2004年8月SHUILI  XUEBAO第8期文章编号: 0559-9350 (2004) 08-0090-04
城市供水水源地水质健康风险评价
钱家忠李如忠汪家权李昱霞
(合肥工业大学资源与环境工程学院安徽合肥 230009)
摘要环境健康风险评价是当今环境科学领域十分关注的重要课题在简要介绍水环境健康风险评价基本方法的基础上建立了健康风险评价模式并根据某市供水水源地水质实测资料进行分析与评价结果表明(1)基因毒物质由饮水途径所致健康危害的个人年风险按大小排列为Cr6+>As>Cd而躯体毒物质的个人年风险按大小排列为
Pb>CN>酚>NH3>Hg但前组的影响远大于后组(2)饮用水源各类污染物所致健康危害的个人年总风险2000年为
6.53E-05超过国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的最大可接受值5.0E-05a-1远远超过瑞典环保局荷兰建设和环
境部推荐的最大可接受水平1.0E-06a-1结论对城市供水水源风险管理和水环境保护措施的制定具有参考价值
关键词健康风险评价城市供水水源水环境有毒物质
中图分类号X321.029    文献标识码A
随着我国经济的持续发展水环境污染问题日益严重特别是城市其供水安全受到严重威胁[1]近年来脑血管疾病恶性肿瘤和呼吸系统疾病的死亡率呈明显上升的趋势全国每年新发脑血管疾病病人约150万死亡约100万恶性肿瘤病人约160万死亡约130万其中人类90%的癌症系化学致癌物引起
环境污染已成为影响人类健康和死亡的四大主要因素之一环境污染所产生的健康风险正在制约着我国经济发展的步伐健康风险评价是把水环境污染与人体健康联系起来的一种新的评价方法其目的在于估计特定环境条件下的化学或物理因子对人体动物或生态系统造成损害的可能性及其程度大小目前健康风险评估主要用于评价各种气液态流出物对人体健康危害的影响对于水环境污染造成对人体健康危害的风险研究较少[24]基于此提出本文研究
1 健康风险评价的理论基础
根据国际癌症研究机构(IARC)通过全面评价化学有毒物质致癌性可靠程度而编制的分类系统属于1组和2A组化学物质为化学致癌物其它为非致癌化学有毒物质前者和放射性污染物属于基因毒物质后者为躯体毒物质[35]在国外已实行的环境健康风险评价标准中主要根据上述标准对污染物质进行划分然后评价[5]根据污染物质对人体产生的危害效应以及大量的研究结果可建立起各种不同性质的危害风险数学模型[4,6]
1.1 基因毒物质所致健康危害的风险基因毒物质可分为放射性污染物和化学致癌物对于放射性污染物在一般水体中尤其是作为水源地的水体其污染程度很轻一般检测不出因此这里仅考虑化学致癌物质对于化学致癌物有
收稿日期: 2003-01-21
基金项目: 国家自然科学基金(4020202750379003); 霍英东教育基金(91079).
作者简介: 钱家忠(1968-)，男，安徽凤阳人，教授，博士，主要从事水资源水环境模拟与污染控制研究.
