尤漢虎 肖兵 張艷萍 林仰鋒

氯化消毒作為一項(xiàng)飲用水處理手段，保證了飲用水微生物安全。如源水受有機(jī)物污染，消毒過程中有效氯與有機(jī)前體物作用生成消毒副產(chǎn)物，如三鹵甲烷(THMs)、鹵乙酸(HAAs)、鹵代氰(Cysnogenhandes)、鹵代酮(Haloketones)、鹵代醛(Haloadehvdes)、鹵代酚(halophenols)及強(qiáng)致突變物3-氯-4(二氯甲基)-5-羥基-2(5H)-呋喃酮(MX)等。其中三鹵甲烷(THMs)主要包括三氯甲烷、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷、三溴甲烷4種，是主要的氯化消毒副產(chǎn)物，被公認(rèn)為是對(duì)人體健康有潛在致癌危險(xiǎn)的主要氯化消毒副產(chǎn)物[1]。為進(jìn)一步明確佛山某區(qū)飲用水氯化消毒副產(chǎn)物的致癌風(fēng)險(xiǎn)性，本文采用美國環(huán)保署（US EPA）推薦的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型[2]，對(duì)該區(qū)城市飲用水中三鹵甲烷經(jīng)飲水暴露產(chǎn)生的健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1 方法及模型

健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是描述人群暴露于環(huán)境危害因素下出現(xiàn)不良健康效應(yīng)的特征。目前普遍采用風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、暴露評(píng)價(jià)、劑量-效應(yīng)評(píng)價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)表征為基本程序的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模式。在針對(duì)飲用水水質(zhì)進(jìn)行的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)時(shí)，根據(jù)污染物種類和濃度、暴露途徑、暴露劑量，結(jié)合污染物毒理學(xué)危害進(jìn)行“劑量-效應(yīng)”評(píng)價(jià)，綜合分析判斷飲用水中有害物質(zhì)導(dǎo)致暴露人群發(fā)生有害效應(yīng)的可能性。

1.1 化學(xué)物質(zhì)致癌風(fēng)險(xiǎn)

它表示暴露于致癌物質(zhì)而導(dǎo)致的一生中超過正常水平的癌癥發(fā)病率。一般認(rèn)為，水中致癌化合物在濃度較低時(shí)，所產(chǎn)生的致癌風(fēng)險(xiǎn)與其濃度之間存在線性關(guān)系。對(duì)于經(jīng)口攝入暴露，通常采用評(píng)價(jià)公式為：

式中：CDI為長期日攝人劑量，mg/(kg·d)，SF為污染物的致癌斜率因子，kg·d／mg。

1.2 化學(xué)物質(zhì)非致癌風(fēng)險(xiǎn)

化學(xué)污染物對(duì)人體的非致癌慢性毒害一般以參考劑量RfD為衡量標(biāo)準(zhǔn)，暴露水平高于參考劑量者為可能有危險(xiǎn)，暴露水平等于或低于參考劑量者為不大可能有危險(xiǎn)。對(duì)于經(jīng)口暴露非致癌風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的THMs風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)HI，采用以下公式計(jì)算：

式中： RfD為污染物的非致癌參考劑量，mg/(kg·d)。

當(dāng)計(jì)算多種物質(zhì)多種途徑的風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，一般先分別把所有的非致癌風(fēng)險(xiǎn)和致癌風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算出來，然后加和，而不考慮它們之間的協(xié)同作用和拮抗作用。

1.3 CDI計(jì)算

經(jīng)由飲水途徑暴露的長期日攝入劑量CDI可按下式計(jì)算：

C為介質(zhì)中致癌物質(zhì)的濃度(mg/L)；IR為成人每日飲用水量(L/d)；EF為暴露頻率(d/a)；ED為暴露持續(xù)時(shí)間(a)；BW為人均體重(kg)；AT為平均暴露時(shí)間(d)。

