环境健康风险评估在水源重金属污染中的应用

江苏智盛环境科技有限公司 孙成胜

水是万物赖以生存的基础，近年工业化进程加快导致水环境污染加剧，水环境污染物对人体健康影响具有长期性、复杂性、隐蔽性，即使污染物达标排放仍可能存在健康风险隐患。其中，水源重金属污染较其他污染类型治理难度更大，其通过食物、饮用、接触等方式进入人体，威胁人体健康安全。当前基于水质标准开展的水质安全评价尚不能直接反映水质与人体健康之间的关系，在诸多评价方法中，环境健康风险评估将人体健康安全放在环境治理的首位，评估明确环境污染导致的人群健康风险水平后，可针对性采取积极的控制治理措施，逐步成为处理各类环境污染健康事件、政策标准制定的有效工具和手段。

一、水源重金属污染研究现状

水源重金属污染的影响因素较多，主要因开采、冶炼加工、废水排放、农田农药化肥流失、生活垃圾丢弃、地质侵蚀、风化等人为和自然因素影响，重金属进入河流湖泊，与水中的其他毒素结合生成毒性更大的有机物，且易在农作物食用和饮用水进入人体，其中对人体毒害最大的有5种：铅（Pb）、汞（Hg）、铬（Cr）、砷（As）、镉（Cd），并在长期累积的过程中破坏力会增大。

目前，我国水源重金属污染分布范围广，各区江河湖泊都在不同程度地重金属污染，重金属污染研究多采用单因子指数法、内梅罗综合污染指数法、潜在生态风险指数法、健康风险评价法、地积累指数、次生相与原生相分布比值法、目标危险系数法等对水环境重金属污染状况评价，并通过相关性分析、主成分分析和聚类分析等对重金属来源进行解析研究，近年长江干流、沙颍河流域、九洲江流域、洞庭湖等区域水环境重金属污染[1-4]研究显示：长江干流水体重金属污染呈不断增加趋势,人类活动对其影响明显，其重金属污染物来源于工业废气及废水、矿产开采和农业活动等；沙颍河流域Hg和Cd是最主要的生态风险贡献因子；九洲江流域干流和支流Fe和Mn污染较重；洞庭湖Zn和Pb具有潜在的生态风险，各河流水系水源重金属污染不断加重的趋势需要引起关注。

二、环境健康风险评估在水源重金属污染中的意义

水源重金属污染问题严重危及到人们的健康安全，因此必须在治理工作前对其危害性实施评估和分析，以确定最佳的治理方案。环境健康风险评估理论主要由美国率先提出，以风险度为评价指标，定量地描述水体中物质对人体产生健康危害的风险，解决了传统的工作体系中难以确定水源重金属污染状况和人体健康安全之间直接关系的问题，直观化的反映两者的内在联系，满足了定性和定量分析的要求。

环境健康风险评估主要分为基于确定性和基于不确定性的风险评价方法，其中，基于确定性评价方法有NAS提出的四步法、USEPA的EPA健康风险评价法、综合水质标示指数法、病毒感染评价模型、放射性物质健康风险评价模型等;基于不确定性的评价方法有蒙特卡洛法、三角模糊数法、基于区间数水环境健康风险评价模型等[5]，其中，NAS和USEPA推荐的“四步法”在重金属环境健康风险评价运用最为广泛[6]。

三、环境健康风险评估在水源重金属污染中的应用

（一）材料与方法

以“四步法”为例，健康风险评价包含危害鉴定、暴露评估、剂量—效应评估、风险表征四个环节，首先对水源实施采样,确定采样点，确保样品能够反映区域内水源的重金属污染状况，增强水样的代表性，为实验室检测工作奠定基础。在健康风险评估模型构建中应该对非致癌物质和致癌物质进行区分，以了解不同物质对人体健康的影响特点。在分析致癌物质时，需要获取多项数据以确定致癌风险，包括了人均寿命、致癌强度和暴露量等等；而在分析非致癌物质的影响特点时，需要获取安全因子、参考剂量、实测浓度和人均饮水量等参数。

重金属毒性作用可分为3种：相加作用、协同作用和拮抗作用。目前，相关文献[7]认为在重金属的毒性风险研究中，倾向于采用相加理论对重金属物质对人体健康的影响进行评价。

