行3個條件；如出現(xiàn)化學物質(zhì)不確定性系數(shù)大于1 000的，現(xiàn)行水處理方法無法達到或者低于水質(zhì)監(jiān)測方法下限3種情況中的1種，都定為暫行準則值；如果化學物質(zhì)在飲用水中濃度極低，無法造成健康危害，則不需要制訂準則值；如化學物質(zhì)相關(guān)資料缺乏，則暫不制訂，待證據(jù)充分再制訂準則值。例如，鉻、砷等項目因存在科學依據(jù)不確定性問題，其基準值均為暫行準則值，實際工作中運用該限值時要考慮到其不確定性，需繼續(xù)研究[19]。

3.2制修訂方法

WHO《飲用水水質(zhì)準則》在遵循致癌物和非致癌物的健康風險評價理論方法的同時，正在開發(fā)新的評價方法。WHO與US EPA在制定水質(zhì)相關(guān)基準及標準所遵循的理論方法基本一致，但相關(guān)參數(shù)有所不同：1)WHO確定的致癌物準則值選用10-5作為可接受危險度水平，美國《國家推薦水質(zhì)基準》選擇10-6，美國《國家飲用水標準》選擇10-4；2)非致癌物準則值，WHO以可接受(容許)日攝入量(ADI)進行推導(dǎo)，US EPA則主要依據(jù)參考劑量(RfD)進行推導(dǎo)。同時，WHO正在嘗試將疾病負擔法引入飲用水水質(zhì)準則的制修訂中來，目前已發(fā)布了方法學指南——《世界衛(wèi)生組織飲用水水質(zhì)準則中公共衛(wèi)生危險性的量化：疾病負擔法》，以“失能調(diào)整壽命年”作為評價指標[20]。但受數(shù)據(jù)所限，WHO僅對5個微生物指標和2個化學物指標(溴酸鹽和砷)開展了相關(guān)研究。

4發(fā)達國家經(jīng)驗對我國相關(guān)工作的啟示

通過對中外水質(zhì)基準及標準制修訂總體思路進行歸納比較(表1)可知，目前我國在有關(guān)水的健康基準值制定方面缺乏科學支撐和方法指南，標準制修訂工作總體局限于對國內(nèi)外相關(guān)基準及標準的直接引用層面，而非制定方法層面的接軌。

4.1作為水質(zhì)基準制修訂方法學的技術(shù)導(dǎo)則

從美國、WHO水質(zhì)基準或標準制修訂歷史可見，水質(zhì)基準或標準的制修訂絕不僅是化學物質(zhì)項目增補和限值的變化，真正促使基準及標準修訂的是科技的進步引起方法學的改進，最終才反映到化學物質(zhì)項目和限值的修改。因此，必須開展水質(zhì)健康基準方法指南的研制工作，在科學理論的指導(dǎo)下，根據(jù)標準化的方法學指南制修訂標準。水環(huán)境基準值是通過一系列科學研究得出的結(jié)果，采用不同的試驗生物、不同的研究方法或不同的毒性指標得出的基準值不同。應(yīng)在充分調(diào)研國際水質(zhì)基準制訂方法基礎(chǔ)上，開展我國保護人體健康水質(zhì)基準制訂方法學研究，綜合我國目前水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀、毒理學、暴露評價及健康效應(yīng)研究基礎(chǔ)及數(shù)據(jù)儲備情況，對暴露途徑、健康結(jié)局、健康危險度水平及相關(guān)步驟和方法作出具體規(guī)定，增強基準研究可比性和制訂技術(shù)可行性。因此，國家層面應(yīng)設(shè)立科技專項，研究建立我國水質(zhì)健康基準體系框架，推導(dǎo)方法學指南和制修訂技術(shù)導(dǎo)則。環(huán)境管理部門應(yīng)實時跟進，即時將研究成果固化為管理制度，使得污染物基準值的制修訂能夠在科學理論的指導(dǎo)下，根據(jù)標準化的方法學指南進行。

表1　中外水質(zhì)基準及標準制訂總體思路歸納比較

Table 1　Comparison of the formulation about water quality standardscriterion in domestic and abroad

表1　中外水質(zhì)基準及標準制訂總體思路歸納比較

主要內(nèi)容我國地表水標準WHO飲用水準則美國水質(zhì)基準美國飲用水標準方法學直接引用標準限值為主健康危險度評價,正在開發(fā)疾病負擔法健康危險度評價健康危險度評價方法學指南無《世界衛(wèi)生組織飲用水水質(zhì)準則中公共衛(wèi)生危險性的量化:疾病負擔法》[20]《推導(dǎo)保護人體健康環(huán)境水質(zhì)基準的方法學》[14]飲用水方法學規(guī)定[16]暴露途徑飲用水源飲用水飲用水+水生生物攝入飲用水評價指標無危險度水平,正在開發(fā)失能調(diào)整壽命年(DALY)危險度水平危險度水平可接受危險度水平無1×10-51×10-61×10-6急性標準無無無有標準項目篩選原則無有有有每個項目都有標準值全有否否否專家委員會據(jù)科研進展定期審核更新否是是是

