环境健康风险评估在水源重金属污染中的应用

邓 波，代 丽

（1.川北医学院，四川 南充 637000；2.四川省会理县疾病预防控制中心，四川 会理 615100）

环境健康风险评估在水源重金属污染中的应用

邓 波1，代 丽2

（1.川北医学院，四川 南充 637000；2.四川省会理县疾病预防控制中心，四川 会理 615100）

采用原子荧光分光光度计和原子吸收光谱仪测定某校生活饮用水中As、Hg、Cd、Pb、Cu、Zn、Fe的含量，并应用美国环保局推荐的健康风险评估模型，对饮用水途径所引起的健康风险做初步评估，评价其对人群健康带来的风险大小。结果显示，该校4个采样点的饮用水中重金属污染物对人体健康产生的个人年总风险均未超过国际防辐射委员会规定的最大可接受健康风险水平。

生活饮用水；重金属污染；健康风险评估

由于人类的活动和工农业的发展，使赖以生存的水源受到了不同程度的污染。水中所含重金属具有毒性大、持久性长、难降解等特点，易在人体内累积，严重危害人体健康。铁、锌、铜虽是人体所必需的元素，但摄入过量会对人体的器官和系统产生损害；砷、镉、铅、汞为常见的有害重金属，可在人体内蓄积，对人体健康产生威胁。因此，加强饮用水中重金属含量的监测与危害评估十分重要。

环境风险评估是由美国环保署（USEPA）提出并推荐使用，可为处理各类环境污染健康危害事件及制定环境保护相关政策与标准等，提供必要的基础数据支撑[1]。通过水体环境健康风险评价，既可定量描述水环境污染对服务区域居民身体健康的危害，又可直接得出环境污染物的主次顺序[2]。该模型在我国的使用尚处于起步阶段。本研究调查了川东某校生活饮用水中As、Hg、Cd、Pb、Cu、Zn、Fe等7种重金属的污染状况，运用健康风险评价模型[3，4]，对

饮用水途径所引起的健康风险做初步评估，指出主要污染物和污染程度，综合、定量地评价长期摄取含污染物的该类饮用水对人体造成的预期健康风险，为政府决策和公众参与提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 实验设备与试剂

双道原子荧光分光光度计（AFS-230E）；原子吸收光谱仪（PinAAcle 900T）。

试剂：As、Hg、Cd、Pb、Cu、Zn、Fe标准溶液，均为1000μg/mL，购自国家有色金属及电子材料分析测试中心；氢氧化钠、硼氢酸钾、抗坏血酸、硫脲、硝酸钯、硝酸为优级纯。实验用水为纯净水。

1.2 采样

根据该校内生活饮用水的取用状况，选取4个具有代表性的地点采样（食堂、宿舍、图书馆、教学楼），分别编号，每个点采集4份水样，贴上标签，送回实验室待测。

1.3 标准系列的配制

铁、锌、铜、砷、汞元素标准系列使用液：根据需要将上述元素标准储备液用纯净水逐级稀释为元素标准系列使用液。镉、铅元素标准储备液逐级稀释为标准应用液，其浓度分别为0.2μg/mL和50μg/mL。

1.4 健康风险评价模型

水环境健康风险评价是20世纪80年代后建立的水体污染与人体健康定量关系的一种评价方法，其目的是通过水体污染物危害鉴定、污染物暴露评价等定量评估水体污染物对人体健康危害的潜在风险。

低浓度重金属通过饮用水途径进入人体后所引起的健康风险的评价模型有两种[5]：1）致癌物所致健康危险的风险模型；2）非致癌物所致健康危险的风险模型。

1.4.1 致癌物质所导致健康风险的评价模型

1.4.5 健康风险评价模型参数的选择

根据国际癌症研究机构（IARC）和世界卫生组织（WHO）通过全面评价化学物质致癌性可靠程度而编制的分类系统，As、Cd为化学致癌物，Pb、Hg、Cu、Zn、Fe为非致癌物。致癌物质的致癌强度系数和非致癌物质参考剂量见表1。

表1 模型参数Qig和RfDig值

2 结果

2.1 标准曲线和加标回收实验

根据实验数据，得到相应的标准曲线，所有元素的标准曲线相关系数均大于0.999。针对每一种元素随机抽取3份水样做加标回收实验，得到各自的加标回收率，回收率结果均在允许限内[7]。

2.2 饮用水中重金属含量（见表2）

表2 某校生活饮用水中7种重金属浓度 （单位：mg/L）

由表2可知，7种重金属指标中，As、Hg、Pb在各采样点的浓度相同，其中As浓度为0.001mg/L，Hg浓度＜0.0001mg/L，Pb浓度＜0.005mg/L，Zn浓度范围为0.002～0.052mg/L，Fe、Cu、Cd未检出。

