珠三角典型河道取代芳烃的污染现状及风险特征

陈弘丽，彭 虹，潘 锦

中山市环境监测站，广东 中山 528400

珠三角典型河道取代芳烃的污染现状及风险特征

陈弘丽，彭 虹，潘 锦

中山市环境监测站，广东 中山 528400

对石岐河17个监测断面表层水中20种取代芳烃进行研究。结果表明，石岐河水中取代芳烃为ND～0.51 μg/L，均值为0.20 μg/L。与国内其他地区相比，石岐河水中取代芳烃含量处于较低水平。通过风险商模型对石岐河水中检出的取代芳烃进行生态风险评价后发现，取代芳烃对石岐河的生态风险低，但需要对4、8、11、12、15、16号断面相关环境进行观察。对4种已报道非致癌剂量或致癌斜率因子的取代芳烃进行健康风险评价后发现，石岐河水中检出的取代芳烃非致癌风险和致癌风险并不严重，不会对人体健康产生明显的影响。

石岐河；取代芳烃；风险评价

石岐河作为珠三角典型的城市河流，横贯城市中部，雨量丰沛[1]。随着沿岸工农业的高速发展和人口的增加，污水和各种废弃物的排放也急剧增加，有机污染物很有可能成为石岐河的潜在污染物。目前，对石岐河有机氯、有机磷农药等有机污染物的研究已有报道，但对取代芳烃的研究尚未见详细报道。本文首次对石岐河17个监测断面表层水中20种取代芳烃进行分析，研究各断面取代芳烃的污染特征，并进行风险评价，剖析石岐河水中典型有机污染物的潜在风险状况。

1 实验部分

1.1 样品采集

综合考虑了石岐河沿岸的工业、农业以及居民区等潜在污染源以及排污口的分布情况，共布设17个监测点位，点位布设情况见图1。水样用预处理过的10 L棕色玻璃瓶收集，封口。采样时间为2013年4月。

图1 石岐河采样断面示意图(图中数字为监测点编号)

1.2 样品分析

分析项目包括1,2,3-三氯苯、1,2,4-三氯苯、1,3,5-三氯苯、1,2,3,4-四氯苯、1,2,3,5-四氯苯、1,2,4,5-四氯苯、六氯苯、硝基苯、o-硝基氯苯、p-硝基氯苯、m-硝基氯苯、o-二硝基苯、p-二硝基苯、m-二硝基苯、2,4-二硝基甲苯、2,4-二硝基氯苯、2,4,6-三硝基甲苯、2,4-二氯苯酚、2,4,6-三氯苯酚、五氯酚。

分析方法：参照USEPA8270分析方法，用二氯甲烷液液萃取、气相色谱-质谱联用仪同时定性定量河水中20个组分的取代芳烃[2]。

1.3 评价方法

运用风险商模型及水环境健康风险评价模型对石岐河水中取代芳烃进行风险评价。

1.3.1 风险商模型

作为第1级生态风险评价，Fenner等[3]建立的风险商(RQ)法是表征生态风险程度最常用方法，计算公式：

(1)

式中MEC为采用定点采样测定的环境浓度，PNEC为环境可接受水平。

PNEC是表征污染物对环境中生物无影响的浓度阈值[4]，但很难通过实验直接获得，对于大部分污染物而言，常用半致死浓度LC50或无显著效应浓度NOEC外推以预测人类或环境的PNEC[5]。由于外推过程的不确定性，通过一个长期实验的NOEC(鱼类或藻类)外推PNEC时，需要选择合适的评价因子。计算公式：

(2)

式中AF为评价因子，无量纲，根据欧盟风险评价技术指南[6]在1～1 000之间取值。

1.3.2 水环境健康风险评价模型

根据污染物对人体健康的危害效应研究成果，美国环保局(USEPA)针对不同类型的健康危害建立了水环境健康风险评价模型；进行健康风险评价时，按照致癌性分为致癌风险和非致癌风险[7-8]。

1.3.2.1 致癌风险

致癌风险指暴露于该物质所在环境而导致一生中超过正常水平的癌症发病率。对于致癌物而言，只要微量存在即可对人体产生不利影响。

(3)

(4)

(5)

假设多种有机物对人体的致癌作用没有协同和拮抗作用，则水环境总致癌风险(R)：

(6)

