2021—2023年膠東沿海某地區農村飲用水氟化物監測分析與健康風險評價

摘 要：目的：通過對膠東沿海某地區2021—2023年農村飲用水氟化物濃度進行監測分析，了解當地農村飲用水水質情況，評估飲用水中氟化物對人體的健康風險。方法：采用《生活飲用水標準檢驗方法 無機非金屬指標》（GB/T 5750.5—2006）中離子色譜法進行飲用水中氟化物測定，根據《生活飲用水衛生標準》（GB 5749—2006）及US EPA所提出的環境衛生危險性評估模型對檢測結論進行評估。結果：2021—2023年共檢測農村飲用水水樣1 695份，1 629份合格，合格率為96.11%。3年間氟化物含量差異有統計學意義（F=3.988，p＜0.05）。2021—2023年水中氟化物對成人和兒童的健康風險值分別為2.38×10-9 a-1和4.76×10-9 a-1，2.78×10-9 a-1和5.55×10-9 a-1，3.27×10-9 a-1和6.54×10-9 a-1，所有水樣的健康風險值均小于1.0×10-5 a-1。結論：該地區農村飲用水中氟化物濃度總體較低，合格率較高。對于健康風險而言，地下水高于地表水、分散式供水高于集中式供水、兒童高于成人。總體來講，該地區處于低風險范圍。

關鍵詞：氟化物；農村飲用水；健康風險評價

Fluoride Monitoring Analysis and Health Risk Assessment in a Coastal Area of Shandong Province from 2021 to 2023

WANG Zhao

（Yantai Muping District Center for Disease Control and Prevention， Yantai 264100， China）

Abstract： Objective： To monitor and analyze the concentration of fluoride in rural drinking water in a coastal area of Jiaodong from 2021 to 2023， to understand the quality of drinking water in rural areas， and to assess the health risk of fluoride in drinking water to human health. Method： GB/T 5750.5—2006 ion chromatography was used for the determination of fluoride in drinking water， and the detection conclusions were evaluated according to the environmental health risk assessment model proposed by GB 5749—2006 and US EPA. Result： From 2021 to 2023， a total of 1 695 rural drinking water samples were tested， and 1 629 were qualified， with a pass rate of 96.11%. There was a statistically significant difference in fluoride content during the three years （F=3.988， p＜0.05）. From 2021 to 2023， the health risk values of fluoride in water to adults and children were 2.38×10-9 a-1 and"4.76×10-9 a-1， 2.78×10-9 a-1 and 5.55×10-9 a-1， 3.27×10-9 a-1 and 6.54×10-9 a-1， respectively， and the health risk values of all water samples were less than 1.0×10-5 a-1. Conclusion： The concentration of fluoride in rural drinking water in this region is generally low， and the pass rate is high. In terms of health risks， groundwater is higher than surface water， decentralized water supply is higher than centralized water supply， and children are higher than adults. Overall， the region is in the low-risk zone.

Keywords： fluoride; rural drinking water; health risk assessment

受經濟條件和地理因素限制，以及飲水習慣等的影響，膠東沿海大部分農村地區仍采用地下水作為飲用水源，部分地區飲用分散式供水和二次供水。氟骨癥是由于長期攝入過量的氟化物所引起的氟中毒，累及骨組織的慢性侵襲性全身性骨病，累及到牙齒稱氟斑牙。《生活飲用水衛生標準》（GB 5749—2006）將氟化物的測定納入日常監測項目，以保障居民飲水安全。為了解該地區2021—2023年農村飲用水中氟化物含量和健康風險水平，為有關部門制定水源開發，供水、改水工程規劃等提供依據，特進行本次監測分析。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

美國Dionex公司ICS600離子色譜儀，配備DS5電導檢測器，Dionex IonPacTM AS23陰離子分析柱（4 mm×250 mm），Dionex IonPacTM AG23保護柱（4 mm×50 mm），抑制器ASRSTM300（4 mm）；18.2 MΩ·cm超純水；0.22 μm濾膜，津騰。

1.2 檢測條件

再生液：0.5 mol·L-1 H2SO4；淋洗液：4.5 mmol·L-1 Na2CO3+0.8 mmol·L-1 NaHCO3；流速：1.0 mL·min-1；進樣體積：10 μL。

