廣州水廠感潮水源地水體中重金屬季節(jié)性分布特征與健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

商仲彬，吳 銳，趙艷萍，張淑婷，梁耀新，宋玉梅

(1.廣東省測(cè)試分析研究所廣東省水環(huán)境污染在線監(jiān)測(cè)工程技術(shù)研究中心，廣東 廣州 510070；2.廣東省測(cè)試分析研究所廣東省化學(xué)危害應(yīng)急檢測(cè)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510070)

飲用水安全與人體健康息息相關(guān)[1]，地表飲用水源作為流域的一部分參與流域水循環(huán),同時(shí)接納流域產(chǎn)生的污染物[2]。隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，大量污染物隨生產(chǎn)廢水和生活污水直接排放，通過土壤滲透、地表徑流和大氣沉降等形式進(jìn)入到地表水體中[3-4]，導(dǎo)致近年來地表水重金屬污染事故時(shí)有發(fā)生[5]，直接威脅著地表飲用水源的水質(zhì)安全。重金屬(包括As和Hg)可通過飲用水途徑直接進(jìn)入人體，從而危害人體健康[6～7]，飲用水污染與癌癥發(fā)病率、腹瀉發(fā)病率及死亡率之間都存在一定程度的相關(guān)性[8]。因此，對(duì)飲用水源地水體中重金屬的生態(tài)危害風(fēng)險(xiǎn)和人體健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估已成為目前飲用水水質(zhì)安全評(píng)價(jià)亟需解決的問題[9-10]。

珠江流域河道多屬于感潮河流，隨著大量污染物被排入到水環(huán)境中，大部分河流水體(特別是飲用水源)遭受重金屬微污染的趨勢(shì)已日益嚴(yán)重。本文以珠江流域典型的飲用水源即廣州水廠感潮水源地表層水體為研究對(duì)象，于2017年1—11月通過采集3個(gè)廣州水廠位于珠江流域廣州段取水點(diǎn)的表層水樣，通過對(duì)水樣中重金屬Cd、As、Cr(Ⅵ)、Pb、Hg、Zn和Cu濃度(即質(zhì)量濃度)測(cè)試，利用內(nèi)梅羅指數(shù)法和美國EPA健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型，對(duì)廣州水廠感潮水源地水體重金屬污染進(jìn)行了健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，探討了感潮水源地水體中重金屬質(zhì)量濃度的分布特征以及取水點(diǎn)、季節(jié)變化和感潮作用對(duì)水源地水體中重金屬質(zhì)量濃度及其健康風(fēng)險(xiǎn)的影響，為該地區(qū)飲用水源地環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管理提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 水樣采集與分析

根據(jù)其潮汐時(shí)間按漲退潮對(duì)廣州市郊區(qū)一級(jí)水源保護(hù)區(qū)沙灣水道及其支流進(jìn)行監(jiān)測(cè)，選取廣州南沙片區(qū)日供水總量約30萬m3的3個(gè)自來水廠(GH水廠，22°54′15″N、113°23′19″E；DQ水廠，22°52′12.97″N、113°27′4.55″E；LH水廠，22°53′21″N、113°19′57″E)取水點(diǎn)(屬感潮河流型飲用水源地，以下簡(jiǎn)稱感潮水源地)進(jìn)行連續(xù)四季度的監(jiān)測(cè)，具體監(jiān)測(cè)布點(diǎn)見圖1。取水點(diǎn)表層水樣的采集時(shí)間為2017年1月、4月、7月和11月，水樣的采集與處理方法嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)《水質(zhì)采樣技術(shù)指導(dǎo)》(HJ 494—2009)[11]進(jìn)行，每個(gè)取水點(diǎn)采集3個(gè)表層水樣，并按照國家標(biāo)準(zhǔn)《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》(第4版)[12]中相關(guān)的方法，測(cè)定表層水樣中7種重金屬[Cd、As、Cr(Ⅵ)、Pb、Hg、Zn和Cu]的濃度(即質(zhì)量濃度)。

圖1 3個(gè)廣州水廠感潮飲用水源地取水點(diǎn)位置圖Fig.1 Location of the water intake points of tidal drinking water source of three waterworks in Guangzhou

1.2 樣品質(zhì)量控制

為了保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，試驗(yàn)過程中采取全程序空白、平行樣和加標(biāo)回收對(duì)分析過程進(jìn)行質(zhì)量控制。其中，水樣中重金屬污染因子Cd、Pb、Zn和Cu采用Leeman Labs ProdigyXP ICP進(jìn)行分析測(cè)試，其檢出限分別為0.06 μg/L、0.07 μg/L、0.8 μg/L和0.09 μg/L，GSB 04-1767—2004標(biāo)準(zhǔn)溶液加標(biāo)回收率均為98.9%～102.7%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(又稱變異系數(shù))RSD<5%；水樣中重金屬污染因子Cr(Ⅵ)采用島津UV-1750型紫外可見分光光度計(jì)進(jìn)行分析測(cè)試，其檢出限為4.0 μg/L，GBW(E)080257標(biāo)準(zhǔn)溶液加標(biāo)回收率為97.8%～102.6%，RSD<5%；水樣中重金屬污染因子Hg和As采用北京海光AFS-9780原子熒光光度計(jì)進(jìn)行分析測(cè)試，其檢出限為0.009 μg/L和0.09 μg/L，GSB G 62028—90標(biāo)準(zhǔn)溶液加標(biāo)回收率為98.4%～102.1%，RSD<5%。

