東平湖水源地POPs的健康風險評價初探

＊張冰冰 劉衍君 李欣 曹建榮,2* 劉文全 陳廣泉

（1.聊城大學地理與環境學院 山東 252000 2.聊城大學黃河學研究院 山東 252000 3.自然資源部第一海洋研究所 山東 266061）

持久性有機污染物（Persistence Organic Pollution，POPs）在全球范圍內一直備受關注，是一類極難降解、長期存在于環境中的有機化合物，具有高度毒性、長距離遷移能力、生物蓄積和生物放大等特性[1]。這些化合物通常是由人類活動引起的，例如工業生產、廢物處理、燃燒和農藥使用等[2]。POPs 包括有機氯農藥（Organochlorine Pesticides，OCPs）、多氯聯苯（Poly-chlorinated biphenyls，PCBs）和多環芳烴（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，PAHs），它們會對人體和環境造成極大的危害，如導致癌癥、神經系統損傷、生殖系統損傷、免疫系統受損等[3]。國內外關于POPs 的研究已經在空氣、海洋生物、土壤和重要的飲用水源地[4]展開，故研究水源地中POPs 殘留特征對于環境保護和人類健康的維護具有重要意義。

東平湖是中國重要的淡水湖之一，也是南水北調東線山東境內的調蓄湖庫。此外，東平湖作為周圍農田灌溉和漁業養殖地水源，對于東平縣的農業生產和生態環境部具有重要的意義。近年來，有關水源地中持久性有機污染物（POPs）的污染及其健康風險評價的研究引起了廣泛關注，類似的探究已經在武漢典型水源地[5]和韓江流域[6]等地展開。然而，至今對東平湖水源地POPs 污染物的健康風險評估還未開展，本研究針對東平湖水源地POPs 健康風險進行評估，以期為保護東平湖水源地用水安全提供數據支持和管理支撐。

1.材料與方法

(1)樣品采集

本研究在山東省泰安市東平縣西部東平湖范圍內，均勻分布整個湖區并兼顧入湖口和出湖口，選取了16 個采樣點進行采樣。各采樣點現場使用手持GPS 定位，采集0～5 cm 的表層沉積物混合樣品，帶回實驗室進行除雜和冷凍干燥處理。處理后的樣品進行均勻混合，過100 目尼龍網篩并進行有機氯農藥（OCPs）、多氯聯苯（PCBs）、多環芳烴（PAHs）含量的測定。詳細點位分布見圖1。

圖1 東平湖區位與采樣點分布圖

(2)樣品的預處理和分析

對于OCPs 樣品測定：樣品冷藏干燥過篩后，加入回收率指標物，用150 mL 二氯甲烷二次濃縮后，置換解液正己烷，用柔和高純氮氣吹蒸0.5 mL，并添加內標物。對于PCBs 與PAHs 樣品測定：樣品均與石英砂混合放置提取池中，用正己烷和丙酮混合溶液提取濃縮并用濃硫酸凈化，采用濕法裝柱，洗脫之后收集洗脫溶液并蒸發濃縮，加入正己烷，待上機測定。

(3)樣品的質量控制

采用空白加標樣方法，取10.0 g 干凈的表層土壤樣品裝入棕色玻璃瓶中，添加已知濃度的OCPs、PCBs和PAHs 標準溶液，并搖勻。在24 h 后，進行提取、純化和測定等操作。在計算回收率時，需要扣除空白樣品的影響。7 種PCBs 的回收率介于73.2%～96.3%之間，16 種PAHs 的回收率在74.52%～105.66%之間，符合微量有機污染物分析要求。

(4)健康風險評價

本文根據美國美國環保局（USEPA）推薦的健康風險評價模型分為致癌和非致癌風險，對東平湖沉積物中檢測出的POPs 進行健康風險評估。具體公式如下所示。

致癌風險指數（CR）：

式中：CR為致癌風險指數；CDIoral為人體每天飲用攝入量；SForal為物質的致癌斜率參數；CW 為沉積物中污染物濃度；IR 為攝入率；EF 為暴露普遍率；ED 為暴露時間；BW 為體重；AT 為暴露年限，數值參考文獻[5]。

非致癌風險指數（HI）：

式中：RfD 為非致癌參考量，人類健康風險參數值SForal和RfD 參考相關文獻[7]。

對PAHs 進行致癌健康風險評估，公式如下：

式中：PR為PAHs 致癌風險指數；TEQBaP為PAHs基于BaP 的毒性當量；CSF 為致癌斜率因子，取值為7.3 kg·d·mg-1[8]；ci為污染物單體PAHs 的檢出濃度；EF 為毒性當量因子，選取0.001[9]。

2.健康風險評估

(1)POPs致癌風險評估

對東平湖水源地沉積物中POPs 進行致癌風險評估和非致癌風險評估，結果如圖2 所示。根據健康風險評價標準，當致癌風險指數小于1×10-6、處于1×10-6～1×10-4之間、大于1×10-4時，將會對不同人群分別產生不同程度的致癌風險[10]。研究區OCPs暴露致癌指數均大于致癌風險標準值，故能對不同人群產生致癌風險。PCBs 暴露致癌風險指數范圍均處在潛在致癌風險區間，將會對不同人群產生致癌風險。相反，PAHs 致癌風險指數均小于1×10-6，處于可接受水平，意味著不會對人體造成致癌危害。值得一提，由于兒童的免疫力較弱，更容易受到污染物的傷害，各個采樣點的致癌風險均高于成人。

圖2 東平湖水源地中POPs 致癌與非致癌風險指數

(2)POPs非致癌風險評估

東平湖POPs 非致癌評估結果顯示，當非致癌風險指數超過1 時，表示存在潛在非致癌健康風險。反之，當非致癌風險指數低于1 時，意味著對人體不會構成非致癌健康風險[10]。OCPs 非致癌風險指數均遠大于1，將會對人體產生非致癌健康風險。PCBs 非致癌風險結果顯示，采樣點（I 點）對不同人群均存在非致癌風險，采樣點（L 點）只對兒童存在非致癌健康風險，除此之外并不會對成人產生非致癌健康風險，OCPs 和PCBs 的非致癌風險兒童均大于成人。

3.結論

根據健康風險評估結果、健康風險評估標準，東平湖水源地沉積物中OCPs 將會對人體產生致癌危險；PCBs 對人體可能產生潛在的健康危害；PAHs 不會對人體造成致癌危害；OCPs 非致癌風險指數較大，導致慢性非致癌健康的風險較高；PCBs 僅有（I 點）、（L 點）會對兒童產生非致癌風險?？傮w上看，東平湖水源地會對人體產生致癌風險，女性大于男性且兒童對于污染物的敏感性高于成人，應多注意用水安全。