中國水源微污染現狀及風險防控建議*

劉 琰 李 雪 喬肖翠 葛思敏 鄭丙輝

(中國環境科學研究院，北京 100012)

飲水安全是“美麗中國”建設目標實現的重要前提，飲用水水源保護受到高度重視。多年來，通過開展地級以上城市飲用水水源環境狀況評估，修改《水污染防治法》中水源保護相關條款，劃定水源保護區，加強水源規范化建設，開展水源整治強化督查等一系列舉措，我國飲用水水源保護取得重大進展。2019年《中國生態環境狀況公報》顯示，監測的336個地級及以上城市的902個在用集中式生活飲用水水源斷面(點位)中，830個全年均達標，占92.0%。根據2011—2017年全國地級及以上城市集中式生活飲用水地表水型水源水質評估數據，85項水源補充項目和特定項目中，僅有10項存在超標，其他項目雖均有檢出，但濃度不高。從上述數據來看，我國水源水質處于微污染狀態。

然而，微污染并不意味著低風險。近年來，依托水體污染控制與治理科技重大專項等調查研究，發現在我國飲用水水源中除常規項目偶有超標外，還普遍檢出國內外高度關注的新型污染物。國內外飲用水管理經驗表明，避免飲用水水源遭受污染，是確保飲用水安全、保障飲用人群健康最經濟和最有效的措施。因此，飲用水水源的微污染風險不容忽視。

1 飲用水水源微污染現狀

1.1 有毒有害項目偶有超標

當前我國地表水型和地下水型飲用水水源分別依據《地表水環境質量標準》(GB 3838—2002)和《地下水質量標準》(GB/T 14848—2017)進行評價。2015—2017年本課題組在海河流域、淮河流域、黃河流域、遼河流域、松花江流域、長江流域和珠江流域等重點流域采集了約140個地表水型飲用水水源取水口樣品，分析了包括重金屬、揮發性有機物、半揮發性有機物、農藥類等76個項目的污染水平，結果表明，銻、鋇、鎳、三氯乙醛、甲醛和丙烯酰胺出現超標。2014—2016年本課題組在華北平原、西南巖溶地區、西北河谷平原及柴達木盆地局部地區開展農村分散式飲用水水源污染特征調查，發現二氯甲烷、三氯甲烷、1，2-二氯乙烷、苯及苯并(a)芘出現超標，其中苯并(a)芘最高超標12倍[1-2]。此外，文獻調研中發現，硝酸鹽在山東省局部地區飲用水水源中存在超標情況[3]，銻在上海黃浦江上游水源中出現超標[4]。

1.2 飲用水水源中普遍檢出國內外高度關注的部分新型污染物

我國現有生產使用記錄的化學物質4萬種以上，其中列入《危險化學品名錄》(2018版)的有3千種以上，且隨著科技的發展，新的化學品仍不斷涌現和投入使用。這些新型化學品在生產和使用過程中將以直接或間接的方式進入水環境中。近年來新型污染物在飲用水水源的檢出情況屢見報道。2015—2017年本課題組針對長江中下游地區(長江干流、太湖、錢塘江、黃浦江)飲用水水源取水口樣品的有機物分析發現，除檢出揮發性有機物、多環芳烴和有機氯農藥[5]外，還不同程度檢出國內外高度關注的新型污染物[6]，如全氟化合物、抗生素類等。熊小萍等[7]報道了環境內分泌干擾物在珠江三角洲河流飲用水水源中的檢出情況，結果表明流溪河下游和東江東莞段內分泌干擾物均處于高生態風險水平。馬小瑩等[8]分析了5類39種常用抗生素在江蘇省境內長江、太湖和淮河三大飲用水水源中的檢出情況，結果表明共有20種抗生素被檢出。周穎等[9]分析了20種新型污染物藥物及個人護理品(PPCPs)在河南省5個代表性飲用水水源中的賦存情況，結果表明，20種PPCPs均有檢出，其中有10種PPCPs的檢出率大于50%。

1.3 藻毒素成為湖庫型飲用水水源常見污染物

近年來，湖庫富營養化導致的水華頻發已成為我國重大水環境問題之一。我國地級及以上城市集中式飲用水水源中，湖庫型飲用水水源的供水量和服務人口分別約占30%和40%；在村鎮飲用水供應中，湖庫型飲用水水源同樣占有較大比例。藻毒素是藻類在水華期間的代謝產物，其中存在最廣泛、對人類健康危害最大的為微囊藻毒素(MC)，研究表明其具有促癌效應和肝臟毒性[10]。MC-LR是一種最常見的MC異構體，本課題組在2015—2017年重點流域采集的約140個飲用水水源取水口樣品中，MC-LR的檢出率大于50%。黃曉淳等[11]總結了近10年來國內對水源中藻毒素的監測，結果表明太湖、滇池、官廳湖等為我國藻毒素污染水平較高的水源，藻毒素的濃度時有超標。此外，已有研究報道南方局部區域肝癌高發與該區域以庫塘水作為飲用水水源顯著相關。