1.3 樣品采集與準備

生活飲用水樣由自來水公司采集，水廠水為南水北調水庫水，其余樣品為地下水。本次實驗于2021—2023年在膠東沿海某地區5個街道7個鄉鎮共555個行政村采集1 695份水樣，其中集中式供水采集水樣1 485份，分散式供水采集水樣210份。飲水水樣的采集和保存按照《生活飲用水標準檢驗方法 水樣的采集和保存》 （GB/T 5750.2—2006）[1]施行。

1.4 方法

按照《生活飲用水標準檢驗方法 無機非金屬指標》（GB/T 5750.5—2006）[2]中離子色譜法對水樣進行測定。水樣通過0.22 μm濾膜過濾后除去渾濁物，然后注入色譜儀進樣系統，記錄峰面積。硬度高的水樣應先過陽離子交換樹脂柱，后經過0.22 μm濾膜過濾，如含有有機物的水樣可先通過C18柱過濾。飲用水氟化物含量分布劃分參考《生活飲用水衛生標準》（GB 5749—2006），將監測水樣劃分為0～＜0.05 mg·L-1、0.05～＜0.10 mg·L-1、0.10～＜0.50 mg·L-1、0.50～＜1.00 mg·L-1、1.00～＜1.20 mg·L-1、1.20～＜2.00 mg·L-1、≥2.00 mg·L-1共7個區間進行統計分析。

1.5 評價依據

依據《生活飲用水衛生標準》（GB/T 5749—2006）對樣品進行評價[3]。氟化物≤1.0 mg·L-1則評定為合格（小型集中式供水和分散式供水氟化物指標限值按1.2 mg·L-1執行）。依據US EPA推薦的健康風險評價模型進行健康風險評價。

1.6 健康風險評價

飲水途徑的日均暴露量按公式（1）計算，健康風險評估方程見公式（2）。

式中：ADD為日均暴露量，mg·kg-1·d-1；C為氟化物濃度，mg·L-1；IR為攝入率，L·d-1（成人和兒童日均飲水量參考《中國人群暴露參數》，成人1.963 L，兒童1.291 L[4-5]）；EF為暴露頻率，d·a-1；

ED為暴露周期，a；BW為體重，kg（成人、兒童的平均體重參考《中國人群暴露參數》，取57.4 kg和18.9 kg[4-5]）；AT為平均時間，d（對于非致癌效應則為ED對應的天數）；飲用水可攝入的氟化物參考劑量日均值RfD參考US EPA[6]的標準，取6.5×10-2 mg·kg-1·d-1；L為壽命期望值，取72歲[7]；R為非致癌效應健康風險值。

1.7 統計分析

所有資料用IBM SPSS Statistics 25軟件建立數據庫，進行單因素方差分析和卡方檢驗，p＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果與分析

2.1 水樣中氟化物合格情況

集中式供水為該地區的主要供水方式，2021—2023年共檢測農村飲用水水樣1 695份，1 629份合格，合格率為96.11%。

2.1.1 不同供水方式氟化物合格率比較

由表1可知，集中式供水水樣共檢測1 485份，合格數1 419份，合格率為95.56%；分散式供水水樣共檢測210份，合格數210份，合格率為100.00%。集中式供水和分散式供水水樣氟化物合格率相比較，差異有統計學意義（χ2=9.711，p＜0.01）。

2.1.2 不同水樣類型氟化物合格率比較

由表2可知，地表水監測378份，合格369份，合格率為97.62%；地下水共監測1 317份，合格1 260份，合格率為95.67%。地表水與地下水水樣的氟化物合格率相比較，差異無統計學意義（χ2=2.975，p＞0.05）。

2.2 水樣中氟化物含量監測及分布情況

2.2.1 氟化物含量分布

由表3可知，該地區農村飲用水中氟化物含量較低，主要集中在0.10～0.50 mg·L-1，少部分樣本中氟化物含量較高。氟化物含量≥1.2 mg·L-1的水樣共66份，全部為地下水，其中淺井3份，深井46份，泉水17份。表明該地區低水氟與高水氟并存。

2.2.2 氟化物濃度監測情況

（1）不同年份氟化物濃度比較。2021年該地農村飲用水中氟化物含量為（0.326±0.062）mg·L-1，2022年氟化物含量（0.380±0.046）mg·L-1，2023年氟化物含量（0.448±0.036）mg·L-1。2023年氟化物含量最高，3年間氟化物含量差異有統計學意義（F=3.988，p＜0.05）。

