“十二五”期間湘江株洲段水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

摘要 根據(jù)2011—2015年湘江株洲段水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料，對(duì)朱亭、楓溪、白石和霞灣4個(gè)水質(zhì)斷面的環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：①軀體毒物質(zhì)的個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)大小排列為氟化物、銅、鉛、氨氮、汞、氰化物、酚，而基因毒物質(zhì)的個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)大小排序?yàn)樯?、六價(jià)鉻、鎘；②基因毒物質(zhì)所產(chǎn)生的健康風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)超過(guò)軀體毒物質(zhì)，基因毒物質(zhì)為各斷面的優(yōu)先控制污染物，氟化物為軀體毒物質(zhì)中優(yōu)先控制污染物；③“十二五”期間，4個(gè)斷面經(jīng)由飲水途徑所致健康危害的個(gè)人年總風(fēng)險(xiǎn)，均超過(guò)國(guó)際輻射防護(hù)委員會(huì)（ICRP）推薦的最大可接受值。該評(píng)價(jià)結(jié)論對(duì)于指導(dǎo)湘江株洲段水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管理具有參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)；水環(huán)境；湘江

中圖分類號(hào) X820.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2017）13-0052-04

Water Environmental Health Risk Assessment for Zhuzhou Reach in Xiangjiang River during the Period of the 12th Five-year-plan

SHI Yong

（Zhuzhou Planning and Design Institute，Zhuzhou， Hunan 412000）

Abstract Water environmental health risk assessment for Zhuzhou Reach in Xiangjiang River was conducted based on the water environment health risk analysis model and monitoring date during the years of 2011-2015. The result shows that： ①Ranking of average risk deriving from non-gene toxic substances via drinking water was fluoride， Cu， Pb， NH3， Hg， cyanide， hydroxybenzene， and the ranking of average risk due to gene toxic substances via drinking water was As， Cr6+， Cd on the whole. ②Health risk for individual person caused by gene toxic substances was far greater than that of non-gene toxic substances. Therefore， gene toxic substances should be afforded prior attention. As for non-gene toxic substances， fluoride was the highest priority pollutant among the 4 controlling sections for water quality in the Zhuzhou Reach of Xiangjiang River. ③Total heath risk caused by all pollutants for the 4 sections during the period of the 12th five-year-plan was higher than the value recommended by ICRP. The results can provide important information for water quality management and protection in the Zhuzhou Reach of Xiangjiang River.

Key words Health risk assessment；Water environment；Xiangjiang River

湘江株洲段長(zhǎng)度89.6 km，流域面積2 055 km2，自王十萬(wàn)鄉(xiāng)入境向北，流經(jīng)株洲縣和市區(qū)，至馬家河出境。自20世紀(jì)60年代，湘江就成為株洲市區(qū)工業(yè)廢水和城市居民生活污水的受納水體，而株洲市企業(yè)和居民的生活用水大部分取自湘江。為了監(jiān)控湘江的水質(zhì)，株洲段設(shè)有朱亭（交接斷面）、楓溪（對(duì)照斷面）、白石（控制斷面）和霞灣（控制斷面）4個(gè)例行監(jiān)測(cè)斷面，其中朱亭、楓溪和白石斷面為省控?cái)嗝?，霞灣斷面為?guó)控?cái)嗝?。根?jù)《湖南省株洲市環(huán)境質(zhì)量報(bào)告書》（2011—2015年），通過(guò)對(duì)湘江株洲段4個(gè)監(jiān)控?cái)嗝嫠|(zhì)監(jiān)測(cè)資料進(jìn)行水環(huán)境評(píng)價(jià)，“十二五”期間的平均污染指數(shù)均較“十一五”期間有所下降，但是對(duì)人體健康危害的風(fēng)險(xiǎn)程度卻難以直觀反映出來(lái)，目前對(duì)“十二五”期間湘江株洲段的水質(zhì)健康風(fēng)險(xiǎn)研究鮮見(jiàn)報(bào)道。筆者根據(jù)2011—2015年湘江株洲段水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料，對(duì)“十二五”期間該河段的水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了定量評(píng)價(jià)和分析，旨在為湘江株洲段水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管理提供決策依據(jù)。