1.3 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

本文參照國家標(biāo)準(zhǔn)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)中Ⅰ類水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)廣州水廠飲用水源地水體水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.4 水質(zhì)污染評(píng)價(jià)方法

1.4.1 內(nèi)梅羅指數(shù)法

內(nèi)梅羅指數(shù)法是當(dāng)前國內(nèi)外對(duì)地表水或地下水綜合污染進(jìn)行評(píng)價(jià)最常用的方法之一，也是評(píng)價(jià)水體重金屬污染運(yùn)用最為廣泛的一種綜合污染指數(shù)法。本文采用單因子指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法對(duì)飲用水源地水體水質(zhì)進(jìn)行分類、污染等級(jí)劃分和評(píng)價(jià)。單因子污染指數(shù)和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)的計(jì)算公式如下：

Pi=Ci/Si

(1)

(2)

式中:Pi為評(píng)價(jià)指標(biāo)i的相對(duì)污染指數(shù);Ci為評(píng)價(jià)指標(biāo)i的實(shí)測(cè)濃度值;Si為評(píng)價(jià)指標(biāo)i的最高允許濃度值；P為該水體的內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)；Pimax為單項(xiàng)污染指數(shù)的最大值；n為評(píng)價(jià)指標(biāo)的數(shù)量。

采用內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)對(duì)飲用水源地水體水質(zhì)進(jìn)行污染等級(jí)劃分，具體等級(jí)劃分如下：P<1為清潔；1≤P<2為輕度污染；2≤P<3為污染；3≤P≤5為重污染；P>5為嚴(yán)重污染。

1.4.2 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型

本文采用美國環(huán)保署(EPA)推薦的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型對(duì)飲用水源地水體健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，該評(píng)價(jià)模型將污染物的健康風(fēng)險(xiǎn)分為致癌健康風(fēng)險(xiǎn)和非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)兩類，具體計(jì)算公式如下：

Rc=[1-exp(-Di×Qi)]/L

(3)

Rn=(Di/RfDi)×10-6/L

(4)

Di=IR×Ci/W

(5)

式中:Rc為化學(xué)致癌物質(zhì)通過飲水途徑產(chǎn)生的年平均致癌鍵康風(fēng)險(xiǎn)(a-1)；Rn為非致癌物質(zhì)通過飲水途徑產(chǎn)生的年平均非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)(a-1)；Di為污染因子i通過飲水途徑的單位體重日均暴露劑量[mg/(kg·d)];Qi為化學(xué)致癌物質(zhì)通過飲水途徑的致癌強(qiáng)度系數(shù)[(kg·d)/mg]；RfDi為污染因子i通過飲水途徑攝入的參考劑量[mg/(kg·d)]；L為成年人人均壽命(a)；IR為成年人每日平均飲水量(L/d)；Ci為污染因子i的實(shí)測(cè)濃度(mg/L)；W為成年人人均體重(kg)。

此外，假設(shè)飲用水中各污染因子對(duì)人體健康危害的毒性作用為相加關(guān)系而非協(xié)同或拮抗關(guān)系，則飲用水的總健康風(fēng)險(xiǎn)R總按下式計(jì)算:

R總=Rc+Rn

(6)

1.4.3 模型參數(shù)選擇

通過走訪調(diào)查，并結(jié)合廣州市實(shí)際情況選擇模型參數(shù)，可得到廣州市成年人的平均體重W為60.4 kg，平均壽命L為76.1歲，每天平均飲水量IR為2.2 L。

根據(jù)國際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)、世界衛(wèi)生組織(WHO)編制的分類系統(tǒng)以及美國EPA綜合危害信息系統(tǒng)(IRIS)[13-15]、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)信息系統(tǒng)(RAIS)[16]中的信息和相關(guān)資料[4]可知， Cd、As和Cr(Ⅵ)為化學(xué)致癌物質(zhì)，其Qi分別為6.1 mg/(kg·d)、15 mg/(kg·d)和41 mg/(kg·d)；Pb、Hg、Zn和Cu為非致癌物質(zhì)，其RfDi分別為1.4×10-3mg/(kg·d)、3×10-4mg/(kg·d)、0.3 mg/(kg·d)和5×10-3mg/(kg·d)。目前國際癌癥研究機(jī)構(gòu)(ICRP)和美國EPA[17]推薦的健康風(fēng)險(xiǎn)可接受水平分別為5×10-5/a和1×10-4/a。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

本文采用SPSS 16.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性和相關(guān)性分析，探討取水點(diǎn)、感潮作用和季節(jié)變化對(duì)廣州水廠感潮水源地水體中重金屬質(zhì)量濃度及其健康風(fēng)險(xiǎn)的影響。重金屬污染物致癌和非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)值box-plot圖采用Sigmaplot軟件繪制。

