安徽某城区主要饮用水源地水质健康风险评价

吴转璋，王倩，王欢

（安徽省生态环境监测中心，安徽合肥 230071）

0 引言

饮用水源地保护直接关系到水质的安全和人民群众的身体健康。随着经济社会的快速发展，工业化、城镇化水平的迅速提高，我国水环境面临严峻压力，饮用水源安全问题日益突出，社会关注度不断增加。长期以来，饮用水源评价主要集中于水质评价，很少关注达标项目对人体健康的影响及影响程度。本研究选取安徽某城区主要饮用水源地进行健康风险评价，从人群健康风险的角度确定饮用水源的主要污染物，确保饮用水源水质安全，为环境管理部门提供科学依据和数据支撑[1]。

1 研究方法

1.1 数据来源

研究区位于安徽省西北部，是缺水型地区。由于地表水水质和水量大多不能同时满足饮用水水源地的需求，城市供水以中深层地下水作为饮用水水源。根据安徽省地质环境监测总站编制的该研究区水厂一期工程应急备用水源地水文地质勘察报告（2015年2月）可知，研究区中深层地下水含水岩组为松散岩类孔隙水含水岩组，主要由第四系中、下更新统组成，埋藏于50～200m深度，天然状态下为承压水，单井涌水量一般小于1000m3/d，整体上富水性较差。南部三水厂和北部水厂等地下水集中开采区进行浅、中深层地下水混采，造成中深层地下水位有所下降。水位变化受浅层水、大气降水影响滞后，水位年际变化2.0～3.0m。中深层孔隙水水化学类型为Cl-·SO4-2—Na·Mg、HCO3-·Cl-—Na型等。本文数据来源于安徽某城区两个主要饮用水源地南部三水厂和北部水厂2017年—2019年的常规监测数据。

1.2 健康风险评价模型

研究采用美国环境保护署（USEPA）推荐的健康风险评价模型。该模型把对人体健康有害的物质大致分为放射性物质、化学致癌物和非致癌物，其中放射性物质和化学致癌物为基因毒物质，非致癌物为躯体毒物质。由于在水质监测中一般没有检测出放射性污染物，因此，在健康风险评价过程中，主要对化学致癌物和非致癌化学有毒物质进行评价[2～4]。

1.2.1 致癌物健康风险评价模型

化学致癌物质通过饮用水途径所致的平均个人健康风险评价模型表达式如下：

式中：为致癌物i经饮水途径导致的人体致癌风险，单位为a-1（每年）；Di为致癌物经饮水途径的单位体重日均暴露剂量，单位为mg(kg·d)；Qi为致癌物i经饮水途径的致癌强度系数，单位为mg(kg·d)；L为人均寿命，单位为a（参考《世界卫生统计》报告和中国实际情况，人均寿命取为70a[5]）；Ci为单位水体中污染物i的浓度，单位为mg L；M为成人平均每日饮水量，单位为L d（美国国家环境保护署建议经验值为2L/d[5]）；W为暴露群体的平均体质量，单位为kg（根据2010年颁布的《国民体质监测公报》和SEPA推荐的成人人均体重，选定70kg为成人人均体重[6]）。

1.2.2 非致癌物健康风险评价模型

非致癌物质通过饮用水途径所致的平均个人健康风险评价模型表达式如下：

式中：为非致癌物j经饮水途径所致健康危害的个人平均年风险，单位为a-1；Dj为非致癌物j经饮水途径的单位体重日均暴露剂量，单位为Rj为非致癌物j经饮水途径的参考剂量，单位为；L为人均寿命，单位为a。

1.2.3 综合健康风险评价模型

假设各种水环境污染物质对人体健康危害作用均独立，则水环境总的健康危害风险为：

1.3 评价因子及参数确定

依据国际癌症研究机构和世界卫生组织规定的化学致癌物质，选取六价铬、镉、砷进行致癌健康风险评估，其致癌强度系数见表1[5,7～9,11]；选取铅、汞、锌、铜、硒、硝酸盐、亚硝酸盐、氰化物、氟化物、挥发酚、铁、锰共12种水质指标进行非致癌健康风险评估，其参考剂量见表2[7]。

表1 化学致癌物饮水途径致癌强度系数Table 1.Carcinogenic potency index of chemical carcinogens through the drinking water route

表2 非致癌物经饮水途径的参考剂量Table 2.Reference dose of non carcinogens through the drinking water route