1 水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型

水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中，對(duì)人體健康有害的物質(zhì)大致可分為放射性物質(zhì)、化學(xué)致癌物和非致癌物，其中放射性物質(zhì)和化學(xué)致癌物為基因毒物質(zhì)，非致癌物為軀體毒物質(zhì)。根據(jù)上述2類污染物質(zhì)通過(guò)飲用途徑對(duì)人體健康造成危害效應(yīng)機(jī)理不同，可建立不同的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型[1-4]。

1.1 基因毒物質(zhì)所致健康危害的風(fēng)險(xiǎn)模型

放射性污染物在水體中濃度極小，一般檢測(cè)不出，因此，筆者在進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)時(shí)僅考慮化學(xué)致癌物。則基因毒物質(zhì)（飲用途經(jīng)）健康危害風(fēng)險(xiǎn)模型為[1-4]

式中，Rcig、Dig分別為基因毒物質(zhì)i對(duì)平均個(gè)人致癌年風(fēng)險(xiǎn)和單位體重日均暴露劑量[mg/（kg·d）]；Qig為基因毒物質(zhì)i的致癌系數(shù)[mg/（kg·d）]；Ci為基因毒物質(zhì)或軀體毒物質(zhì)的濃度（mg/L）；70、60和2.2分別為評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)人平均壽命（a）、成人平均體重（kg）和成人平均每日飲水量（L）。

1.2 軀體毒物質(zhì)對(duì)健康危害的風(fēng)險(xiǎn)模型

軀體毒物質(zhì)（飲用途徑）健康危害風(fēng)險(xiǎn)模型為[1-4]

式中，Rnig、Dig分別為軀體毒物質(zhì)i的平均個(gè)人致癌年風(fēng)險(xiǎn)（a-1）和單位體重日均暴露劑量[mg/（kg·d）]；RfDig為軀體毒物質(zhì)i的參考劑量[mg/（kg·d）]。

1.3 水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)總體模型

在一般水體中，特別是湘江株洲段為沿線居民生活飲用水水源地，各有毒物質(zhì)濃度均很低，根據(jù)目前國(guó)內(nèi)有關(guān)文獻(xiàn)[3-10]的研究，可假定各有毒物質(zhì)對(duì)人體健康的毒性作用為相加關(guān)系，則該研究中水環(huán)境總的健康危害風(fēng)險(xiǎn)R總風(fēng)險(xiǎn)可表示為

式（6）為水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)總體模型。

2 湘江株洲段水質(zhì)健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

2.1 水質(zhì)基本資料

該研究收集了“十二五”期間湘江株洲段的朱亭、楓溪、白石和霞灣4個(gè)斷面5年的水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料，并選取了危害人體健康的10種主要污染物質(zhì)：六價(jià)鉻、砷、鎘、氨氮、銅、鉛、汞、氟化物、酚和氰化物，以1年內(nèi)多次采樣的平均值作為該年的平均值，結(jié)果見(jiàn)表1。

2.2 評(píng)價(jià)參數(shù)選擇

根據(jù)國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)（IARC）和世界衛(wèi)生組織（WHO）編制的權(quán)衡化學(xué)物質(zhì)致癌性可靠程度體系，在湘江株洲段10種主要污染物質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中，六價(jià)鉻、鎘和砷屬于化學(xué)致癌物，即基因毒物質(zhì)；氨氮、銅、鉛、汞、氟化物、酚和氰化物屬于非致癌化學(xué)有毒物，即軀體毒物質(zhì)。該研究中，化學(xué)致癌物的致癌強(qiáng)度系數(shù)和非致癌物質(zhì)的參考劑量分別見(jiàn)表2、3[1]。

2.3 健康危害風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算

根據(jù)健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型、相關(guān)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和評(píng)價(jià)參數(shù)，可以計(jì)算出“十二五”期間各年通過(guò)飲水途徑，基因毒物質(zhì)和軀體物質(zhì)造成的健康危害風(fēng)險(xiǎn)，結(jié)果見(jiàn)表4、5。

為了更直觀地反映各污染物的風(fēng)險(xiǎn)水平，可以采用直方圖來(lái)表征計(jì)算結(jié)果。如“十二五”期末2015年各斷面相應(yīng)的健康風(fēng)險(xiǎn)水平見(jiàn)圖1、2所示。

