四平市城區河流重金屬監測及健康風險評價

劉 鳳，李 鵬，韓 壯，扎西更宗，鄭勤瑩，倪 螢，劉霜平

(吉林師范大學 環境科學與工程學院，吉林 四平 136000)

四平市城區河流重金屬監測及健康風險評價

劉 鳳，李 鵬，韓 壯，扎西更宗，鄭勤瑩，倪 螢，劉霜平

(吉林師范大學 環境科學與工程學院，吉林 四平 136000)

在分析條子河水質的基礎上，對重金屬進行了健康風險評價。綜合8個點位的監測結果，水體中重金屬的平均含量順序為 Fe>Cu>Zn>Mn>Ni>Cd>Cr>Pb，其中Fe和Cd 的含量均超過了 Ⅴ 類水質標準。污染物通過皮膚接觸途徑造成的危害要遠小于飲水途徑，致癌物的健康風險值比非致癌物大，Cr 和 Cd 成為主要的風險污染物。非致癌物質的危害程度以Cu最大，其次為Pb。重金屬的總風險超過了美國推薦的風險限值，應引起環境治理部門的關注。

條子河；重金屬；環境監測；健康風險評價

健康風險評價是20 世紀80 年代以后發展起來的環境風險評價的內容，它以風險度作為指標，定量地表示了污染物對人體健康可能造成的風險[1]。四平是吉林省第三大城市，地處松遼平原中部腹地，是東北地區重要的交通樞紐和物流節點城市。條子河作為四平城區唯一一條受納水體，其水質直接影響到水資源開發和利用，對吉林省老工業基地的社會經濟發展具有舉足輕重的作用。目前，水環境健康風險評價研究主要是針對某一地區飲用水開展[2-4]，而對河流進行健康風險評價的報道較少，因此，該課題對指導水環境保護工作以及保障四平市地表水質安全具有重要的現實意義。

1 材料和方法

1.1 樣品采集

按照《地表水和污水監測技術規范》要求，在全面考慮河流附近可能產生的污染的情況下設置八個 監測點位，如圖1所示。

圖1 條子河采樣點布設

1.2 樣品測定

水樣的分析方法依據《水和廢水監測分析方法》。Cu、Zn、Pb、Cd、Mn、Fe、Ni采用火焰原子吸收法；Cr采用二苯碳酰二肼分光光度法。采用國家標準中心提供的標準物質進行質量控制，結果表明所有待測元素的RSD(相對標準偏差)均低于10%，數據的精度和準確度均符合要求。

1.3 健康風險評價模型

1.3.1 飲水途徑風險模型

式(1)為致癌風險的評價模型。Ric為平均個人致癌年風險，a-1；Di為單位體重日均暴露劑量，mg·(kg·d)-1；qi為致癌強度系數，kg·d·mg-1；L 為人均壽命，a。

式(2)為非致癌風險的評價模型。Rin為個人平均年風險，a-1；RFDi為參考劑量，mg·(kg·d)-1；L 為人均壽命，a。

Di為：

式中：2.2 為成人每日平均飲水量，L；Ci為質量濃度，mg·L-1；W 為人均體重，kg。

1.3.2 皮膚接觸途徑風險模型

對于不揮發和半揮發的無機物，去掉了原模型中的 TF 項(經煮沸后污染物的殘留比)和 e-λ×TH項(自然衰減過程中的損耗)。計算模型如下：

式(4)為致癌風險的評價模型。Rip為個人平均年風險，a-1；CDI 為每日單位體重的攝入劑量，mg·(kg·d)-1。

式(5)為非致癌風險的評價模型。Rif為個人平均年風險，a-1。

CDI 為：

式中 I為單位面積對污染物的吸附量，mg·(cm2·次)-1；Asd為人體表面積，cm2；FE 為洗澡頻率，次·d-1；EF 為暴露頻率，d·a-1；ED為暴露延時，a；W 為平均體重，kg；AT 為平均暴露時間，d；f 為腸道吸附比率；k 為皮膚吸附參數，cm·h-1；τ為延滯時間，h；TE為洗澡時間，h。

假定污染物危害人體健康的累積效應呈相加關系。則總健康風險R可表示為：

1.4 參數選擇

根據國際癌癥研究機構和世界衛生組織編制的分類系統，以及美國 EPA 推薦值，本研究所測定的重金屬中，化學致癌物有 Cr、Cd，非化學致癌物有 Pb、Cu、Zn。

水環境健康風險評價的評價對象為特定人群，根據中國衛生統計資料，吉林省人均預期壽命為 73.10 a，成人人均體重為 56.5 kg。本課題所使用的參數參考相關文獻[5]。