1.4 參數(shù)取值

參數(shù)選用美國環(huán)境保護(hù)署的推薦值[3]。其中IR取2.2L/d；EF取365d/a；ED對(duì)于非致癌物質(zhì)取30a，對(duì)于致癌物質(zhì)取70a；BW取70kg；AT對(duì)于非致癌物質(zhì)取30a(即10950d)，對(duì)于致癌物質(zhì)取70a(即25550d)。SF值與RfD值源自US EPA IRIS數(shù)據(jù)庫，其中CHCL3、CHCL2Br、CHCLBr2、CHBr3的SF值分別為0.0061、0.0620、0.0840、0.0079kg·d／mg，RfD值分別為0.01、0.02、0.02、0.02mg/(kg·d)。

2 實(shí)例分析

以2007～2010年佛山市某區(qū)城市飲用水常規(guī)監(jiān)測(cè)THMs結(jié)果數(shù)據(jù)為例，分別依據(jù)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行常規(guī)評(píng)價(jià)和運(yùn)用上述模型進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。

水樣采自城市供水管網(wǎng)，檢測(cè)方法按《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法》GB/T 5750-2006執(zhí)行，對(duì)全年檢測(cè)結(jié)果取平均值。結(jié)果見表1。

表1 佛山某區(qū)城市飲用水中三鹵甲烷濃度（單位：mg/L）Tab.1 Contents of THMs in drinking water of certain district

經(jīng)SPSS13.0單因素方差分析，CHCL3含量4年間均值P=0.33，差別無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。其余成分在2007、2010年的含量均值變無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.1 常規(guī)評(píng)價(jià)

由表1可知，該區(qū)城市飲用水中總THMs濃度范圍為0.0007～0.0044mg/L，遠(yuǎn)低于WHO建議值[4],各THMs及總THMs濃度也均低于我國生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（2006）規(guī)定。

2.2 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

2．2．1 致癌風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

按模型（1）計(jì)算出2007～2010年度該區(qū)城市飲用水中三鹵甲烷終生致癌風(fēng)險(xiǎn)值。見表2。

表2 THMs致癌風(fēng)險(xiǎn)值（×10-6）Tab.2 Carcinogenic risk values of THMs

2007年、2010年三鹵甲烷終生致癌風(fēng)險(xiǎn)高于US EPA可接受風(fēng)險(xiǎn)水平（1.0×10-6），其中CHCL2Br致癌風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)最大，分別為53.3%、72.7%，CHCLBr2其次，分別為44.8%和22.2%，4年中CHCL3均有檢出，但其風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)較?。?008、2009兩年因其它成分未檢出，貢獻(xiàn)了全部風(fēng)險(xiǎn)），CHBr34年內(nèi)均未檢出，風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)值為零。2008、2009年除CHCL3外，其它三類THMs均未檢出，總致癌風(fēng)險(xiǎn)較低。

2．2．2 非致癌風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

鑒于THMs 4種化學(xué)物質(zhì)的毒理學(xué)性質(zhì)為可能人類致癌物及可疑人類致癌物，因此飲用水THMs健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)還應(yīng)包括危險(xiǎn)指數(shù)的計(jì)算。按模型（2）計(jì)算出2007～2010年度該區(qū)城市飲用水中三鹵甲烷終生非致癌風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，見表3。

表3 THMs非致癌風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)Tab. 3 Noncarcinogenic risk index of THMs

由表3可知，4年間4類THMs及總THMs非致癌風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)均小于1，健康風(fēng)險(xiǎn)較小。與致癌風(fēng)險(xiǎn)值相似，THMs非致癌總風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)亦為2007、2010年為高，但兩年中4類THMs對(duì)總風(fēng)險(xiǎn)的貢獻(xiàn)卻有差別。2007年CHCL2Br、CHCLBr2比較接近，但2010年卻表現(xiàn)為CHCL2Br風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)近5倍于CHCLBr2，與致癌風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果趨勢(shì)相近。

3 不確定性

由于水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)系統(tǒng)包含了大量不確定性因素，如污染物濃度分布、暴露水平、不同人群承受風(fēng)險(xiǎn)水平等，使得評(píng)價(jià)結(jié)果具有一定的不確定性。

