“十二五”期間湘江株洲段水環境健康風險評價

摘要 根據2011—2015年湘江株洲段水質監測資料，對朱亭、楓溪、白石和霞灣4個水質斷面的環境健康風險狀況進行評價。結果表明：①軀體毒物質的個人年風險大小排列為氟化物、銅、鉛、氨氮、汞、氰化物、酚，而基因毒物質的個人年風險大小排序為砷、六價鉻、鎘；②基因毒物質所產生的健康風險遠超過軀體毒物質，基因毒物質為各斷面的優先控制污染物，氟化物為軀體毒物質中優先控制污染物；③“十二五”期間，4個斷面經由飲水途徑所致健康危害的個人年總風險，均超過國際輻射防護委員會（ICRP）推薦的最大可接受值。該評價結論對于指導湘江株洲段水環境風險管理具有參考價值。

關鍵詞 健康風險評價；水環境；湘江

中圖分類號 X820.4 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2017）13-0052-04

Water Environmental Health Risk Assessment for Zhuzhou Reach in Xiangjiang River during the Period of the 12th Five-year-plan

SHI Yong

（Zhuzhou Planning and Design Institute，Zhuzhou， Hunan 412000）

Abstract Water environmental health risk assessment for Zhuzhou Reach in Xiangjiang River was conducted based on the water environment health risk analysis model and monitoring date during the years of 2011-2015. The result shows that： ①Ranking of average risk deriving from non-gene toxic substances via drinking water was fluoride， Cu， Pb， NH3， Hg， cyanide， hydroxybenzene， and the ranking of average risk due to gene toxic substances via drinking water was As， Cr6+， Cd on the whole. ②Health risk for individual person caused by gene toxic substances was far greater than that of non-gene toxic substances. Therefore， gene toxic substances should be afforded prior attention. As for non-gene toxic substances， fluoride was the highest priority pollutant among the 4 controlling sections for water quality in the Zhuzhou Reach of Xiangjiang River. ③Total heath risk caused by all pollutants for the 4 sections during the period of the 12th five-year-plan was higher than the value recommended by ICRP. The results can provide important information for water quality management and protection in the Zhuzhou Reach of Xiangjiang River.

Key words Health risk assessment；Water environment；Xiangjiang River

湘江株洲段長度89.6 km，流域面積2 055 km2，自王十萬鄉入境向北，流經株洲縣和市區，至馬家河出境。自20世紀60年代，湘江就成為株洲市區工業廢水和城市居民生活污水的受納水體，而株洲市企業和居民的生活用水大部分取自湘江。為了監控湘江的水質，株洲段設有朱亭（交接斷面）、楓溪（對照斷面）、白石（控制斷面）和霞灣（控制斷面）4個例行監測斷面，其中朱亭、楓溪和白石斷面為省控斷面，霞灣斷面為國控斷面。根據《湖南省株洲市環境質量報告書》（2011—2015年），通過對湘江株洲段4個監控斷面水質監測資料進行水環境評價，“十二五”期間的平均污染指數均較“十一五”期間有所下降，但是對人體健康危害的風險程度卻難以直觀反映出來，目前對“十二五”期間湘江株洲段的水質健康風險研究鮮見報道。筆者根據2011—2015年湘江株洲段水質監測資料，對“十二五”期間該河段的水環境健康風險進行了定量評價和分析，旨在為湘江株洲段水環境風險管理提供決策依據。

1 水環境健康風險評價模型

水環境健康風險評價中，對人體健康有害的物質大致可分為放射性物質、化學致癌物和非致癌物，其中放射性物質和化學致癌物為基因毒物質，非致癌物為軀體毒物質。根據上述2類污染物質通過飲用途徑對人體健康造成危害效應機理不同，可建立不同的風險評價模型[1-4]。

1.1 基因毒物質所致健康危害的風險模型

放射性污染物在水體中濃度極小，一般檢測不出，因此，筆者在進行風險評價時僅考慮化學致癌物。則基因毒物質（飲用途經）健康危害風險模型為[1-4]

式中，Rcig、Dig分別為基因毒物質i對平均個人致癌年風險和單位體重日均暴露劑量[mg/（kg·d）]；Qig為基因毒物質i的致癌系數[mg/（kg·d）]；Ci為基因毒物質或軀體毒物質的濃度（mg/L）；70、60和2.2分別為評價區域內人平均壽命（a）、成人平均體重（kg）和成人平均每日飲水量（L）。

1.2 軀體毒物質對健康危害的風險模型

軀體毒物質（飲用途徑）健康危害風險模型為[1-4]

式中，Rnig、Dig分別為軀體毒物質i的平均個人致癌年風險（a-1）和單位體重日均暴露劑量[mg/（kg·d）]；RfDig為軀體毒物質i的參考劑量[mg/（kg·d）]。