1.4 风险评价标准

部分机构推荐的对社会公众成员最大可接受风险水平和可忽略风险水平详见表3[8～9]。参考USEPA和ICRP的标准，把评价等级划分为5个等级，见表4[8～9]。

表3 部分机构推荐的对最大可接受风险水平和可忽略风险水平Table 3.Maximum acceptable risk level and negligible risk level recommended by some organizations

表4 风险评价标准的等级划分Table 4.Risk rating

2 结果与分析

2.1 水质分析

评价采用南部三水厂和北部水厂地下饮用水源地2017年—2019年的常规监测数据，采样点位于自来水厂的汇水区（加氯前），以一年中各水源地每月监测值的平均值作为年均值（见表5）。通过单因子评价分析，结果显示：各水源地氟化物年均值均超过《地下水质量标准》（GB/T 14848—2017）规定的Ⅲ类水质标准要求，超标倍数在0.14～0.45倍之间。其他指标各水源地年均值均满足《地下水质量标准》（GB/T 14848—2017）规定的Ⅲ类水质标准要求。

表5 主要饮用水源地水质指标Table 5.Water quality indexes of main drinking water sources(mg/L)

氟化物超标主要受地质环境背景影响所致。皖北地区土壤母质氟化物及碳酸钙含量高，加上地下水的弱碱性条件，给氟的迁移和在水中的富集创造了必要的外因条件，从而导致区域地下水氟化物浓度本底值偏高[10]。

2.2 健康风险评价

2.2.1 致癌物健康风险评价

南部三水厂和北部水厂地下水源在2017年—2019年通过饮水途径致癌物所致人体健康风险值（Rc）如表6所示。

从表6可以看出，六价铬所致人体健康风险值最大，其次为砷，镉最小，这与其对应的致癌强度系数大小排序一致。本文南部三水厂和北部水厂2017年—2019年的常规监测数据中六价铬均未检出，按环境监测数据统计规定，以仪器检出限的1/2参与计算。由于其致癌强度系数大，即使六价铬未检出，其所致人体健康风险值仍很高[11]。致癌物对人体健康的潜在危害主要是由六价铬和砷所致，因此，水质分析和处理时应对这两种污染物高度重视，优先处理。

表6 致癌物经饮水途径所致人体健康风险Table 6.Human health risks caused by carcinogens through drinking water route

两个地下水源地通过饮水途径致癌物所致人体健康风险值基本一致，相差不大，从时间上看，2017年—2019年风险值逐步下降，说明这两个水源地水质得到了良好的治理和控制。

2.2.2 非致癌物健康风险评价

南部三水厂和北部水厂地下水源在2017年—2019年通过饮水途径非致癌物所致人体健康风险值（Rn）如表7所示。

从表7可以看出，非致癌物对人体健康危害远远小于致癌物，相对于致癌物，非致癌物所致水环境健康风险可以忽略不计。非致癌物所致人体健康风险值最大为氟化物，其次为铅，最小为挥发酚。因此，非致癌物中要重视氟化物和铅的治理和控制。

表7 非致癌物经饮水途径所致人体健康风险Table 7.Human health risks caused by non carcinogens through drinking water route

2.2.3 综合健康危害风险评价

南部三水厂和北部水厂地下水源在2017年—2019年通过饮水途径所致人体健康总风险值如表8所示。

表8 饮用水对人体健康危害总风险Table 8.Total risk of drinking water harm to human health

两个水源地通过饮水途径所致人体健康总风险值相差不大，在3.77×10-5~4.87×10-5之间，属于低—中风险以下风险。

3 结论与建议

（1）各水源地除氟化物年均值均超过《地下水质量标准》（GB/T 14848—2017）规定的Ⅲ类水质标准要求外，其他指标年均值均满足《地下水质量标准》（GB/T 14848—2017）规定的Ⅲ类水质标准要求。氟化物超标主要受地质环境背景影响所致。

（2）两个水源地通过饮水途径所致人体健康总风险值相差不大，在3.77×10-5~4.87×10-5之间，属于低—中风险以下风险。

（3）通过对南部三水厂和北部水厂地下水源在2017年—2019年经饮水途径致癌物和非致癌物所致人体健康风险值分析，致癌物对人体健康的潜在危害主要是由六价铬和砷所致，非致癌物对人体健康的潜在危害主要是由氟化物和铅所致。因此，为保护饮用水安全，六价铬、砷、氟化物和铅应作为该研究区地下饮用水源地环境风险管理的重点关注对象。