太原市饮用水重金属健康风险评价

尤龙凤 丁志强

（1.太原市水资源管理保护中心山西太原030002；2.山西大学环境与资源学院山西太原030006）

重金属是环境中普遍存在的污染物，具有稳定性高、降解性差、累积性强和毒性大等特点[1]。重金属暴露的途径很多，其中饮用水是主要暴露途径之一。过量摄入重金属会对人体健康造成一系列危害，甚至致癌[2][3]。因此，对饮用水中重金属特征的研究以及对其进行健康风险评价具有重要意义。

健康风险评价是将污染物与人体健康效应联系起来，以致癌风险和危害指数（非致癌风险）来反映污染物对人体的致癌危害和非致癌慢性毒害作用的程度[4]，能定量评价饮用水水质对人体健康的影响，为饮用水水质安全管理提供更深入的科学依据。依据健康风险评价的结果，能够更加科学合理地指导水源的管理、饮用水处理技术的选择以及水质的分级风险控制[5]。在饮用水安全领域开展健康风险评价工作，推动风险管理逐步进入饮用水水质安全管理是非常必要的。

为研究太原市不同类型饮用水的重金属含量以及健康风险情况，本文在太原市采集了集中式供水、分散式供水和小型集中式供水3 种水样，分别测定了其中8 种重金属Hg、As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn 的含量，并运用健康风险评价模型对成人和儿童两种人群进行了不同类型饮用水重金属健康风险评价分析。

1 健康风险评价模型

健康风险评价模型包括重金属通过饮水途径的健康风险评价模型和通过皮肤接触途径的健康风险评价模型，每种模型又分为致癌风险和非致癌风险，最后将重金属通过以上两种途径的致癌风险和非致癌风险进行总和，即得出饮用水健康总风险。

1）重金属通过饮水途径的健康风险评价模型[6-8]

在饮水途径健康风险评价模型中，所有参数均是通过饮水暴露途径得出的，是该模型的平均个人年致癌健康风险，a-1；Di是每日单位体重的暴露剂量，mg（kg·d）-1；SF是致癌强度系数，mg（kg·d）-1；是该模型的平均个人年非致癌健康风险，a-1；RfD是每日摄取的非致癌物质参考剂量，mg（kg·d）-1；74.92 是山西省的人均期望寿命，a；IR是每日平均的饮水量，L·d-1；ci是重金属质量浓度，mg·L-1；BW是山西省的人均体重，kg。

致癌强度系数和毒性参考剂量见表1。

表1 致癌强度系数和毒性参考剂量

2）皮肤接触途径健康风险评价模型[6-8]

在皮肤接触途径健康风险评价模型中，所有参数均是通过皮肤暴露途径得出的，是该模型的平均个人年致癌健康风险，a-1；Dd是每日单位体重的暴露剂量，mg（kg·d）-1；是该模型的平均个人年非致癌健康风险，a-1；Id为每次洗澡时皮肤单位面积吸附重金属的量，mg·（cm2·次）-1；Asd为身体表面积，cm2；FE为每日洗澡次数，次·d-1；EF为一年中洗澡的天数，d·a-1；ED为暴露延时，a；AT为平均暴露时间，a；f为人体肠道吸附重金属的比率；k为人体皮肤吸附重金属的参数，cm·h-1；τ 为延滞时间，h；TE为洗澡时所需使用时间，h。

表2 重金属暴露参数

3）饮用水健康风险评价总体模型[6-8]

RZ是饮用水总体健康危害风险，a-1。

2 测定结果及风险评价

1）不同类型饮用水重金属含量特征

运用Excel 软件，将每种水样的8 种重金属检测值制作成簇状柱形图，并将其与《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）进行比较，结果表明，每种水样中的各重金属含量均满足生活饮用水卫生标准，各种水样重金属含量详见图1。由图可知，As、Cr、Cu 和Zn 在每种水样中的含量均较高，其中Cu 在分散式供水中含量最低，其他2 种水样之间差别不大，Cr 在小型集中式供水中含量最高，Zn 在小型集中式供水中含量最低，As 在3 种水样中含量基本相当；Cd 在3 种水样的含量均较低且每种水样差别不大；Hg 在3 种水样中的含量均较低，在小型集中式供水中含量最低；Ni和Pb 在集中式供水和分散式供水中的含量相对较高，在小型集中式供水中相对较低。

图1 不同类型饮用水重金属含量情况

2）不同类型饮用水重金属健康风险评价

运用健康风险评价模型计算得知，致癌风险比非致癌风险大2～3 个数量级，说明致癌风险是生活饮用水健康风险的主要组成部分。通过对成人和儿童两种人群进行不同类型饮用水重金属健康风险评价分析可知，成人和儿童的总体健康风险分别为4.23×10-5～7.82×10-5a-1和4.24×10-5～6.47×10-4a-1，详见表3。说明儿童比成人更加敏感。通过两种暴露途径的平均年致癌风险大小为：Cr＞As＞Cd；通过两种暴露途径的平均年非致癌风险大小为：Hg＞Pb＞Cu＞Ni＞Zn。不同类型饮用水致癌风险大小为分散式供水＞小型集中式供水＞集中式供水。不同类型饮用水非致癌风险大小为小型集中式供水＞集中式供水＞分散式供水。水样总健康风险大小顺序为分散式供水＞小型集中式供水＞集中式供水。

表3 太原市不同类型饮用水经两种暴露途径引起的平均个人年健康风险

3 结论及建议

目前，暴露在饮用水环境中的化学品种类繁多，饮用水污染问题已经变得日趋复杂。一直以来，我们对饮用水水质的评价往往只关注于各项指标是否达到了相关水质标准所规定的限值，而忽略了这些指标尤其是重金属及其他一些污染物对人体健康是否会产生影响。本文选取了太原市的3 种代表性水样，分析了不同类型饮用水的重金属含量，并对其健康风险进行了评价，结果表明，农村分散式供水、小型集中式供水重金属含量相对较高，存在潜在的危害。本次所取的水样无法全面反映太原市各种类型饮用水的健康风险情况，建议太原市开展全面的饮用水健康风险评价，为饮用水健康风险管理提供科学依据。