（二）研究应用方向

水源地重金属环境健康风险评估研究应用方向主要集中于对河流、湖库等地表水水源中重金属研究评估[8]、底泥[9]、地下水[10]、水源涵养区[11]、水源地周边土壤[12]等方向，同时结合GIS进行信息的空间可视化表达和进一步的风险因子探索[13]。目前，环境健康风险评估相关技术、数据和模型正在不断完善，生态环境部已出台《建设项目环境风险评价技术导则》（HJ 169—2018）和《生态环境健康风险评估技术指南总纲》（HJ 1111—2020）、中国疾病预防控制中心出台的《化学物质环境健康风险评估技术指南》（WS/T 777—2021）及连云港市出台《连云港市建设项目环境健康风险评估技术办法（试行）》等，有助于在环境健康风险评估中实现精细化和标准化管控。

（三）应用方面不足之处

环境健康风险评估能够定量地描述水体中重金属物质对人体产生健康危害的风险，直观化的反映两者的内在联系，但我国环境健康风险评估方面仍有诸多不足之处，主要表现在:

1.相关标准规范仍不完善，模型工具仍有缺失；

2.研究尚未深入涉及皮肤接触、摄入食物、吸入空气等途径带来的重金属健康风险；

3.多种污染物的健康风险评价时，毒性效应线性叠加，未考虑到复合作用，使风险被错估；未考虑不同赋存状态的污染物对人体健康影响；

4.暴露途径和暴露人群选取缺乏统一标准，暴露参数实地调查研究少，增加不确定性；

陈成忠、只艳、李鹏等人也阐述了对应观点，在应用环境健康风险评估时会面临较大阻碍[6,14,15]，因此加强污染物的生理效应研究、加强更加合理的暴露参数的研究、统一评价标准将是健康风险评价研究的重点，以上问题的解决将会使得健康风险评价有更为广阔的应用前景。

四、环境健康风险评估在水源重金属污染中的应用建议

（一）完善环境健康风险评估体系

结合生态环境管理需求，制定环境健康风险管理条例，明确环境健康风险管理的责权主体、工作依据、技术能力建设、风险可接受水平等要求。在水生态环境保护规划中明确开展相关科学研究、基础数据库构建、队伍建设等，推动将环境健康风险评估结果用于水生生态环境管理决策。

（二）强化技术研究

积极开展基于污染物健康效应和毒性作用机制研究结果的危害识别和危害表征的技术方法以及不确定性分析、证据权重评价、多种污染物暴露健康效应、多暴露途径模型等新技术和新方法的研究，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，在此基础上针对具体水源重金属污染物开展环境健康风险评估，增强技术应用的适用性，促进环境健康风险评估工作朝着自动化和智能化的方向发展，尤其是要明确技术创新的目标和方向。

（三）强化污染排放管理

人为污染是造成水源重金属污染的主要原因，因此在工作中应做好针对性管理工作，降低工业活动对水源的影响，审批中全面记录各类化学品中的重金属类型及含量等，为后续水源风险管控提供可靠的数据参考。在各类水源污染源的排放过程中，要求严格遵循国家相关法律法规和制度要求，包括了排污许可证制度、质量标准等，加强全过程污染管控。做好区域规划工作，确保评估工作和治理工作的协同开展。

（四）注重水源污染风险管控

对可能造成水源中重金属污染的高风险的企业和行业实施针对性管控，从源头上减少水源重金属污染风险。深入到重点行业中进行调查分析，获取重金属污染状况，记录各类重金属污染物的类型和浓度等信息，对于各类高风险重金属物质，按设定的排放限值约束企业的排放行为。同时，逐步提高行业准入要求，促使相关企业提高清洁生产和污染治理能力。

（五）提升应急水平

结合水环境功能、水文扩散、水生生物和周边人群分布等因素开展快速健康风险评估工作，提出针对性的应急措施，提高紧急事件的响应速度，实现对污染问题的有效控制，避免造成大范围的污染。积极组织周围群众做好迁移工作，明确具体的水源重金属污染修复目标。

五、结语

环境健康风险评估可对水源重金属污染健康危害进行准确评价，在环境健康风险评估中，逐步加强技术研究、建立规范体系、强化污染物管理、注重高风险管控和提升应急水平，通过评估得到可靠的分析结果，据此采取有效的预防及控制措施，保障居民人身健康，增强其在水源重金属污染防治工作中的应用效果。