乌鲁木齐市饮用水源地中邻苯二甲酸酯健康风险评价

韩芹芹，王涛，邵龙美，李凡

(1.乌鲁木齐市环境监测中心站，新疆维吾尔自治区 乌鲁木齐 830011；2.新疆维吾尔自治区自然资源厅机关服务中心，新疆维吾尔自治区 乌鲁木齐 830002)

邻苯二甲酸酯(PAEs)是重要的塑料增塑剂，被广泛应用于塑料制品、化妆品、农药的生产中，属于环境内分泌干扰物，具有不稳定、难降解和代谢慢等特点。它既是美国环保署(US EPA)重点控制的水环境污染物，也是中国“水中优先控制污染物”中的有机毒物[1]。饮用水安全事关人民群众的生命健康，是各级政府必须重视的重大民生问题。近年来，有学者采用US EPA的健康风险评价模型对乌鲁木齐市的部分饮用水源地进行了健康风险评价[2]，评价项目主要以重金属为主，尚未涉及PAEs。为进一步系统地研究乌鲁木齐市饮用水源地健康风险水平，现采用该模型，以乌鲁木齐市环境监测中心站饮用水源地水质常规监测数据为基础，对该市饮用水源地水体中的PAEs污染物通过饮水途径导致的人体健康风险进行初步评价，为全市饮用水的使用和管理提供理论依据。

1 研究区概况

乌鲁木齐市是新疆维吾尔自治区的首府，地处亚欧大陆腹地，属干旱半干旱区，气候干燥，水资源极度匮乏，该市饮用水源地包括地表水源地和地下水源地2种类型。地表水源地中，有乌拉泊水库水源地和米东区二水厂水源地(均为城市集中式饮用水源地)，水源补给主要来源于乌鲁木齐河、头屯河、柴窝堡、达坂城和东山水系这五大内陆河系。地下水源地中，三屯碑—燕儿窝水源地、柴北水源地、柴西水源地、西山水源地和水磨河水源地均属于城市集中式饮用水源地，新化水源地、达坂城水源地、八钢水源地、石化水源地和米泉一水厂水源地均属于县城(区)饮用水源地，水源补给主要由天山冰雪融化渗流及乌鲁木齐河潜流水系渗漏补给，其次由农灌水回渗及降水回渗补给。

2 饮用水源地监测及评价结果

2.1 地表饮用水源地

地表饮用水源地监测时间为2013—2021年，根据原国家环境保护总局印发的《城市集中式饮用水源地水质监测、评价与公布方案》(环发〔2002〕144号)的要求，地表饮用水源地水质基本监测项目包括《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)[3]表1中的24项和表2中的5项补充项目，每月监测1次，全年监测12次。表3中包括PAEs[邻苯二甲酸(2-乙基己基)酯(DEHP)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)等]在内的优选33项有机特定项目，每年监测1次。地表饮用水源水质评价中，基本项目执行《GB 3838—2002》中Ⅲ类标准限值，PAEs执行特定项目标准限值，DEHP和DBP的标准限值分别为0.008和0.003 mg/L。

表1 2013—2021年乌鲁木齐市地表饮用水源地水质评价结果①

2013—2021年乌鲁木齐市地表饮用水源地水质评价结果见表1。由表1可见，乌拉泊水库水源地2013年达到《GB 3838—2002》 Ⅲ类标准限值(良好)，2014年至今全部达到Ⅱ类标准限值(优)；米东区二水厂水源地2013—2014年全部达到Ⅱ类标准限值(优)，2015—2020年全部达到Ⅰ类标准限值(优)，水质状况全部为优。地表饮用水源地的5个补充项目全部达到《GB 3838—2002》中的补充项目标准限值，PAEs全部达到特定项目标准限值。

2.2 地下饮用水源地

地下饮用水源地监测时间为2017—2021年，新版《地下水质量标准》(GB/T 14848—2017)[4]于2018年正式实施，与旧版《地下水质量标准》(GB/T 14848—93)相比，新增了包含PAEs在内的47项毒理学有机污染指标，城市集中式饮用水源地每年监测1次，县城(区)水源地每2年(偶数年)监测1次。地下饮用水源地水质评价执行《GB/T 14848—2017》Ⅲ类标准限值。