2 結果與討論

2.1 條子河水體重金屬含量

條子河水體中重金屬分布情況見表 1。綜合 8 個點位的監測結果來看，水體中重金屬的平均含量順序為 Fe>Cu>Zn>Mn>Ni>Cd>Cr>Pb。根據地表水環境質量標準(GB 3838-2002)，Cu、Zn 均未超過 Ⅱ 類水質標準，Pb 的含量未超過 III 類標準，S5-S8 四個監測斷面中 Cr 濃度均超過 IV 類水質標準，但未超過 Ⅴ 類標準，而 Fe 和 Cd 在 8 個監測點位的含量均超過了 Ⅴ 類水質要求。

表1 條子河水體重金屬元素含量 (mg·L-1)

2.2 重金屬健康風險評價

條子河水體重金屬健康風險計算結果見表 2。重金屬通過皮膚接觸途徑造成的健康危害要遠小于飲水途徑，致癌物的健康風險值比非致癌物大，5 種重金屬洗浴總風險大于瑞典、荷蘭、英國、丹麥推薦的最大風險水平(1×10-6)，但在美國(1×10-4)和國際輻射防護委員會ICRP (5×10-5)可接受的風險水平之內。飲水總風險為 9.18E-03，超過了上述風險水平限值，其中致癌物 Cr 和 Cd 飲水風險數量級為 10-4～10-3，成為風險決策管理的重點對象。非致癌物質的危害程度以 Cu 最大，與張越男[6]的研究結論一致，其次為 Pb。8 個監測點重金屬的總風險均超過了美國推薦的風險限值，應引起環境治理部門的關注。

表2 致癌物質和非致癌物所致健康危害的個人年風險(a-1)

需要指出的是，本研究的健康風險評價結果存在一定程度的不確定性，主要來自于：①污染物濃度分布的不確定性，主要受污染源和水質的季節變化影響；②一些暴露參數參照 USEPA 的給定值，是否適用于具體情況需要驗證。因此，本研究還有待深入探討，結果的不確定性也有待進一步分析。

3 結論

綜合8個點位的監測結果，重金屬在水體中平均含量順序為 Fe>Cu>Zn>Mn>Ni>Cd>Cr>Pb，其中Fe和Cd 的含量均超過了 Ⅴ 類水質標準。污染物通過皮膚接觸途徑造成的危害要遠小于飲水途徑，致癌物的健康風險值比非致癌物大，Cr 和 Cd 成為主要的風險污染物。非致癌物質的危害程度以Cu最大，其次為Pb。8 個監測點重金屬的總風險均超過了美國推薦的風險限值，應引起環境治理部門的關注。

[1] 楊 陽,許 策,程高峰,等.保定市區生活飲用水中重金屬污染物健康風險初步評價[J].環境化學,2014,33(2):292-297.

[2] 洪鴻加,彭曉春,胡習邦,等.飲用水源地水環境健康風險評價[J].廣東化工,2012,39(16):122-123.

[3] 王若師,許秋瑾,張 嫻,等.東江流域典型鄉鎮飲用水源地重金屬污染健康風險評價[J].環境科學,2012,33(9): 3083-3088.

[4] 李蘭芳,陳海珍,冼麗雯,等.廣州市主城區飲用水中重金屬含量及健康風險評價[J].中國衛生檢驗雜志,2013,23(6):1557-1559.

[5] 劉 鳳,李 梅,張榮飛,等.拉薩河流域重金屬污染及健康風險評價[J].環境化學,2012,31(5):580-585.

[6] 張越男,李忠武,陳志良,等.大寶山尾礦庫區及其周邊地區地下水重金屬健康風險評價研究[J].農業環境科學學報,2013,32(3):587-594.

(本文文獻格式：劉 鳳，李 鵬，韓 壯，等.四平市城區河流重金屬監測及健康風險評價[J].山東化工,2017,46(11):176-178.)

Monitoring and Health Risk Assessment of Heavy Metals in River of Siping City

LiuFeng,LiPeng,HanZhuang,ZhaxiGengzong,ZhengQinying,NiYing,LiuShuangping

(College of Environmental Science and Engineering,Jilin Normal University,Siping 136000,China)

Health risks associated with heavy metals in Tiaozi river were assessed based on water quality.Combined with the monitoring results of 8 points, the average content of heavy metals followed the order: Fe>Cu>Zn>Mn>Ni>Cd>Cr>Pb. Both Fe and Cd exceeded the class V water quality. The harm caused by pollutants through skin contact path was much less than that of drinking water.The health risk value of carcinogens was greater than that of carcinogens. Cr and Cd became the main risk pollutants. Among the non-carcinogens, Cu was the most harmful, followed by Pb.It is considered that Tiaozi river should be concerned by environmental management departments since total health risk of it was severely over the reference value.

Tiaozi river;heavy metal;environment monitoring; health risk assessment

2017-04-05

2016年省級大學生創新創業訓練計劃項目(S2016-75) ；吉林師范大學第十五批大學生科研基金(15329)

劉 鳳(1987—)，女，講師，研究方向：環境污染與健康評價。

X830.1

A

1008-021X(2017)11-0176-03