2 飲用水水源水質風險防控問題

2.1 微量有毒有害污染物對飲用水構成潛在威脅

當前水污染治理工作主要集中在耗氧有機物污染治理和氮磷營養鹽污染治理。對于有毒有機物、新型污染物缺少必要的控制和治理措施。當前我國飲用水水源常規水質監測和評價中，來自有毒有害污染物的風險常常被忽略。一是目前已在飲用水水源中檢出的全氟化合物、抗生素、內分泌干擾物等新型污染物均不在飲用水水源常規監測范圍內；二是受區域污染源排放特征的影響，部分污染物僅在局部地區或特定時間出現，按照目前飲用水水源特定項目每年監測1次的頻率，很難準確捕捉到部分污染物的信息；三是有毒有害污染物在飲用水水源中濃度通常低于標準值，按照當前飲用水水源水質達標評價方法，即視為水質達標，然而，即使單個污染物對人體健康造成的風險均在可接受水平，但在多種污染物的綜合作用下，人體健康所面臨的風險有著很大的不確定性。

2.2 藻類水華引起的湖庫型飲用水水源水質風險被嚴重低估

一方面，藻毒素種類多樣，僅MC就有80種以上異構體，只監測MC-LR難以真實反映水體中藻毒素水平；另一方面，即使肉眼觀察不到水華，藻毒素仍有可能在水體中存在。因此，當前常規監測中獲取的MC-LR濃度嚴重低估了湖庫型飲用水水源中藻毒素對人體健康的危害。另外，除產生對人體有害的藻毒素外，藻類水華過程中還能產生揮發性的異味代謝產物，如土臭素等，導致飲用水質量下降。

2.3 大量消毒副產物前體物的存在威脅飲用水安全

在對自來水進行加氯消毒時，水源中的有機物會和氯反應生成具有致癌效應的消毒副產物，如總三鹵甲烷、鹵乙酸等。1974年以來，被報道的消毒副產物有600種以上，由于大部分消毒副產物的毒理學效應缺乏足夠定量評估數據，因此僅有部分消毒副產物被納入飲用水標準中。一般說，高錳酸鹽指數超過4 mg/L，消毒副產物就可能超出標準范圍[12]。水源有機污染越嚴重，消毒副產物的產生潛能越高，對飲用人群的威脅越大。

3 國外飲用水水源微污染風險管控的主要措施

3.1 開展新型污染物的監測和篩選

針對越來越多的化學品進入水環境中的現狀，為確保飲用水安全，美國環境保護署(USEPA)對飲用水中疑似存在、但還沒有確立健康標準的非常規污染物進行監測(UCMR),分析結果存儲在國家污染物發生數據庫(NCOD)中。此外，按照《清潔水法》的要求，USEPA需定期發布飲用水候選污染物清單(CCL)，2016年發布的CCL4包括97種化學物質/化學物質組和12種微生物污染物[13]。NCOD數據庫和CCL為美國下一階段增加新的飲用水管制物質提供了充分的支持和依據。

3.2 研發非目標分析技術(NTA)

當前的水環境分析方法通常應用于水環境中已知的或可能存在的化合物，然而水環境中還存著眾多未知的化合物。為此，美國和歐盟的科學家們提出了NTA，用于快速篩選和識別水體中對人體健康存在潛在危害的物質。USEPA所屬實驗室的科學家采用NTA對北卡羅來納州部分家庭的飲用水進行了分析，篩選出了15種主要污染物，其中大部分都不在常規監測范圍之內[14]。為了對歐洲市場上使用的5 200種以上的人類合成化學品進行篩選，荷蘭開展了一項針對地表水、地下水及飲用水的NTA研究，結果篩選出了113種優先污染物，其中只有1種在當前的水質標準中具有管理要求[15]。由此可見，NTA可作為常規目標分析方法的補充。