2.3 饮用水年均个人健康风险与总风险评估

根据致癌物、非致癌物所导致健康风险的评价模型公式，计算出4个采样点各重金属元素经饮用水途径所引起的个人年风险与总风险，见表3。

表3 生活饮用水重金属饮水途径健康危险的风险（个人年风险/a-1）

由表3可知，通过饮水途径所引起健康风险中As的致癌年风险最大，为3.16×10-6·a-1， Hg的年风险水平小于2.11×10-9·a-1，Pb的年风险水平小于7.52×10-9·a-1，Zn的年风险水平在0.14×10-7～3.65×10-7·a-1，均远低于ICRP推荐的最大可接受风险水平，不会对暴露人群产生健康危害。在4个采样点中，4#水样的总健康风险是所有采样地点中最高的。由饮水途径所致健康危害的个人年风险按大小排列为As＞Zn＞Pb＞Hg，因此，As是优先治理的目标。

3 讨论

采用美国 EPA 健康风险评价模型，可得出主要污染物和污染程度，综合、定量地评价长期摄取含污染物的该类饮用水对人体造成的预期健康风险，为政府决策和公众参与提供科学依据。

当前以基于水质标准开展的饮用水水质安全评价管理工作尚不能直接反映水质与人体健康之间的关系。健康风险评价可以定量反映水体污染对人体健康造成损害的可能性及程度。因此，有必要在饮用水水质安全管理工作中全面开展健康风险评价，在目前饮用水水质安全标准管理的基础上逐步引入风险管理。

在国内较早进行饮用水健康风险评价的有高继军[8]等人，对北京市饮用水中Cu、Hg、Cd、As的健康风险进行评价，致癌物风险以As最大，非致癌物风险以Hg最大；周国宏等[9]对深圳市饮用水源水重金属元素健康风险评价，发现健康风险大小排列为Cr6+＞As＞Cd＞Se＞Pb＞Hg。张亚宁[10]等认为致癌物质（Cr6+、Cd和As）所引起的健康风险远大于非致癌物质，Cr6+应优先控制。本研究中，饮用水中的化学致癌物As所引起的健康风险最大，为主要污染物，非致癌物（Hg、Pb、Zn）所引起的健康风险也同样远远小于化学致癌物As所引起的风险，健康危害的个人年风险按大小排列为As＞Zn＞Pb＞Hg，这与前人的研究结果一致。

我国至今尚未发布饮用水暴露参数手册，在环境健康风险评价中往往参考美国等国家的饮用水暴露参数，国内关于饮用水暴露参数的资料不多，目前已有研究结果揭示了北方某地区居民与水介质相关的暴露参数[11]。人群的水摄入率也直接影响到健康风险评价结果的准确性[12]。所以暴露参数值的选取越接近于评价目标人群的实际暴露状况，相应的健康风险评价的结果才越准确。

我国在借鉴国外健康风险评价的研究成果和应用经验的同时，也应以环境与健康管理的需求为切入点，在调研的基础上尽快发布适合我国特色的饮用水暴露参数标准，为环境暴露评价、健康风险评价提供统一的借鉴和参考，建立起比较完整的健康风险评价管理及技术体系。

[1] 李湉湉．环境健康风险评估方法第一讲环境健康风险评估概述及其在我国应用的展望[J]．环境与健康杂志，2015，32（3）：266-268．

[2] 黄亦龙，王仰麟，谭启宇，等．城市饮用水源地水环境健康风险评价及风险管理[J]．地学前缘，2006，13（3）：162-177．

[3] U．S．EPA．Risk assessment guidance for superfund．Volume I-human health evaluation manual（ Part A）[R]．Washington DC：Office of Emergency and Remedial Response U．S．EPA，EPAP 540P 189P002，1989：345．

[4] The US EPA．Available information on assessment exposure from pesticides in food [R]．U．S．Environmental Protection Agency Office of Pesticide Programs，June 21，2000．

[5] U．S．EPA．Guidelines for Exposure Assessment[R]．FRL4129-5．Washington DC：Office of Health and Environmental As-sessment，U．S．EPA，1992．186．

[6] 李兰芳，陈海珍，洗丽雯，等．广州市主城区饮用水中重金属含量及健康风险评价[J]．中国卫生检验杂志，2013，23（6）：1557-1559．

[7] 李义，禹海清，董建芳，等．加标回收在水质分析中的应用及回收率计算方法[J]．岩矿测试，2010，29（5）：597-600．

[8] 高继军，张力平，黄圣彪，等．北京市饮用水源水重金属污染物健康风险的初步评价[J]．环境科学，2004，25（2）：47-50．

[9] 周国宏，彭朝琼，余淑苑，等．深圳市饮用水源水中重金属污染物健康风险评价[J]．环境与健康杂志，2011，28（1）：17-21．

[10] 张亚宁，韩海英，吴喜军．榆林学院校区生活饮用水中重金属污染物的健康风险评估[J]．应用化工，2014，43（5）：939-945．

[11] 段小丽，王宗爽，王贝贝，等．我国北方某地区居民饮水暴露参数研究[J]．环境科学研究，2010，23（9）：1216-1220．

[12] 黄楠，郑婵娟，段小，等．饮水暴露健康风险评估中的水摄入率[J]．环境与健康杂志，2012，29（2） ： 109-113．

Application of Environmental Health Risk Evaluation in Heavy Metal Pollution of Water Sources

DENG Bo, DAI Li

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1006-5377（2017）01-0063-03