式(3)～式(6)适用于低剂量暴露(即用上述公式计算所得致癌风险小于0.01时适用)。C为水中污染物的质量浓度,mg/L；SF为污染物的致癌斜率因子，(kg·d)/mg；W为日饮水量，L/d；EF为暴露频率，d/a；ED为暴露延时，a；Bw为平均体质量，kg；Te为平均暴露时间，d；S为洗澡时皮肤对污染物的吸附量，(mg·cm2)/次；A为人体的表面积，cm2；FE为洗澡频率，次/d；f为肠道吸附比例，无量纲；k为皮肤吸附系数，cm/h；t为延滞时间，h；Tw为洗澡时间，h。

1.3.2.2 非致癌风险

非致癌风险指暴露造成的长期日摄入量与非致癌剂量的比值。对于非致癌物而言，存在剂量阈值，低于阈值则认为不会产生不利于健康的影响。

(7)

式中RfD为污染物的非致癌剂量，mg/(kg·d)。

(8)

(9)

假设多种有机物对人体的非致癌作用没有协同和拮抗作用，则水环境总非致癌风险(R)计算公式：

(10)

2 结果与讨论

2.1 石岐河水中取代芳烃的污染现状

图2为石岐河17个监测断面表层水中取代芳烃的含量。石岐河水中取代芳烃的含量为ND～0.51 μg/L，均值为0.20 μg/L。其中取代芳烃含量最高的为15号断面。这可能与15号断面是重要的采砂区域、附近还有大型工业区有关。石岐河水中的取代芳烃以氯苯类有机物为主，在各监测断面的平均含量占总量的41%以上。氯苯类有机物是一类化学性质较稳定的有机污染物，广泛用于合成染料、芳香剂和农药中间体、溶剂、印染载体的添加剂、绝缘液体等[9-10]。

图2 石岐河水中取代芳烃含量

17个监测断面检出的三氯苯(1,2,3-三氯苯、1,2,4-三氯苯、1,3,5-三氯苯)、四氯苯(1,2,3,4-四氯苯、1,2,3,5-四氯苯、1,2,4,5-四氯苯)、硝基苯、硝基氯苯(o-硝基氯苯、p-硝基氯苯、m-硝基氯苯)浓度均低于我国《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)集中式生活饮用水地表水源地特定项目的标准限值要求。

石岐河水中硝基苯(ND～0.17 μg/L)、硝基氯苯(ND～0.21 μg/L)的污染水平与杭州珊瑚沙水库相当(硝基苯、硝基氯苯质量浓度分别为0.08～0.11 μg/L、0.16～0.42 μg/L)[11]，比洪泽湖(硝基苯、硝基氯苯质量浓度分别为ND～4.30 μg/L、ND～0.36 μg/L)低[12]；三氯苯(ND～0.14 μg/L)、四氯苯(ND～0.51 μg/L)污染水平远低于珠江口表层水(三氯苯、四氯苯质量浓度分别为0.10～309.20 μg/L、ND～12.10 μg/L)[13]。与国内其他地区相比，石岐河水中取代芳烃的含量处于较低水平。

2.2 石岐河水中取代芳烃的风险评价

采用风险商模型对石岐河水中检出的取代芳烃进行生态风险评价。为保证评价过程中取代芳烃毒性数据的可靠性，从USEPA开发的PBT分析器[14]收集取代芳烃对水中鱼类的长期慢性毒性数据；根据欧盟风险评价技术指南[7]评价因子的选取原则，对于拥有1 种生物(鱼或溞) 的慢性NOEC数据的情况，评价因子(AF)取值为100。取代芳烃的化学及毒理学特征详见表1。

表1 取代芳烃的化学及毒理学特征

注：ChV为鱼类慢性毒性数据，是鱼类最低有效应剂量浓度(LOEC)与无显著效应浓度(NOEC)的几何平均值，ChV数据来自USEPA开发的PBT分析器[14]；非致癌剂量及致癌斜率因子数据来自USEPA于2015年1月发布的“Regional Screening Level (RSL) Summary Table”[15]； NR表示未见报道。