2004年8月                              SHUILI  XUEBAO                                      第8期
∑
==k i c i c
R R 1
()[]70/exp 1i i c i q D R −−= (1) 式中R c i 为基因毒物质i 通过食入途径对平均个人致癌年风险a -1D i 为基因毒物质i 通过食入途径的单位体重日均暴露剂量mg/(kg d)q i 为基因毒物质通过食入途径致癌系数mg/(kg d)70为人类平均寿命a
饮水途径的单位体重日均暴露剂量D i (mg/kg
d)可按下式计算 D i =2.2
C i /70 (2) 式中  2.2为成人每日平均饮水量L C i 为基因毒物质i 的浓度mg L -170为人均体重kg
1.2 躯体毒物质所致健康危害的风险 躯体毒物质所致健康危害的风险可按下式计算
n i R =(D i /RfD i )10-6/70
(3) 式中n
i R 为躯体毒物质i 通过食入途径对平均个人产生的健康危害年风险a -1D i 为躯体毒物质i 通过食入途径的单位体重日均暴露剂量mg/kg d RfD i 为躯体毒物质i 通过食入途径参考剂量mg/kg d 70为人类平均寿命a
式(1)式(3)为水环境健康风险评价的基本模式对于不同地区的不同对象可以根据污染 物浓度成人每日平均饮水量人均体重以及人均寿命等因素变化来改进评价模型
表1 某水源地水质监测数据 单位mg/L(pH 除外)
项目 1996年 1997年 1998年 1999年 2000年
总硬度 64 62.4 63 64 67 溶解氧 8.2 8.1 7.9 7.5 8.81 高锰酸钾 3.1 3.0 2.7 3.0 2.42 生化需盐 1.00 1.00 1.00 1.00 1.55 非离子氨 0.020 0.024 0.006 0.019 0.010 亚硝酸盐 0.018 0.01 0.035 0.013 0.015 硝酸盐 1.15 0.68 1.01 0.42 0.16 挥发酚 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 总 0.005 0.002 0.002
0.002 0.002 总砷 0.005 0.004 0.004 0.004 0.004 总汞 0.00004 0.00004 0.00004 0.00004 0.00002 六价铬 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 总铅 0.001 0.001 0.001 0.001 0.002 总镉 0.0001 0.0002 0.0001 0.0001 0.0006 大肠菌个/L  215 154 128 133 243
2004年8月                              SHUILI  XUEBAO                                      第8期 2 水源地水环境健康风险模型
2.1 基本概况 近年来某水源地水源污染日益严重根据该市环境科学研究所提供资料水源地污染物类别有有机物重金属以及三氮类物质为了研究水源地水质变化对人体健康的影响作者收集了水源地19962000年水质监测资料并以一年内多次采样的平均值作为该年的平均值见表1 通过分析所监测项目可知对人体健康有危害作用的有毒物质主要是基因毒物质是镉
砷和六价铬躯体毒物质主要是汞铅氨和酚水体中没有检测出放射性有毒物质并且有机物也主要是以BOD 来表示的没有检测出各有机物具体的名称及含量因此在健康风险评价的过程中只对基因毒物质的化学致癌物和躯体毒物质进行风险评价但是水体中有机物对人体的健康危害影响也是不可忽视的
2.2 公众健康危害评价
2.2.1 评价参数的选择 污染物致癌强度系数可由美国环
保局出版的资料中查到[5]与本评价有关的污染物质致癌强度系数见表2对于躯体毒物质所致健康危害的评价参考剂量是一个重要参数根据美国环保局的计算多种毒
物质有关暴露途径的参考剂量值见表3[5]
表2 基因毒物质化学致癌物致癌强 度系数(食入途径
)(mg/(kS d)) 致癌物 Cd As Cr q i  6.1 15 41
表3 躯体毒物质参考剂量RfD i  (食入途径)(单
位
mg/(kg d)) 非致癌物 Hg
Pb CN -1 NH 3 酚 RfD i    3.010-4    1.410-3    3.710-2 9.710-1    1.010-1 对于模型中其他参数如污染物浓度成人每日平均饮水量人均体重以及人均寿命等根据所供水城市的实际情况确定
2.2.2 健康危害的风险计算 根据健康风险评价模型和评价参数可以计算出19962000年各年通过饮水途径基因毒物质和躯体毒物质造成的平均个人年风险计算结果见表4表5和表6
表4 化学致癌物质饮水途径健康危害的风险(个人年风
险a -1
) 污染物 1996年 1997年 1998年 1999年 2000年 As    3.36E-05 2.69E-05 2.69E-05 2.69E-05 2.69E-05 Cd
2.73E-07 5.47E-07 2.73E-07 2.73E-07 1.64E-06 Cr
3.68E-05 3.68EE-05 3.68E-05 3.68E-05 3.68E-05
uppers表5 躯体毒物质饮水途径健康危害的风险(个人年风
险a -1
) 污染物 1996年 1997年 1998年 1999年 2000年 NH 3 9.26E-12 1.11E-11 2.78E-12 3.24E-12 4.63E-12 酚
4.49E-12 4.49E-12 4.49E-12 4.49E-12 4.49E-12 CN
6.07E-11 6.07E-11 2.43E-11 2.43E-11 2.43E-11 Hg
8.55E-13 8.55E-13 8.55E-13 8.55E-13 2.99E-13 Pb    3.21E-10 3.21E-10 3.21E-10 3.21E-10 6.4E-10
2004年8月SHUILI  XUEBAO第8期表6 各有毒污染物所致健康危害的总风险(个人年风险a-1)