2.4 評(píng)價(jià)結(jié)果

從表4、圖1、2可以看出，從單個(gè)基因毒物質(zhì)來(lái)看，4個(gè)斷面各化學(xué)致癌物由飲水途徑所致健康危害最高的為砷，其次為六價(jià)鉻，最低為鎘。以2015年的霞灣斷面為例，分別占該類年總風(fēng)險(xiǎn)的62.43%、36.29%及1.28%；從單個(gè)軀體毒物質(zhì)來(lái)看，由飲水途徑所致健康危害最高的為氟化物，其余各非致癌物的個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)大小排序?yàn)殂~、鉛、氨氮、汞、氰化物、酚。同樣，以2015年霞灣斷面為例，占該類年總風(fēng)險(xiǎn)分別為76.29%、10.61%、9.07%、3.01%、0.49%、0.40%及0.13%。

從表5可看出，與基因毒物質(zhì)相比，軀體毒物質(zhì)對(duì)人體健康危害的個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)可忽略不計(jì)。例如2015年霞灣斷面處，軀體毒物質(zhì)年風(fēng)險(xiǎn)為3.55×10-9 a-1，而基因毒物質(zhì)對(duì)人體健康危害的年風(fēng)險(xiǎn)卻高達(dá)1.18×10-4 a-1，因此各斷面的水環(huán)境健康危害的總風(fēng)險(xiǎn)變化趨勢(shì)必將由砷、六價(jià)鉻和鎘3種基因毒物所決定。

由表5可知，“十二五”期間湘江株洲段4個(gè)斷面處，各污染有毒物質(zhì)危害的個(gè)人年總風(fēng)險(xiǎn)均超過(guò)了國(guó)際輻射防護(hù)委員會(huì)（ICRP）推薦的最大可接受值5.0×10-5 a-1，超標(biāo)158～2.38倍，與瑞典環(huán)保局、荷蘭建設(shè)和環(huán)境部推薦的最大可接受水平1.0×10-6 a-1相比，超標(biāo)高達(dá)79～119倍?？傮w上看，水境健康危害總風(fēng)險(xiǎn)最大的斷面為2011年的白石斷面，其基因毒物質(zhì)所致健康風(fēng)險(xiǎn)也最大，為1.19×10-4 a-1。

從表1和圖3可以看出，“十二五”期間，湘江株洲段水體中污染物含量均滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中 Ⅲ 類水要求，但各斷面對(duì)人體健康危害的總風(fēng)險(xiǎn)仍處于上升趨勢(shì)，其潛在健康危害程度仍有加重。此外，由于未考慮有毒物質(zhì)經(jīng)由皮膚接觸及食物等途徑帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，又僅是針對(duì)部分監(jiān)測(cè)指標(biāo)，湘江株洲段水環(huán)境實(shí)際的健康風(fēng)險(xiǎn)水平可能要高于上述評(píng)價(jià)結(jié)果，這需要充分引起相關(guān)部門重視，并大力加強(qiáng)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管理。

3 結(jié)論

（1）從評(píng)價(jià)結(jié)果可以看出，基因毒物質(zhì)是湘江株洲段各斷面水環(huán)境健康危害的總風(fēng)險(xiǎn)主要來(lái)源，各斷面的優(yōu)先控制污染物為砷、六價(jià)鉻和鎘。在軀體毒物質(zhì)中，各斷面優(yōu)先控制污染物應(yīng)為氟化物。

（2）2011—2015年朱亭、楓溪、白石和霞灣4個(gè)斷面處，各類污染物所致健康危害（飲水途徑）的個(gè)人年總風(fēng)險(xiǎn)均超過(guò)了ICRP 推薦的最大可接受值，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了瑞典環(huán)保局、荷蘭建設(shè)和環(huán)境部推薦的最大可接受水平。同時(shí)，“十二五”期間，湘江株洲段的潛在健康風(fēng)險(xiǎn)處于上升的趨勢(shì)。

（3）該研究?jī)H針對(duì)部分監(jiān)測(cè)指標(biāo)，未含放射性物質(zhì)和部分其他有機(jī)物，也未考慮暴露途徑中經(jīng)由食物及皮膚接觸等途徑帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，因此，湘江株洲段的水環(huán)境實(shí)際的健康風(fēng)險(xiǎn)水平可能要高于評(píng)價(jià)結(jié)果。

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