石岐河水中检出的取代芳烃生态风险评价结果见表2。从表2可见，石岐河水中检出的取代芳烃最大RQ均小于1，表明取代芳烃对石岐河的生态风险低。但4、8、11、12、15、16号断面四氯苯的RQ为0.100～0.464，在0.1～1之间，需要对相关环境进行观察。

表2 取代芳烃的生态风险

注：ND表示未检出。下同。

对4种已报道非致癌剂量或致癌斜率因子的取代芳烃进行健康风险评价。因我国在暴露参数方面还没有一套完整的标准可供参考，评价过程的参数参照USEPA暴露评价手册。以一个成年人为例，日饮水量W为2 L/d；暴露频率EF为365 d/a；对于非致癌物质，暴露延时ED为30 a，平均暴露时间Te为10 950 d；对于致癌物质，暴露延时ED为70 a，平均暴露时间Te为25 550 d；平均体质量Bw为60 kg；人体平均表面积A为16 600 cm2；洗澡频率FE为0.3次/d；肠道吸附比例(无量纲)f为1；皮肤吸附系数k为0.001 cm/h；洗澡时间Tw为0.4 h；假设每种污染物的延滞时间t为1 h。非致癌剂量及致癌斜率因子详见表1。

根据USEPA的相关定义，对于非致癌风险，当风险指数超过1时，认为会对人体健康产生危害；对于致癌风险，则认为致癌风险指数低于1.0×10-4时可以接受[7]。

由表3可知，各监测断面水中检出的取代芳烃非致癌风险值均远远低于1，表明硝基苯、1,2,3-三氯苯、1,2,4-三氯苯、1,2,4,5-四氯苯的非致癌风险并不严重，不会对人体健康产生明显的影响。

表3 取代芳烃的非致癌风险

经计算，4号断面及16号断面检出的1,2,4-三氯苯的致癌风险分别为8.83×10-8、6.86×10-8，远低于1.0×10-4，可以认为1,2,4-三氯苯不会对人体产生致癌危害。

由计算所得的各类风险数据可知，因皮肤接触而带来的风险值较通过饮用水进入身体而带来的风险值低1～2个数量级。由此推断，取代芳烃通过皮肤接触进入人体的量相对较少。

总体而言，石岐河水中检出的取代芳烃非致癌风险和致癌风险并不严重，不会对人体健康产生明显的影响。但由于大部分取代芳烃非致癌剂量及致癌斜率因子数据匮乏，而且缺乏对多个化合物的联合作用相关研究资料，故短期内尚不能对石岐河做出明确的健康风险判断。

3 结论

1)石岐河17个监测断面水中取代芳烃的含量为ND～0.51 μg/L，均值为0.20 μg/L。水中的取代芳烃以氯苯类有机物为主，在各监测断面含量平均占总量的41%以上。与国内其他地区相比，石岐河水中取代芳烃的含量处于较低水平。

2)通过风险商模型对石岐河水中检出的取代芳烃进行生态风险评价后发现，取代芳烃对石岐河的生态风险低，但需要对4、8、11、12、15、16号断面相关环境进行观察。对4种已报道非致癌剂量或致癌斜率因子的取代芳烃进行健康风险评价后发现，石岐河水中检出的取代芳烃非致癌风险和致癌风险并不严重，不会对人体健康产生明显的影响。

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Occurrence and Risk Assessment of Substituted Aromatic Hydrocarbons in Water of Pearl River Delta

CHEN Hongli， PENG Hong， PAN Jin

Zhongshan Environmental Monitoring Station, Zhongshan 528400, China

Substituted aromatic hydrocarbons in water samples collected from Shiqi River were analyzed. The range of total substituted aromatic hydrocarbons was ND-0.51 μg/L.Comparison with the results of other research areas，the pollution of substituted aromatic hydrocarbons was in the low level. The ecological risks of substituted aromatic hydrocarbons were also investigated by risk quotient，and the results indicated that they were in a low level. The health risks of four kinds of substituted aromatic hydrocarbons with reference doses or slope factor were also investigated. It can be considered that substituted aromatic hydrocarbons would not cause obvious health hazard to human beings currently.

Hiqi River;substituted aromatic hydrocarbons;risk assessment

2015-01-28;

2015-04-29

中山市科技计划项目(20123A283)

陈弘丽(1986-)，女，广东中山人，硕士，工程师。

X820.4；X522

A

1002-6002(2016)01- 0030- 05