污染物 1996年 1997年 1998年 1999年 2000年基因毒物质7.07E-05 7.42E-05 6.42E-05 6.42E-05 6.53E-05 躯体毒物质  3.96E-10 3.98E-10 3.53E-10 3.54E-10 6.75E-10 为了更直观地表现出每年各种污染物对人体健康危害的个人年风险将表4表5绘制成直方图见图
1图2
图1 基因毒物质饮水途径健康危害的年风险a-1图2 2000年躯体毒物质饮水途径健康危害的年风险a-1
2.2.3 计算结果评述从表4及图1可看出基因毒物质由饮水途径所致健康危害的个人年风险以六价铬为
大砷次之镉最小以2000年为例它们各占该类年总风险的56.32%41.17%及2.51%
从表5及图2可以看出躯体毒物质由饮水途径所致健康危害的个人年风险以2000年为例按大小顺
序排列为Pb>CN>酚>NH3>Hg铅是主要的污染物其次是但是它们对人体健康危害的个人年风险均
小于10-9a-1也即每年每千万人口中因饮用水中躯体毒物质而受到健康危害(或死亡)的人数不到1人
从表6可以看出基因毒物质对人体健康危害的个人年风险远远超过躯体毒物质的年风险以2000年
为例基因毒物质的化学致癌物(镉砷和六价铬)对人体健康危害的年风险为6.53E-05而躯体毒物质(包
括5种污染物氨汞铅酚)对人体健康危害的年风险仅为6.75E-10从19962000年饮用
水源中各类污染物所致健康危害的个人年风险都超过国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的最大可接受值5.0 10-5a-1(即每年每千万人口中因饮用水中各类污染物而受到健康危害或死亡的人数不能超过500人)与瑞
典环保局荷兰建设和环境部推荐的最大可接受水平1.010-6a-1相比2000年某市饮用水是它的65倍
3 主要结论
(1)水源地水源各类污染物所致健康危害的个人年总风险2000年为6.53E-05超过国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的最大可接受值5.010-5a-1远远超过瑞典环保局荷兰建设和环境部推荐的最大可接受水平
1.010-5a-1(2)基因毒物质由饮水途径所致健康危害的个人年风险按大小排列Cr6+>As>Cd躯体毒物质由
饮水途径所致健康危害的个人年风险按大小排列为Pb>CN>酚>NH3>Hg(3)基因毒物质中化学致癌物造成
的健康风险远大于躯体毒物质在管理上应重视对基因毒物质中的化学致癌物排放量的控制(4)由于放射
性物质和酚以外的其它有机污染物未在统计之内也未考虑引水途径以外如大气污染等途径对健康危害的
风险因此文中结论比实际环境污染危害的风险要小得多环境健康风险评价在我国刚刚起步还没有被
列入常规环境评价工作中随着城市居民生活水平的提高环境安全意识的加强环境健康风险评价将会
越来越被重视显然本文结论对我国城市水环境健康风险管理和水环境保护措施的制定具有重要的参考
价值
2004年8月SHUILI  XUEBAO第8期参考文献
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Environmental health risk assessment for urban water supply source
QIAN Jia-zhong, LI Ru-zhong, WANG Jia-quan, LI Yu-xia
(Hefei University of Technology, Hefei 230009, China)
Abstract: A model for assessment of water environmental health risk assessment is established. The model is applied to analyze and assess the quality of water supply source in a certain city. The result shows that: 1.the ranking of average risk of health for each resident due to gene toxic substances via drinking water is Cr6+>As>Cd, and the ranking of average risk due to non-gene toxic substance via drinking water is
Pb>CN>hydroxybenzene>NH3>Hg, however, the effect of former group of substance are much more greater than the latter group of substance; 2.the total risk for each resident caused by all pollutants is higher than the value recommended by ICRP and far more higher than the standards recommended by Sweden Bureau of Environment Protection and Holland Ministry of building and Environment Protection. This result provides important information for water environment risk management and environment protection of the city.
Key words: environmental health risk assessment; water supply; water source; water environment; toxic substance

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