北京市東城區(qū)生活飲用水狀況

王天乙 杜偉靜 鄒艷杰 付秀影 段旭 黃露

市政末梢水作為飲水主要來源,其好壞直接關(guān)系人群健康[1],隨著各種模型和方法的不斷完善,已經(jīng)可以直觀反映水體污染和水質(zhì)成分中有毒有害物質(zhì)對人體造成的危害,通過定量計算篩選出對人體影響最嚴(yán)重的有害物質(zhì),以進行更有針對性的防治。本研究對北京市東城區(qū)2017年市政末梢水進行水質(zhì)狀況分析,并應(yīng)用美國環(huán)境保護局(USEPA)提供的模型和參數(shù)初步探索北京市東城區(qū)市政末梢水中對人體潛在危害較大的物質(zhì)[2]。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源 根據(jù)一條街道至少選取一個監(jiān)測點的方法,選擇東城區(qū)轄區(qū)內(nèi)17條街道的市政末梢水開展監(jiān)測。于2017年1-12月每月月初對各街道指定監(jiān)測點的市政末梢水進行樣品采集檢測。

1.2 水質(zhì)評價模型 本研究使用USEPA推薦的評估模型進行評價[2-4]。

1.3 評價模型相關(guān)指標(biāo)和參數(shù)的選擇 根據(jù)USEPA對毒物質(zhì)的分類并結(jié)合地域?qū)嶋H情況,將調(diào)查選取的評價指標(biāo)分為兩類：一類為化學(xué)致癌物指標(biāo),包括砷(As)、鎘(Cd)、六價鉻(Cr6+);另一類為非致癌物指標(biāo),包括鐵(Fe)、錳(Mn)、銅(Cu)、鋅(Zn)、汞(Hg)、氰化物(CN-)、氟化物(F-)、硝酸鹽氮(NO3-N)、四氯化碳(CCl4)、氨氮(NH3-N)?；瘜W(xué)致癌物通過飲水途徑的致癌系數(shù)和非致癌物質(zhì)通過飲水途徑的參考計量見表1。

表1 評價模型相關(guān)指標(biāo)和參數(shù)

1.4 質(zhì)量控制 水樣采集、保存和實驗室檢測、分析方法按照《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗方法》(GB/T 5750—2006)進行[5]。采樣時,添加空白對照樣和平行樣。相關(guān)科室均通過計量認(rèn)證和國家疾病預(yù)防控制中心相關(guān)盲樣考核。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法 對于檢出限以下數(shù)據(jù),按照檢出限值計算。數(shù)據(jù)通過Excel 2013進行錄入、模型建立等統(tǒng)計分析。

2 檢測結(jié)果

2.1 水質(zhì)基本情況 共采集樣本204件,每件樣本檢測13項指標(biāo),多種指標(biāo)中,NO3-N的濃度最高,平均為3.597mg/L。CCl4的含量最低,平均為5.04×10-5mg/L。Hg和Cd的含量相對較低,都在10-4mg/L級別中。不同街道相同指標(biāo)間濃度差異不大。各街道市政末梢水樣本檢測指標(biāo)的含量以該街道全年各指標(biāo)的算術(shù)平均數(shù)表示。

2.2 化學(xué)致癌物危害情況 將各街道市政末梢水檢測結(jié)果中的三種化學(xué)致癌物按照相關(guān)模型和參數(shù)進行定量計算[2-4],三種化學(xué)致癌物的個人總危害等級在 4.094×10-5/a～4.185×10-5/a之間,對人體造成健康影響的物質(zhì)主要為Cr6+,平均為2.406×10-5/a,As次之,平均為1.517×10-5/a,Cd最低,平均為1.893×10-6/a。因本地區(qū)Cr6+的危害等級相同,As的危害影響比Cd大1個數(shù)量級,所以本地區(qū)通過飲水發(fā)生致癌情況容易受到As的影響。容易發(fā)生致癌情況的街道編號為 1、12、16、17。

2.3 非致癌物危害情況 將各街道市政末梢水檢測結(jié)果中的非致癌物按照相關(guān)模型和參數(shù)進行定量計算[2],在10種非致癌物中,對人體健康影響的平均值由高到低依次為 F-＞Cu＞Zn＞NO3-N＞Hg＞Fe＞Mn＞NH3-N＞CN-＞CCl4,F-在非致癌物質(zhì)中健康影響最大,平均為1.791×10-9/a,CCl4的影響最低,平均為 5.063×10-12/a。各街道中,街道編號6的非致癌物危害情況最強,為6.803×10-9/a,街道編號10的非致癌危害情況最弱,為 4.251×10-9/a。

