北京市东城区生活饮用水状况

王天乙 杜伟静 邹艳杰 付秀影 段旭 黄露

市政末梢水作为饮水主要来源,其好坏直接关系人群健康[1],随着各种模型和方法的不断完善,已经可以直观反映水体污染和水质成分中有毒有害物质对人体造成的危害,通过定量计算筛选出对人体影响最严重的有害物质,以进行更有针对性的防治。本研究对北京市东城区2017年市政末梢水进行水质状况分析,并应用美国环境保护局(USEPA)提供的模型和参数初步探索北京市东城区市政末梢水中对人体潜在危害较大的物质[2]。

1 材料与方法

1.1 数据来源 根据一条街道至少选取一个监测点的方法,选择东城区辖区内17条街道的市政末梢水开展监测。于2017年1-12月每月月初对各街道指定监测点的市政末梢水进行样品采集检测。

1.2 水质评价模型 本研究使用USEPA推荐的评估模型进行评价[2-4]。

1.3 评价模型相关指标和参数的选择 根据USEPA对毒物质的分类并结合地域实际情况,将调查选取的评价指标分为两类：一类为化学致癌物指标,包括砷(As)、镉(Cd)、六价铬(Cr6+);另一类为非致癌物指标,包括铁(Fe)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)、汞(Hg)、氰化物(CN-)、氟化物(F-)、硝酸盐氮(NO3-N)、四氯化碳(CCl4)、氨氮(NH3-N)。化学致癌物通过饮水途径的致癌系数和非致癌物质通过饮水途径的参考计量见表1。

表1 评价模型相关指标和参数

1.4 质量控制 水样采集、保存和实验室检测、分析方法按照《生活饮用水标准检验方法》(GB/T 5750—2006)进行[5]。采样时,添加空白对照样和平行样。相关科室均通过计量认证和国家疾病预防控制中心相关盲样考核。

1.5 统计学方法 对于检出限以下数据,按照检出限值计算。数据通过Excel 2013进行录入、模型建立等统计分析。

2 检测结果

2.1 水质基本情况 共采集样本204件,每件样本检测13项指标,多种指标中,NO3-N的浓度最高,平均为3.597mg/L。CCl4的含量最低,平均为5.04×10-5mg/L。Hg和Cd的含量相对较低,都在10-4mg/L级别中。不同街道相同指标间浓度差异不大。各街道市政末梢水样本检测指标的含量以该街道全年各指标的算术平均数表示。

2.2 化学致癌物危害情况 将各街道市政末梢水检测结果中的三种化学致癌物按照相关模型和参数进行定量计算[2-4],三种化学致癌物的个人总危害等级在 4.094×10-5/a～4.185×10-5/a之间,对人体造成健康影响的物质主要为Cr6+,平均为2.406×10-5/a,As次之,平均为1.517×10-5/a,Cd最低,平均为1.893×10-6/a。因本地区Cr6+的危害等级相同,As的危害影响比Cd大1个数量级,所以本地区通过饮水发生致癌情况容易受到As的影响。容易发生致癌情况的街道编号为 1、12、16、17。

2.3 非致癌物危害情况 将各街道市政末梢水检测结果中的非致癌物按照相关模型和参数进行定量计算[2],在10种非致癌物中,对人体健康影响的平均值由高到低依次为 F-＞Cu＞Zn＞NO3-N＞Hg＞Fe＞Mn＞NH3-N＞CN-＞CCl4,F-在非致癌物质中健康影响最大,平均为1.791×10-9/a,CCl4的影响最低,平均为 5.063×10-12/a。各街道中,街道编号6的非致癌物危害情况最强,为6.803×10-9/a,街道编号10的非致癌危害情况最弱,为 4.251×10-9/a。

2.4 末梢水综合危害结果 结合2.2和2.3各街道末梢水中物质的定量危害计算结果,按照相关模型和参数计算各街道个人综合危害[2]。个人综合危害中,化学致癌物造成的危害结果比非致癌的危害高4个数量级,因此化学致癌物造成的危害近似等于综合危害。综合危害最高为街道编号16(4.186×10-9/a)。

2.5 综合影响评价 参考部分国际相关组织机构提供的参考水平[6],本地区市政末梢水对人体造成的伤害低于国际放射防护委员会推荐的最大可接受风险水平,与USPEA推荐的风险水平接近,但是高于瑞典环保署(SEPA)、英国皇家学会(RS)和荷兰住宅空间计划及环境部(VROM)的风险水平。非致癌物的影响水平均低于相关国际组织的最大可接受风险水平。同时,在各组织的评级中也处于可忽略风险水平。

3 讨论

3.1 调查发现,东城区各个街道市政末梢水对人体造成的健康影响接近,符合部分评价标准。无论各项水质指标和危害的结果差异是否有统计学意义,从实际饮用的角度考虑,都是安全的。

3.2 化学致癌物和非致癌物定量评价可以侧面反映某一指标在饮用水中的含量。在化学致癌物健康危害方面,此次调查和本市其他地区相关研究均以Cr6+和As的健康影响为主[7],Cd健康影响相对较低。对比后发现,随着时间的迁移,Cr6+和As的含量出现了下降的趋势。在非致癌物健康危害方面,和其他相关研究比较后,同样可以发现F-、Hg、CN-等毒理指标的含量存在着不同程度上的降低[8]。分析原因,一方面可能与南水北调工程有关,南方降水较多,自然水系发达,主要以轻工业为主,对水质污染更小,南水北调后,可改善本市整体水质。另一方面,可能与大量工业工厂外迁有关。 Cr6+、As、Cd、Hg 和 CN-等物质,有些虽广泛存在于自然界中,但更多的还是来自于工业废水废渣的私自排放。随着本市周边工厂的大量关闭或外迁,水质也相对有所好转。

3.3 Cr6+、As和Cd为IARC化学物质风险分类中A类致癌物质,和Hg、Pb等重金属在体内代谢周期都较长,易造成蓄积作用[9]。尽管化学致癌物对人体造成的伤害和综合危害水平低于ICRP和USEPA推荐的最大可接受风险水平,但比SEPA、RS和VROM推荐的最大可接受风险水平高出十倍,比可忽略风险水平还要更高。同时,此次调查只考虑各种物质主要以经口摄入为主要暴露途径,但实际生活中也会通过皮肤、吸食等方式吸收,低浓度、长期接触依然会对人体产生不容忽视的潜在危险。

因此,结合东城区生活饮用水水质情况和各物质对健康影响的综合危害水平可知,Cr6+和As为东城区饮用水中主要安全风险物质,Cr6+浓度在各街道间较稳定,Cr6+和As对人体影响水平等级同为10-5/a。为了继续改善水质,一方面要对Cr6+进行密切关注以外,更应对As进行重点管理。另一方面,应加强相关监督监察和水源保护等措施。