3.3 重視地表水型飲用水水源中藻毒素的監測

營養鹽污染被認為是美國最普遍、治理代價最高且最具挑戰性的環境問題之一。2009年4月，USEPA公布了美國湖泊評估結果，在俄亥俄州隨機挑選的19個湖泊中，高于36%的湖泊檢測出了MC，這促使俄亥俄州開始建立有毒藻類水華的應對措施，并于2010年開始對地表水體中的藻毒素開展常規監測。2014年7—8月，伊利湖爆發大規模微囊藻水華，俄亥俄州托列多市自來水中MC濃度超標，造成40萬人以上的飲用水危機。2016年俄亥俄州修訂法規(OAC 3745-90-03)，要求所有地表水型供水水源必須開展有毒藻類水華的監測，在常規藻毒素監測的基礎上，增加采用分子生物學技術(q-PCR)進行產毒藍藻細菌的篩選，具體要求為：5—10月，對水源和飲用水同時進行常規MC監測和q-PCR篩查，頻率分別為每周1次和每兩周1次；其他月份，對水源和飲用水進行常規MC監測或q-PCR篩查，頻率均為每兩周1次。此外，還規定一旦MC濃度超標或產毒細菌有檢出，必須啟動24 h加密監測。

3.4 開展化學物質的綜合風險評估

人類總是同時暴露于多種化合物中，因此，基于單個化合物的人體健康風險評估方法存在著很大的局限性。2010年以來，國際上在化學物質的綜合風險評估領域取得了重大進展，出臺了一系列指導文件和技術框架。2009年，世界衛生組織(WHO)與國際化學品安全規劃署(IPCS)共同發布了化學品綜合風險評估框架。2012年，歐盟委員會(EU)在一份通報中提出了開展化學品綜合風險評估的必要性及途徑。2017年，WHO發布了關于評估水源和飲用水中化合物綜合風險的指導文件，給出了化合物在不同的行為模式下的綜合風險評估方法[16]。經濟合作與發展組織(OECD)在2018年也發布了針對化學品綜合風險評估的技術文件[17]。

4 完善飲用水水源風險防控管理體系的建議

針對水源目前存在的微污染風險，建議從微觀層面加強研究，提升水源風險防控的科技支撐水平，并加快構建我國水源風險控制技術體系。

(1) 深入推進我國飲用水水源保護區規范化建設。當前我國城市集中式飲用水水源規范化建設程度較高，后續應進一步深入和精細化，包括建立水源影響區范圍內污染源臺賬，定期開展風險評估，科學制定應急預案等。針對鄉鎮“千噸萬人”以下的集中式水源以及分散式水源，應在當前調查和評估的基礎上，逐步推進管理制度建設，包括分類、分期開展水源水質監測，風險防控區劃分以及排污口整治等，逐步提升鄉鎮及以下水源的規范化建設水平。

(2) 加大我國飲用水水源健康風險防控技術研究。應加快研究新型污染物監測分析方法、高風險污染物篩選方法、高風險源識別方法以及水質綜合風險評估方法等，為實施我國飲用水水源污染風險防控做好技術儲備。

(3) 逐步建立我國飲用水水源風險管控制度。1996年美國《安全飲用水法》修正案要求各州開展飲用水水源評估，并根據評估結果制訂保護措施。在USEPA的技術框架要求下，各州針對評估過程如水源保護區內潛在污染源識別等關鍵內容制訂一系列技術規范，為科學開展飲用水水源風險評估奠定了技術基礎。針對我國水源微污染現狀，應加快出臺我國飲用水水源風險評估相關技術規范。建立飲用水水源風險管理及監督機制，將識別出的高風險源、高風險污染物及高風險飲用水水源作為優先管理目標，制訂風險管理措施，定期進行風險控制實施效果評估，并根據評估結果對優先管理目標進行動態更新。

(4) 抓住GB 3838—2002修訂的契機。USEPA按照《安全飲用水法》的要求，每5年發布新的CCL，同時針對列入清單的污染物開展非常規監測，為下一階段修訂《飲用水衛生標準及健康建議》提供充分依據。目前，GB 3838—2002修訂研究正在進行中，建議以此為契機，組織各方面技術力量，開展不同類型飲用水水源水質調查，構建我國水源污染物數據庫；全面把握我國各類飲用水水源微量污染物的特征。在風險評估的基礎上，篩選國家層面水源高風險污染物和地方層面水源高風險污染物，為優選飲用水水源水質標準的控制指標、制訂區域性飲用水水源污染防治計劃提供依據。

(5) 強化湖庫型飲用水水源水華風險的防控。建議我國針對湖庫型飲用水水源以及水動力條件較差的河流型飲用水水源，尤其是南方村鎮庫塘型飲用水水源，根據藻毒素的釋放特征，在取水口及水體合理布設點位開展藻毒素監測。建立q-PCR篩查產毒藻類的標準分析方法，并逐漸應用到地表水型飲用水水源有害藻類水華的監測中，為評估湖庫型飲用水水源風險以及水華防控提供科學依據。