東平湖水環境健康風險評價

劉艷艷+劉海

摘要：為研究東平湖水環境污染對人體健康產生的危害風險，根據2012—2015年東平湖水質監測數據，采用美國環境保護署（USEPA）推薦的水環境健康風險評價模型，對東平湖通過飲用水途徑引起的水環境健康風險進行了評價。結果表明東平湖2012—2015四年全湖水環境健康總風險在6.6644×10^-6/a～1.8459×10^-5，a，低于美國環境保護署（USEPA）推薦的最大可接受風險水平1×10^-4/a。毒性物質總健康風險主要來自As。雖然風險處于可接受的范圍內，但是湖區的水質監測工作不能懈怠。

關鍵詞：水環境；健康風險評價；東平湖

中圖分類號：X820.4 文獻標識碼：A 文章編號：2095—672X（2016）06—0033—05

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2016.06.008

東平湖位于山東省泰安市東平縣，山東省第二大淡水湖泊和省級地質公園所在地具有重要的旅游價值，同時也是南水北調東線工程的調蓄水庫。近年來，隨著社會經濟的迅速發展以及農業的擴張，東平湖水質健康也受到一定的影響。不僅東平湖供水區的飲水質量健康受到東平湖水質健康與否的直接影響，而且南水北調受水區域的用水健康也會直接影響。因此對東平湖水環境健康進行評價是很有必要，以及促進東平湖及流域生態健康的持續發展。

健康風險評價是把污染物和人體的健康聯系起來評價環境是否安全的方法，水環境健康風險評價在20世紀80年代后興起并成為健康風險評價的重要組成部分，是評價水體污染和人體健康之間定量關系的方法，其目的是通過對水體中污染物危害的鑒定、暴露評價和污染物與人體的劑量-反應關系分析等定量評估水體污染物對人體健康危害的潛在風險。目前，我國水環境健康風險評價研究主要是針對河流和水庫，最近幾年人們開始關注對大型湖泊進行水環境健康風險評價研究，相對水質污染的來源、現狀與變化趨勢以及營養水平等方面的研究還是略有不足，如東平湖水環境研究最近幾年開始關注水質健康風險評價的研究。本文利用2012-2015年東平湖3個斷面的水質監測數據，采用美國環境保護署（USEPA）推薦的水環境健康風險評價模型，對東平湖水環境健康風險進行評價，以期為東平湖水環境風險管理提供科學依據。

1材料與方法

1.1研究區概況

東平湖地處山東省東平縣西部，位于北緯35°30′～36°20′、東經116°00′～116°30′，由老湖和新湖兩部分組成，新湖區屬淮河流域，老湖區屬黃河流域，東平湖為黃河和淮河兩大流域的分水嶺。全湖總面積為627 km²，其中老湖面積為209km²，相應蓄水能力為11.94×108 m³；新湖面積為418km²，相應蓄水能力為27.85×108 m³。全湖總容水量達40×108 m³，是調蓄黃河洪水的大型水庫。

1.2水質風險模型

污染物質通過飲用水進入人體后，其引起的健康風險主要包括基因毒性物質（致癌物）健康風險和軀體毒性物質（非致癌物）健康風險，其計算公式分別為：

式中，Rci為基因毒性物質i通過飲用水途徑產生的年平均致癌風險（a^-1）；Rni為軀體毒性物質i通過飲用水途徑產生的年平均健康風險（a^-1）；Di為毒性物質i的單位體重日均暴露劑量[mg/（kg·d）]；Qi為基因毒性物質i通過飲用水途徑產生的致癌強度系數[（kg·d）/mg]；RFDi為軀體毒性物質i通過飲用水途徑攝入的參考劑量[mg/（kg·d）]；W（80）為人類平均壽命。

毒性物質通過飲用水途徑對人體的日均暴露劑量（Di）按下式計算：

Di=Q×Ci/w

式中，Q（2.2L）為成人每日平均飲水量（L）；Ci為飲用水體中各污染物質的實測濃度（mg/L）；w（70）為人均體重（kg）。

雖然已經對各種有毒污染物對人體健康的作用機理開展大量研究，但仍未形成系統的理論和方法學，各污染物之間如何聯合健康效應評價現在尚無法確定。本文假定各污染物質對人體健康危害的毒性作用不存在拮抗或協同關系，則污染物質通過飲用水途徑對人體產生的總健康風險R_總=Rc+Rn。

1.3研究區的水質數據

由國際癌癥研究中心（IARC）對化學物的分類，屬于1類（有充分的證據證明對人有致癌作用）和2類A組（為找的對人體有致癌左右的充分證據，但是對動物證據充分）的化學物質為化學致癌物，其他則為非致癌化學有毒物質（非致癌物）。依此分類，2012-2015年東平湖水體監測出的危害人體健康的毒性物質主要有基因毒性物質（致癌物）As、Cd和軀體毒性物質（非致癌物）氟化物，其各監測斷面（圖1）的4年平均值統計，表1。

1.4模型參數的選擇

模型中基因毒性物質（致癌物）的致癌強度系數和軀體毒性物質（非致癌物）飲水暴露的參考劑量均參照美國環境保護署（USEPA）標準，具體見表2。

1.5評價指標的確定

水環境風險評價通過建立人體健康與環境污染的關系，定量描述各種環境污染物對人體健康造成的危害及其發生概率，其結果與國際推薦的風險水平對比，使風險管理國際化?？紤]到我國的實際情況，本研究選取美國環境保護署（USEPA）推薦的最大可接受風險水平1×10^-4/a作為評價標準。

2結果與討論

2.1水質監測數據

通過表1數據顯示鎘（cd）的水體含量2014-2015兩年各個斷面始終保持在0.0001mg/L，然而2012-2013年各斷面的含量在0.00016mg/L～0.00030mg/L之間，高于2014-2015兩年的含量。砷（As）的含量2012-2014年期間各斷面始終為0.007mg/L明顯高于2015年各斷面的0.0025mg/L。氟化物的含量2012-2015年期間各斷面在0.39～0.91之間。同年期間各斷面之間的含量相差不大，但是年季之間呈現上升的趨勢。

2.2水質健康風險的評價結果

東平湖水環境健康風險評價結果見表3。

2.3水質健康風險的時空分異

2012-2015年期間各個監測斷面水環境健康總風險見表4。

從表4可以看出2012-2015年期間每年的東平湖湖南、湖北、湖心三個監測斷面的水環境健康的總風險相差無幾，基本變化很??；其中2012-2013年水環境健康的總風險都呈現出湖南>湖北>湖心，但是總體上相差很小。2012-2015年期間全湖平均值前三年相差無幾，處在同一個數量級上。然而從圖2中可以看出2012-2015年期間東平湖的水環境健康總風險呈下降趨勢，2015年全湖平均水環境健康總風險比以往有明顯的下降。