4.2制定水質(zhì)基準及標準污染物篩選原則

科學制定水質(zhì)基準及標準污染物篩選原則，明確我國地表水健康基準及水質(zhì)標準污染物清單。不同標準的保護目標不同，環(huán)境介質(zhì)暴露途徑不同，每個國家的污染物種類和狀況不同，每個國家的技術(shù)處理手段及經(jīng)濟文化水平的差異決定了標準項目的納入不能簡單盲目追隨發(fā)達國家標準。不同標準應(yīng)有各自的標準項目篩選原則，科學增減化學污染項，在風險經(jīng)濟平衡的條件下，最大限度保護人體健康。因此，我國水質(zhì)標準污染物項目納入或剔除應(yīng)充分考慮我國地表水環(huán)境質(zhì)量和人群水環(huán)境暴露的實際特點及目前水處理技術(shù)的可行性。我國目前雖然對飲用水源地及暴露參數(shù)開展了一些調(diào)查研究，但關(guān)于地表水的整體污染水平、食物鏈和人體暴露水平及健康影響狀況仍需投入研究。因此，基準污染物項目的篩選、調(diào)整、限值設(shè)定應(yīng)緊密結(jié)合我國水環(huán)境污染背景和健康風險特點，整合我國目前在地表水、地下水、飲用水源地水、生活飲用水水質(zhì)狀況及人群暴露的全部監(jiān)測及調(diào)查數(shù)據(jù)資料，并進行有針對性的補充性調(diào)研工作，最終明確提出我國建立水質(zhì)健康基準及水質(zhì)標準的污染物清單。

4.3及時更新標準限值

應(yīng)分領(lǐng)域成立專家組，基于對污染物健康影響的科學認識及時更新標準限值。從美國、WHO的基準及標準限值修訂結(jié)果可見，標準項目限值修訂跟隨化學物質(zhì)健康效應(yīng)研究最新進展進行：如WHO《飲用水水質(zhì)準則》中某個項目會因為缺乏科研數(shù)據(jù)，而暫時不制訂標準限值或者只制訂標準限值暫行值。我國目前的水質(zhì)標準現(xiàn)狀基本上等同于直接引用國內(nèi)外相關(guān)基準及標準，所以每個標準項目都有限值：如GB 3838—2002中85項水源地項目中有66個項目標準限值直接參考《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》(衛(wèi)法監(jiān)發(fā)〔2001〕161號)制訂；之后我國發(fā)布了GB 5749—2006《生活飲用水衛(wèi)生標準》替代《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》，其66個水源地項目中的27項在GB 5749—2006中被刪除，地表水標準迄今未對涉及指標進行修訂。因此，為了有序推進我國水質(zhì)健康基準制修訂工作，應(yīng)分領(lǐng)域成立專家組，針對每個領(lǐng)域開展綜述評價，對污染物研究進展、環(huán)境狀況、人群暴露、水處理技術(shù)、不確定性及推導(dǎo)參數(shù)的選擇進行詳細說明；定期跟蹤相關(guān)標準并針對不同領(lǐng)域撰寫綜述報告，定期討論每個污染物基準值的制修訂需求并對管理部門提供報告。

5結(jié)語

2015年，我國新的《環(huán)境保護法》增加了要求科學確定符合我國國情的環(huán)境基準的規(guī)定。因此，借助我國第4次《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》制修訂工作開展之際，從標準項目篩選及標準限值的制修訂方法學等方面梳理國際先進基準，并針對健康風險探討我國水質(zhì)標準制修訂工作目前主要面臨的問題，借鑒發(fā)達國家環(huán)境基準的制修訂原則及方法，為最終自主建立符合我國國情的國家環(huán)境質(zhì)量基準及標準提供技術(shù)參考。

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Enlightenment of International Water Criteria for Future Revision of Water Quality Standard in China

WANG Feifei1, ZHAO Yongdong1,2, QIAN Yan1, WANG Xianliang1

1.State Key Laboratory of Environmental Criteria and Risk Assessment, Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China 2.School of Public Health, Baotou Medical College, Baotou 014040, China

AbstractThe primary objective of environmental quality standards is to protect human health. The United States Environmental Protection Agency (US EPA) and the World Health Organization (WHO) have respectively carried out research on water quality criteria and formulated a complete system of methodology. The updated Environmental Protection Law of China in 2015 has supplemented the requirement of scientifically determining the environmental criteria. Therefore, it is necessary to learn from the principles and methodology of water quality criteria revisions in developed countries and review the international advanced criteria from the aspects of the methods of pollutants screening and criteria limits determining, etc. The foreign experience could provide references and suggestions for independently establishing national water quality criteria and standards in line with China's own conditions.

Key wordswater quality; standard; criteria; health risk

收稿日期：2016-01-12

基金項目:國家自然科學基金項目(21507122); 環(huán)境保護部科研業(yè)務(wù)專項〔EH(2014)-10-01〕

作者簡介：王菲菲(1978—)，女，副研究員，博士，主要從事環(huán)境毒理學及環(huán)境健康基準研究，wangff@craes.org.cn

中圖分類號:X-651

文章編號:1674-991X(2016)04-0331-05

doi:10.3969?j.issn.1674-991X.2016.04.049

王菲菲，趙永東，錢巖,等.國際水質(zhì)基準對我國水質(zhì)標準制修訂工作的啟示[J].環(huán)境工程技術(shù)學報,2016,6(4):331-335.

WANG F F, ZHAO Y D, QIAN Y, et al.Enlightenment of international water criteria for future revision of water quality standard in China[J].Journal of Environmental Engineering Technology,2016,6(4):331-335.