2.4 末梢水綜合危害結(jié)果 結(jié)合2.2和2.3各街道末梢水中物質(zhì)的定量危害計算結(jié)果,按照相關(guān)模型和參數(shù)計算各街道個人綜合危害[2]。個人綜合危害中,化學(xué)致癌物造成的危害結(jié)果比非致癌的危害高4個數(shù)量級,因此化學(xué)致癌物造成的危害近似等于綜合危害。綜合危害最高為街道編號16(4.186×10-9/a)。

2.5 綜合影響評價 參考部分國際相關(guān)組織機構(gòu)提供的參考水平[6],本地區(qū)市政末梢水對人體造成的傷害低于國際放射防護委員會推薦的最大可接受風(fēng)險水平,與USPEA推薦的風(fēng)險水平接近,但是高于瑞典環(huán)保署(SEPA)、英國皇家學(xué)會(RS)和荷蘭住宅空間計劃及環(huán)境部(VROM)的風(fēng)險水平。非致癌物的影響水平均低于相關(guān)國際組織的最大可接受風(fēng)險水平。同時,在各組織的評級中也處于可忽略風(fēng)險水平。

3 討論

3.1 調(diào)查發(fā)現(xiàn),東城區(qū)各個街道市政末梢水對人體造成的健康影響接近,符合部分評價標(biāo)準(zhǔn)。無論各項水質(zhì)指標(biāo)和危害的結(jié)果差異是否有統(tǒng)計學(xué)意義,從實際飲用的角度考慮,都是安全的。

3.2 化學(xué)致癌物和非致癌物定量評價可以側(cè)面反映某一指標(biāo)在飲用水中的含量。在化學(xué)致癌物健康危害方面,此次調(diào)查和本市其他地區(qū)相關(guān)研究均以Cr6+和As的健康影響為主[7],Cd健康影響相對較低。對比后發(fā)現(xiàn),隨著時間的遷移,Cr6+和As的含量出現(xiàn)了下降的趨勢。在非致癌物健康危害方面,和其他相關(guān)研究比較后,同樣可以發(fā)現(xiàn)F-、Hg、CN-等毒理指標(biāo)的含量存在著不同程度上的降低[8]。分析原因,一方面可能與南水北調(diào)工程有關(guān),南方降水較多,自然水系發(fā)達(dá),主要以輕工業(yè)為主,對水質(zhì)污染更小,南水北調(diào)后,可改善本市整體水質(zhì)。另一方面,可能與大量工業(yè)工廠外遷有關(guān)。 Cr6+、As、Cd、Hg 和 CN-等物質(zhì),有些雖廣泛存在于自然界中,但更多的還是來自于工業(yè)廢水廢渣的私自排放。隨著本市周邊工廠的大量關(guān)閉或外遷,水質(zhì)也相對有所好轉(zhuǎn)。

3.3 Cr6+、As和Cd為IARC化學(xué)物質(zhì)風(fēng)險分類中A類致癌物質(zhì),和Hg、Pb等重金屬在體內(nèi)代謝周期都較長,易造成蓄積作用[9]。盡管化學(xué)致癌物對人體造成的傷害和綜合危害水平低于ICRP和USEPA推薦的最大可接受風(fēng)險水平,但比SEPA、RS和VROM推薦的最大可接受風(fēng)險水平高出十倍,比可忽略風(fēng)險水平還要更高。同時,此次調(diào)查只考慮各種物質(zhì)主要以經(jīng)口攝入為主要暴露途徑,但實際生活中也會通過皮膚、吸食等方式吸收,低濃度、長期接觸依然會對人體產(chǎn)生不容忽視的潛在危險。

因此,結(jié)合東城區(qū)生活飲用水水質(zhì)情況和各物質(zhì)對健康影響的綜合危害水平可知,Cr6+和As為東城區(qū)飲用水中主要安全風(fēng)險物質(zhì),Cr6+濃度在各街道間較穩(wěn)定,Cr6+和As對人體影響水平等級同為10-5/a。為了繼續(xù)改善水質(zhì),一方面要對Cr6+進行密切關(guān)注以外,更應(yīng)對As進行重點管理。另一方面,應(yīng)加強相關(guān)監(jiān)督監(jiān)察和水源保護等措施。