（2）不同供水方式氟化物含量分析。由表4可知，不同供水方式下，樣本中氟化物濃度差異均無統計學意義（p＞0.05）。

2.3 健康風險評估結果

在1 695份水樣氟化物監測結果的基礎上，對該地區2021—2023年地表水、地下水、集中式供水、分散式供水的健康風險進行評估，結果見表5。

2021—2023年監測水樣中氟化物對成人和兒童的健康風險值分別為2.38×10-9 a-1和4.76×10-9 a-1，2.78×10-9 a-1和5.55×10-9 a-1，3.27×10-9 a-1和6.54×10-9 a-1。從評估結果可知，兒童健康風險值均大于成人，與李杰等[8]的研究結果相似；地下水健康風險值均高于地表水，分散式供水風險值均高于集中式供水。各種水樣的人均健康風險值均＜1.0×10-5 a-1，

該地區總體上處于低風險范圍。

3 討論與結論

由表5可知，該地區2021—2023年地下水中氟化物濃度中位數高于地表水，形成這種差異的原因可能有3個方面：①淺層地下水受雨水稀釋、灌溉等作用使氟化物濃度降低；②淺層水Ca2+濃度高于深層水，與F-結合形成CaF2沉淀，從而降低了淺層水中F-含量；③調查區處于溫泉帶，地下巖石和土壤中含氟礦物多，溫泉水溫高，土壤中發生溶濾、擴散、離子吸附等物理化學作用，土壤本身的吸附及其中的含氟鹽分通過大氣降水和地下水，淋溶土壤中的氟從而進入地下水，形成高氟地下水。這是地下水氟化物濃度高于地表水的主要原因。

分散式供水合格率為100.00%，比集中式供水合格率（97.98%）高，原因可能是分散式供水水樣少，且由于當地常年開展氟化物含量監測，對于不合格的分散式供水單位及時進行了工程改造，使得分散式供水水質合格率提高。

綜上，2021—2023年該地區農村飲用水總體上氟化物含量較低，合格率較高，低水氟與高水氟地區并存，地下水氟化物健康風險高于地表水，分散式供水氟化物健康風險高于集中式供水，兒童健康風險高于成人。氟化物經飲水途徑產生的健康風險總體上處于低風險范圍，但需要定期開展兒童齲齒監測。本文僅考慮經口途徑的健康風險評價，沒有考慮經皮膚、呼吸等其他暴露途徑，實際環境的暴露量應大于本文研究的風險值，今后將繼續開展全面的氟化物健康風險監測。

參考文獻

[1]國家市場監督管理總局，國家標準化管理委員會.生活飲用水標準檢驗方法 水樣的采集和保存：GB/T 5750.2—2006[S].北京：中國標準出版社，2006.

[2]國家市場監督管理總局，國家標準化管理委員會.生活飲用水標準檢驗方法 無機非金屬指標：GB/T 5750.5—2006[S].北京：中國標準出版社，2006.

[3]國家標準化管理委員會，國家市場監督管理總局.生活飲用水衛生標準：GB 5749—2006[S].北京：中國標準出版社，2006.

[4]環境保護部.中國人群暴露參數手冊（成人卷）[M].北京：中國環境出版社，2013.

[5]環境保護部.中國人群暴露參數手冊（兒童卷：0～5歲）[M].北京：中國環境出版社，2016.

[6]EPA.Superfund.public health evaluation manual：P540/186060.EPA[S/OL].（2011-06-21）[2024-02-20].https：//nepis.epa.gov/Exe/ZyPDF.cgi/2000DATB.PDF？Dockey=2000DATB.PDF.

[7]周脈耕，李鎰沖，王海東，等.1990—2015年中國分省期望壽命和健康期望壽命分析[J].中華流行病學雜志，2016，37（11）：1439-1443.

[8]李杰，蒲丹，林勤，等.新疆農村飲用水氟化物監測情況及健康風險評估[J].職業與健康，2021，37（20）：2799-2802.

作者簡介：王昭（1980—），男，山東煙臺人，碩士，主管技師。研究方向：生活飲用水衛生檢測與監督。