东平湖水源地POPs的健康风险评价初探

＊张冰冰 刘衍君 李欣 曹建荣,2* 刘文全 陈广泉

（1.聊城大学地理与环境学院 山东 252000 2.聊城大学黄河学研究院 山东 252000 3.自然资源部第一海洋研究所 山东 266061）

持久性有机污染物（Persistence Organic Pollution，POPs）在全球范围内一直备受关注，是一类极难降解、长期存在于环境中的有机化合物，具有高度毒性、长距离迁移能力、生物蓄积和生物放大等特性[1]。这些化合物通常是由人类活动引起的，例如工业生产、废物处理、燃烧和农药使用等[2]。POPs 包括有机氯农药（Organochlorine Pesticides，OCPs）、多氯联苯（Poly-chlorinated biphenyls，PCBs）和多环芳烃（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，PAHs），它们会对人体和环境造成极大的危害，如导致癌症、神经系统损伤、生殖系统损伤、免疫系统受损等[3]。国内外关于POPs 的研究已经在空气、海洋生物、土壤和重要的饮用水源地[4]展开，故研究水源地中POPs 残留特征对于环境保护和人类健康的维护具有重要意义。

东平湖是中国重要的淡水湖之一，也是南水北调东线山东境内的调蓄湖库。此外，东平湖作为周围农田灌溉和渔业养殖地水源，对于东平县的农业生产和生态环境部具有重要的意义。近年来，有关水源地中持久性有机污染物（POPs）的污染及其健康风险评价的研究引起了广泛关注，类似的探究已经在武汉典型水源地[5]和韩江流域[6]等地展开。然而，至今对东平湖水源地POPs 污染物的健康风险评估还未开展，本研究针对东平湖水源地POPs 健康风险进行评估，以期为保护东平湖水源地用水安全提供数据支持和管理支撑。

1.材料与方法

(1)样品采集

本研究在山东省泰安市东平县西部东平湖范围内，均匀分布整个湖区并兼顾入湖口和出湖口，选取了16 个采样点进行采样。各采样点现场使用手持GPS 定位，采集0～5 cm 的表层沉积物混合样品，带回实验室进行除杂和冷冻干燥处理。处理后的样品进行均匀混合，过100 目尼龙网筛并进行有机氯农药（OCPs）、多氯联苯（PCBs）、多环芳烃（PAHs）含量的测定。详细点位分布见图1。

图1 东平湖区位与采样点分布图

(2)样品的预处理和分析

对于OCPs 样品测定：样品冷藏干燥过筛后，加入回收率指标物，用150 mL 二氯甲烷二次浓缩后，置换解液正己烷，用柔和高纯氮气吹蒸0.5 mL，并添加内标物。对于PCBs 与PAHs 样品测定：样品均与石英砂混合放置提取池中，用正己烷和丙酮混合溶液提取浓缩并用浓硫酸净化，采用湿法装柱，洗脱之后收集洗脱溶液并蒸发浓缩，加入正己烷，待上机测定。

(3)样品的质量控制

采用空白加标样方法，取10.0 g 干净的表层土壤样品装入棕色玻璃瓶中，添加已知浓度的OCPs、PCBs和PAHs 标准溶液，并摇匀。在24 h 后，进行提取、纯化和测定等操作。在计算回收率时，需要扣除空白样品的影响。7 种PCBs 的回收率介于73.2%～96.3%之间，16 种PAHs 的回收率在74.52%～105.66%之间，符合微量有机污染物分析要求。

(4)健康风险评价

本文根据美国美国环保局（USEPA）推荐的健康风险评价模型分为致癌和非致癌风险，对东平湖沉积物中检测出的POPs 进行健康风险评估。具体公式如下所示。

致癌风险指数（CR）：

式中：CR为致癌风险指数；CDIoral为人体每天饮用摄入量；SForal为物质的致癌斜率参数；CW 为沉积物中污染物浓度；IR 为摄入率；EF 为暴露普遍率；ED 为暴露时间；BW 为体重；AT 为暴露年限，数值参考文献[5]。

非致癌风险指数（HI）：

式中：RfD 为非致癌参考量，人类健康风险参数值SForal和RfD 参考相关文献[7]。

对PAHs 进行致癌健康风险评估，公式如下：

式中：PR为PAHs 致癌风险指数；TEQBaP为PAHs基于BaP 的毒性当量；CSF 为致癌斜率因子，取值为7.3 kg·d·mg-1[8]；ci为污染物单体PAHs 的检出浓度；EF 为毒性当量因子，选取0.001[9]。

2.健康风险评估

(1)POPs致癌风险评估

对东平湖水源地沉积物中POPs 进行致癌风险评估和非致癌风险评估，结果如图2 所示。根据健康风险评价标准，当致癌风险指数小于1×10-6、处于1×10-6～1×10-4之间、大于1×10-4时，将会对不同人群分别产生不同程度的致癌风险[10]。研究区OCPs暴露致癌指数均大于致癌风险标准值，故能对不同人群产生致癌风险。PCBs 暴露致癌风险指数范围均处在潜在致癌风险区间，将会对不同人群产生致癌风险。相反，PAHs 致癌风险指数均小于1×10-6，处于可接受水平，意味着不会对人体造成致癌危害。值得一提，由于儿童的免疫力较弱，更容易受到污染物的伤害，各个采样点的致癌风险均高于成人。

图2 东平湖水源地中POPs 致癌与非致癌风险指数

(2)POPs非致癌风险评估

东平湖POPs 非致癌评估结果显示，当非致癌风险指数超过1 时，表示存在潜在非致癌健康风险。反之，当非致癌风险指数低于1 时，意味着对人体不会构成非致癌健康风险[10]。OCPs 非致癌风险指数均远大于1，将会对人体产生非致癌健康风险。PCBs 非致癌风险结果显示，采样点（I 点）对不同人群均存在非致癌风险，采样点（L 点）只对儿童存在非致癌健康风险，除此之外并不会对成人产生非致癌健康风险，OCPs 和PCBs 的非致癌风险儿童均大于成人。

3.结论

根据健康风险评估结果、健康风险评估标准，东平湖水源地沉积物中OCPs 将会对人体产生致癌危险；PCBs 对人体可能产生潜在的健康危害；PAHs 不会对人体造成致癌危害；OCPs 非致癌风险指数较大，导致慢性非致癌健康的风险较高；PCBs 仅有（I 点）、（L 点）会对儿童产生非致癌风险。总体上看，东平湖水源地会对人体产生致癌风险，女性大于男性且儿童对于污染物的敏感性高于成人，应多注意用水安全。