1.3 水環境健康風險評價總體模型

在一般水體中，特別是湘江株洲段為沿線居民生活飲用水水源地，各有毒物質濃度均很低，根據目前國內有關文獻[3-10]的研究，可假定各有毒物質對人體健康的毒性作用為相加關系，則該研究中水環境總的健康危害風險R總風險可表示為

式（6）為水環境健康風險評價總體模型。

2 湘江株洲段水質健康風險評價

2.1 水質基本資料

該研究收集了“十二五”期間湘江株洲段的朱亭、楓溪、白石和霞灣4個斷面5年的水質監測資料，并選取了危害人體健康的10種主要污染物質：六價鉻、砷、鎘、氨氮、銅、鉛、汞、氟化物、酚和氰化物，以1年內多次采樣的平均值作為該年的平均值，結果見表1。

2.2 評價參數選擇

根據國際癌癥研究機構（IARC）和世界衛生組織（WHO）編制的權衡化學物質致癌性可靠程度體系，在湘江株洲段10種主要污染物質監測項目中，六價鉻、鎘和砷屬于化學致癌物，即基因毒物質；氨氮、銅、鉛、汞、氟化物、酚和氰化物屬于非致癌化學有毒物，即軀體毒物質。該研究中，化學致癌物的致癌強度系數和非致癌物質的參考劑量分別見表2、3[1]。

2.3 健康危害風險計算

根據健康風險評價模型、相關監測數據和評價參數，可以計算出“十二五”期間各年通過飲水途徑，基因毒物質和軀體物質造成的健康危害風險，結果見表4、5。

為了更直觀地反映各污染物的風險水平，可以采用直方圖來表征計算結果。如“十二五”期末2015年各斷面相應的健康風險水平見圖1、2所示。

2.4 評價結果

從表4、圖1、2可以看出，從單個基因毒物質來看，4個斷面各化學致癌物由飲水途徑所致健康危害最高的為砷，其次為六價鉻，最低為鎘。以2015年的霞灣斷面為例，分別占該類年總風險的62.43%、36.29%及1.28%；從單個軀體毒物質來看，由飲水途徑所致健康危害最高的為氟化物，其余各非致癌物的個人年風險大小排序為銅、鉛、氨氮、汞、氰化物、酚。同樣，以2015年霞灣斷面為例，占該類年總風險分別為76.29%、10.61%、9.07%、3.01%、0.49%、0.40%及0.13%。

從表5可看出，與基因毒物質相比，軀體毒物質對人體健康危害的個人年風險可忽略不計。例如2015年霞灣斷面處，軀體毒物質年風險為3.55×10-9 a-1，而基因毒物質對人體健康危害的年風險卻高達1.18×10-4 a-1，因此各斷面的水環境健康危害的總風險變化趨勢必將由砷、六價鉻和鎘3種基因毒物所決定。

由表5可知，“十二五”期間湘江株洲段4個斷面處，各污染有毒物質危害的個人年總風險均超過了國際輻射防護委員會（ICRP）推薦的最大可接受值5.0×10-5 a-1，超標158～2.38倍，與瑞典環保局、荷蘭建設和環境部推薦的最大可接受水平1.0×10-6 a-1相比，超標高達79～119倍。總體上看，水境健康危害總風險最大的斷面為2011年的白石斷面，其基因毒物質所致健康風險也最大，為1.19×10-4 a-1。

從表1和圖3可以看出，“十二五”期間，湘江株洲段水體中污染物含量均滿足《地表水環境質量標準》中 Ⅲ 類水要求，但各斷面對人體健康危害的總風險仍處于上升趨勢，其潛在健康危害程度仍有加重。此外，由于未考慮有毒物質經由皮膚接觸及食物等途徑帶來的風險，又僅是針對部分監測指標，湘江株洲段水環境實際的健康風險水平可能要高于上述評價結果，這需要充分引起相關部門重視，并大力加強環境風險管理。

3 結論

（1）從評價結果可以看出，基因毒物質是湘江株洲段各斷面水環境健康危害的總風險主要來源，各斷面的優先控制污染物為砷、六價鉻和鎘。在軀體毒物質中，各斷面優先控制污染物應為氟化物。

（2）2011—2015年朱亭、楓溪、白石和霞灣4個斷面處，各類污染物所致健康危害（飲水途徑）的個人年總風險均超過了ICRP 推薦的最大可接受值，遠遠超過了瑞典環保局、荷蘭建設和環境部推薦的最大可接受水平。同時，“十二五”期間，湘江株洲段的潛在健康風險處于上升的趨勢。

（3）該研究僅針對部分監測指標，未含放射性物質和部分其他有機物，也未考慮暴露途徑中經由食物及皮膚接觸等途徑帶來的風險，因此，湘江株洲段的水環境實際的健康風險水平可能要高于評價結果。

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