2017—2020年乌鲁木齐市地下饮用水源地水质评价结果见表2。由表2可见，城市集中式饮用水源地中的三屯碑—燕儿窝和西山水源地2018年起全部达到Ⅱ类标准限值；柴北水源地全部达到Ⅲ类标准限值；柴西水源地除2018年达到Ⅱ类标准限值外，其余年份全部达到Ⅲ类标准限值；水磨河水源地总硬度超出标准限值0.21～0.35倍，溶解性总固体超出标准限值0.24～0.36倍，硫酸盐超出标准限值0.87～1.03倍，但源水经水厂软化处理后可达标。县城(区)饮用水源地中的八钢和新化水源地分别自2018、2019年起全部达到Ⅱ类标准限值；达坂城水源地自2020年起达到Ⅱ类标准限值；石化和米泉一水厂水源地全部达到Ⅲ类标准限值，水质均满足《GB/T 14848—2017》的要求。2018年以来，乌鲁木齐市地下饮用水源地的DEHP浓度全部达到Ⅰ类标准限值。

表2 2017—2021年乌鲁木齐市地下饮用水源地水质评价结果①

3 水环境健康风险评价方法

饮用水源健康风险评价模型主要针对化学致癌物和非致癌物，多采用US EPA推荐的健康风险评价模型，建立污染物对人体健康危害影响的计算模型及相关评价参数，估算污染物健康风险的可接受水平。现采用US EPA的暴露计算方法[5]评估饮用水源水中2种PAEs的致癌风险和非致癌风险水平。根据国际癌症机构(IARC)对化学物质的致癌性划分，DEHP具有致癌风险，DEHP和DBP均具有非致癌风险，致癌与非致癌风险分别按式(1)—(4)计算。

致癌风险：Rc=[1-exp(-Di×qi)]/72

(1)

Di=(2.2×Ci)/70

(2)

非致癌风险：Rn=(Di/RfD)×10-6/72

(3)

总健康危害风险：R总=Rc+Rn

(4)

式中：Rc、Rn——致癌物、非致癌物经饮水途径产生的个人年平均健康风险；Di——单位体重日均暴露剂量，mg/(kg·d)；qi——致癌强度系数，(kg·d)/mg；2.2——成人平均每日饮水量，L；Ci——水中污染物的实际质量浓度，mg/L；70——人均体重，kg；RfD——非致癌参考剂量，mg/(kg·d)；72——乌鲁木齐市人群平均寿命，a[5]。通过查阅US EPA手册资料，选取DEHP的qi和 RfD值为1.40×10-2(kg·d) /mg和0.02 mg/(kg·d)，选取DBP的RfD值为0.10 mg/(kg·d)。

US EPA和国家辐射防护委员会(ICRP)等机构提出了对社会公众成员的最大可接受风险值水平[5]，Zhu等[6]参考这些机构的风险评价标准，将风险评价标准分为6个等级，见表3。

表3 风险等级、风险程度和风险值范围评价标准①

4 分析方法与质量控制

水质样品的采集、保存及质量保证措施均参照《环境监测方法标准实用手册》[7]和《环境水质监测质量保证手册》[8]的技术要求执行，分析方法均参照《生活饮用水标准检验方法 有机物指标》(GB/T 5750.8—2006)[9]实行。分析仪器为7890A气相色谱仪和5975C质谱仪(美国安捷伦公司)，DEHP和DBP检出限分别为0.06 和0.01 μg/L。采用国家环境保护部标准样品研究所提供的标准样品进行质量控制，为确保数据的准确性，采取10%的平行双样和20%的加标回收等措施进行质量控制，相对标准偏差(RSD)均