暴露途徑：三鹵甲烷沸點(diǎn)低，其暴露除經(jīng)口攝入為主外，尚包括經(jīng)皮、呼吸道攝入等途徑，本文僅以飲用水途徑攝入風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)價(jià)。在南方地區(qū)，洗澡、游泳普遍，暴露頻率高，通過這些途徑導(dǎo)致的致癌風(fēng)險(xiǎn)不容忽略[5-6]。

暴露參數(shù)：因我國在健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方面尚無標(biāo)準(zhǔn)或手冊(cè)提供適合本國居民特點(diǎn)的暴露參數(shù)，為便于與其它研究相比較，包括人均壽命、體重、飲水量等在內(nèi)的參數(shù)多引用美國EPA數(shù)據(jù)。由于種族差異，其參數(shù)不完全適合于我國居民，按EPA參數(shù)，評(píng)價(jià)結(jié)果存在一定偏差[7]。

三鹵甲烷的生成與揮發(fā)：國人慣常飲用開水，有研究表明，在有有機(jī)前體物和氯消毒劑殘留的情況下，常用飲用水加熱方法不僅不能降低三鹵甲烷含量，反而會(huì)使之增加[8]。以管網(wǎng)末梢水中三鹵甲烷的含量來評(píng)價(jià)其健康風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)際暴露有所低估。

4 討論

由于污染物的毒性效應(yīng)差別、復(fù)合污染以及健康效應(yīng)蓄積，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值的評(píng)價(jià)方法弱化了符合標(biāo)準(zhǔn)的有毒有害因子對(duì)人體健康可能產(chǎn)生的潛在影響，已不適應(yīng)環(huán)境管理的需要[9]。參考美國EPA健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型及推薦參數(shù)，評(píng)價(jià)佛山某區(qū)飲用水中三鹵甲烷的健康風(fēng)險(xiǎn)，作為水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的有效手段，除可明確水質(zhì)狀況外，指出主要污染物和污染類型，還因運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法綜合、定量評(píng)價(jià)長期攝取含污染物的該類飲用水對(duì)人體造成的預(yù)期健康風(fēng)險(xiǎn)，可分析時(shí)空差異，為政府決策和公眾參與提供科學(xué)依據(jù)，進(jìn)一步引入包括水源地管理、飲用水處理技術(shù)選擇和水質(zhì)分級(jí)風(fēng)險(xiǎn)控制三方面內(nèi)容在內(nèi)的飲用水水質(zhì)安全風(fēng)險(xiǎn)管理[10]。

佛山某區(qū)飲用水中THMs含量均符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，但風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果表明其健康風(fēng)險(xiǎn)高于美國EPA推薦值（1.0×10-6），有一定致癌風(fēng)險(xiǎn)，特別是CHCL2Br、CHCLBr2對(duì)總健康風(fēng)險(xiǎn)的貢獻(xiàn)較大，提示今后水質(zhì)安全管理應(yīng)予以重點(diǎn)關(guān)注。THMs非致癌風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)均遠(yuǎn)小于1，其健康風(fēng)險(xiǎn)可予忽略。2008、2009年健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)因僅檢出CHCL3而未檢出其它THMs，表現(xiàn)為總風(fēng)險(xiǎn)值較低，除考慮水源水受有機(jī)物污染程度較輕外，還應(yīng)考慮水處理工藝的影響。

本次評(píng)價(jià)模型參數(shù)多為參考EPA推薦值，與本國國民實(shí)際數(shù)據(jù)有一定差距，且本研究僅針對(duì)經(jīng)口攝入途徑進(jìn)行了評(píng)價(jià)，暴露水平有所低估，該區(qū)飲用水THMs實(shí)際健康風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)大于本研究結(jié)果。

由于水質(zhì)健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)系統(tǒng)包含了大量不確定因素[6]，近年逐步開始應(yīng)用不確定模型、蒙特卡羅模型以及區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)等方法，將是今后水質(zhì)健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)發(fā)展的重要方向。

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