5 结果分析

5.1 地表饮用水源地水中2种PAEs浓度及评估

乌鲁木齐市地表水源地水体中2种PAEs浓度分布见表4。由表4可见，2013—2021年，地表饮用水源地的DEHP总检出率达到58.3%～100.0%，2014年以来检出率呈逐年上升趋势。乌拉泊水库水源地DEHP年均质量浓度为0.06 L～1.73 μg/L(0.06 L代表未检出，检出限为0.06 μg/L)，年均最大值为0.36～1.73 μg/L，米东区二水厂水源地DEHP质量浓度为0.06 L～2.06 μg/L，年均最大值为0.41～2.06 μg/L，各水源地年均最大值均出现在2014年，随后基本呈逐年下降趋势。地表饮用水源地的DBP总检出率均为100.0%，乌拉泊水库水源地DBP年均质量浓度为0.02～2.64 μg/L，米东区二水厂水源地DBP年均质量浓度为0.02～2.78 μg/L，各水源地年均最大值均出现在2013年。

地表饮用水源地中2种PAEs健康风险水平见表5。

表4 乌鲁木齐市地表水源地水体中2种PAEs浓度分布

表5 乌鲁木齐市地表水源地水体中2种PAEs健康风险水平①

由表5可见，DEHP通过饮水途径引起的致癌风险数量级分布显示，饮用水源地总体达10-10～10-8。其中，乌拉泊水库水源地2014—2015年年均最大值均达到10-8，2016年以来年均最大值降低一个数量级，达到10-9。米东区二水厂水源地2014—2017年年均最大值均达到10-8，2018年以来年均最大值降低一个数量级，达到10-9。

DEHP通过饮水途径引起的非致癌风险数量级分布显示，饮用水源地总体达10-13～10-11。其中，乌拉泊水库水源地2018和2021年年均最大值为10-12，米东区二水厂水源地2019年年均最大值为10-12外，其余年份年均最大值均为10-11。

DEHP通过饮水途径引起的总风险数量级分布显示，饮用水源地总体达10-10～10-8，均低于US EPA和ICRP的最大可接受风险水平，并低于瑞典环境保护署、荷兰建设和环境署以及英国皇家协会的最大可接受风险水平(1.0×10-6)，处于Ⅰ级，低风险状态。各饮用水源地的总健康危害风险年均值以致癌物健康危害风险为主，占总风险的99.64%以上。

DBP通过饮水途径引起的非致癌风险数量级分布显示，饮用水源地总体达10-13～10-11。2018和2019年年均最大值均为10-12，其余年份最大值均为10-11，即1年中每个人的健康最大有10-11的概率受到水体中非致癌物的影响，概率极小，不会对暴露人群构成明显的危害。

5.2 地下饮用水源地水体中DEHP浓度及评估

乌鲁木齐市地下饮用水源地水体中DEHP浓度分布见表6。由表6可见，2018—2021年，乌鲁木齐市地下饮用水源地的DEHP总检出率为66.7%～100.0%，质量浓度为0.06 L～2.96 μg/L，其中城市集中式饮用水源地总检出率为66.7%～100.0%，年均质量浓度为0.06 L～0.97 μg/L，县城(区)饮用水源地检出率均为100.0%，年均质量浓度为0.14～2.96 μg/L。

表6 乌鲁木齐市地下饮用水源地水体中DEHP浓度分布

乌鲁木齐市地下饮用水源地中DEHP的健康风险水平见表7。由表7可见，DEHP通过饮水途径引起的致癌风险数量级分布显示，城市集中式饮用水源地总体为10-10～10-9。三屯碑—燕儿窝水源地为10-10，柴北、柴西和西山3个水源地2018和2021年较其他年份由10-10升高到10-9，水磨河水源地除2019年为10-10外，其余年份均为10-9。县城(区)饮用水源地总体为10-10～10-8，八钢、达坂城和石化水源地均为10-9，米泉一水厂水源地为10-10～10-9，新化水源地为10-10～10-8。

DEHP通过饮水途径引起的非致癌风险数量级分布显示，城市集中式饮用水源地总体为10-13～10-11。除柴北和柴西水源地2021年均为10-11外，各水源地其余年份均为10-13～10-12。县城(区)水源地总体为10-12～10-11，石化和米泉一水厂水源地均为10-12，八钢、达坂城和新化水源地2020年均为10-11，均比2018年高出一个数量级。

DEHP通过饮水途径引起的总风险数量级分布显示，城市集中式饮用水源地总体为10-10～10-9，县城(区)水源地总体为10-10～10-8，均低于US EPA和ICRP的最大可接受风险水平，并低于瑞典环境保护署、荷兰建设和环境署以及英国皇家协会的最大可接受风险水平(1.0×10-6)，处于Ⅰ级，低风险状态。各饮用水源地的总健康危害风险年均值以致癌物健康危害风险为主，占总风险的99.22%以上。

6 结论和建议

6.1 结论

(1)地表饮用水源地。2013年以来，乌鲁木齐市地表饮用水源地中的2种PAEs的浓度分布显示：DEHP和DBP浓度全部达到《GB 3838—2002》特定项目标准限值要求。DEHP总检出率达58.3%～100.0%，年均质量浓度为0.06 L～2.06 μg/L，最大年均质量浓度为0.36～2.06 μg/L，2014年最高，随后呈逐年下降趋势。DBP检出率均达100%，年均质量浓度为0.02～2.87 μg/L，最大年均质量浓度出现在2013年。

表7 乌鲁木齐市地下饮用水源地中DEHP的健康风险水平

2013年以来，地表饮用水源地中2种PAEs的健康风险水平显示，DEHP通过饮水途径引起的致癌和非致癌总风险数量级达10-10～10-8，DBP通过饮水途径引起的非致癌风险数量级达10-13～10-11，均低于US EPA和ICRP的最大可接受风险水平，并低于瑞典环境保护署、荷兰建设和环境署以及英国皇家协会的最大可接受风险水平(1.0×10-6)，处于Ⅰ级，低风险状态。各饮用水源地的总健康危害风险年均值均以DEHP致癌物健康危害风险为主，占总风险的 99.64%以上。

(2)地下饮用水源地。2018年以来，乌鲁木齐市地下饮用水源地的DEHP浓度全部达到《GB/T 14848—2017》中Ⅰ类标准限值要求，总检出率达66.7%～100.0%，年均质量浓度为0.06 L～2.96 μg/L，其中城市集中式饮用水源地总检出率达66.7%～100.0%，年均质量浓度为0.06 L～0.97 μg/L，县城(区)饮用水源地总检出率达100.0%，年均质量浓度为0.06L～2.96 μg/L。

地下饮用水源地的DEHP通过饮水途径引起的致癌和非致癌总风险数量级分布显示，城市集中式饮用水源地总体为10-10～10-9，县城(区)饮用水源地总体为10-10～10-8，均低于US EPA和ICRP的最大可接受风险水平，并低于瑞典环境保护署、荷兰建设和环境署以及英国皇家协会的最大可接受风险水平(1.0×10-6)，处于Ⅰ级，低风险状态。各饮用水源地的总健康危害风险年均值以致癌物健康危害风险为主，占总风险的99.22%以上。

6.2 建议

乌鲁木齐市饮用水源地中PAEs虽未超过国家环境质量标准规定的标准限值要求，但水源地均有检出，表明水源地已受到了少量PAEs的污染，对当地的生态系统和人体健康存在一定的风险隐患。水源保护区生态环境保护工作直接影响环境生态文明和居民生活质量，今后，管理部门应进一步结合污染源普查的相关研究成果，在水源保护区内加大巡查执法力度，注意排查相关排污企业，从源头上游有针对性地进行防控，同时还要进行实时监督管控，形成有效保障机制。

本研究仅对PAEs通过饮水途径致个人健康危害风险进行了初步评价，虽然风险值都在可接受范围内，但今后还应考虑其他暴露途径，如通过洗浴、洗漱等皮肤接触，随水汽蒸发通过呼吸道进入人体，饮食摄入等途径，以及人们的消费习惯和职业类型等因素，这需要更加复杂全面的评价方法，从而进一步完善饮用水源地的PAEs健康风险评价。