2 結(jié)果與討論

2.1 各季節(jié)漲、退潮時(shí)期廣州水廠感潮水源地水體中重金屬質(zhì)量濃度的分布特征

各季節(jié)漲、退潮時(shí)期廣州水廠感潮水源地水體中重金屬質(zhì)量平均濃度的分布特征見表1。

由表1可知，廣州水廠感潮水源地水體中化學(xué)致癌污染物Cd和As的平均質(zhì)量濃度分別為0.06～0.15 μg/L和2.84～4.18 μg/L，重金屬Cr(Ⅵ)在各取水點(diǎn)水體中均未被檢出；感潮水源地水體中化學(xué)非致癌污染物Cu、Zn、Pb和Hg的平均質(zhì)量濃度分別為1.53～3.53 μg/L、0～7.82 μg/L、0～1.88 μg/L和0～0.063 μg/L；感潮水源地水體中Cu、Zn、Pb、Cd、As和Cr(Ⅵ)的平均質(zhì)量濃度均達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)中Ⅰ類水水質(zhì)指標(biāo)限值要求，Hg為Ⅲ類水；感潮水源地水體中Hg全年僅在DQ水廠取水點(diǎn)冬季退潮時(shí)被檢出，其平均質(zhì)量濃度(0.063 μg/L)超出Ⅰ類水水質(zhì)指標(biāo)限值要求，但未超過Ⅲ類水水質(zhì)指標(biāo)限值要求。由于水體中溶解態(tài)的Hg在一定的條件下可轉(zhuǎn)化為甲基汞，其對(duì)人體健康的危害較大[19]。盡管該區(qū)域感潮水源地水體中Hg被檢出的點(diǎn)位少且檢測(cè)濃度低，但仍需對(duì)其保持高度的關(guān)注。

表1 各季節(jié)漲、退潮時(shí)期廣州水廠感潮水源地水體中重金屬平均質(zhì)量濃度(μg/L)的分布特征Table 1 Distribution characteristics of mean mass concentration of heavy metals in tidal drinking water sources of Guangzhou waterworks during flood and ebb tides period in different seasons(unit:μg/L)

2.2 漲退潮作用、取水點(diǎn)和季節(jié)變化對(duì)廣州水廠感潮水源地水體中重金屬質(zhì)量濃度影響的差異顯著性分析

本文采用SPSS 軟件的一般線性模型功能對(duì)漲退潮、取水點(diǎn)和季節(jié)變化對(duì)廣州水廠感潮水源地水體中重金屬質(zhì)量濃度的影響進(jìn)行差異顯著性分析。由于Hg、Cd和Cr(Ⅵ)大部分?jǐn)?shù)據(jù)(ND)低于檢測(cè)限，故該3種重金屬不做差異顯著性分析，其余4種重金屬質(zhì)量濃度影響的差異顯著性分析結(jié)果，見表2。

表2 漲退潮作用、取水點(diǎn)和季節(jié)變化對(duì)廣州水廠感潮水源地水體中重金屬質(zhì)量濃度影響的差異顯著性分析Table 2 Statistical significance of the effect of tides,drinking water intake points,and change of seasons on the mass concentration of heavy metals in tidal drinking water sources of Guangzhou waterworks

由表2可知，漲退潮作用對(duì)廣州水廠感潮水源地水體中Cu、Pb、Zn和As 4種重金屬質(zhì)量濃度的影響并不明顯(p值>0.05)；從取水點(diǎn)來看，Cu和Pb沒有表現(xiàn)出顯著的空間分布差異性，Zn和As表現(xiàn)出顯著的空間分布差異性(p值<0.05)；Zn和As在不同季節(jié)也表現(xiàn)出顯著的差異性。從總體指標(biāo)變化來看，季節(jié)變化對(duì)廣州水廠感潮水源地水體中Cu、Pb、Zn和As 4種金屬質(zhì)量濃度的影響最為顯著。

2.3 廣州水廠感潮水源地水體重金屬污染評(píng)價(jià)

本文采用單因子指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法對(duì)廣州水廠感潮水源地各取水點(diǎn)的單因子污染指數(shù)和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)按照公式(1)和(2)進(jìn)行計(jì)算，并劃分了污染等級(jí)，見表3。

表3 廣州水廠感潮水源地各取水點(diǎn)單因子污染指數(shù)和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)及其污染等級(jí)劃分Table 3 Single factor pollution index and Nemerow comprehensive pollution index and the pollution classification standard of different drinking water intake points in tidal drinking water sources of Guangzhou waterworks

由表3可知，GH水廠取水點(diǎn)和LH水廠取水點(diǎn)的單因子污染指數(shù)(Pi)大小的排序均為Cu>As>Zn>Cd>Pb>(Hg、Cr(Ⅵ))，DQ水廠取水點(diǎn)的單因子污染指數(shù)(Pi)大小的排序?yàn)镃u> Hg>As> Zn>Pb>Cd> Cr(Ⅵ);3個(gè)水廠感潮水源地水體水質(zhì)均屬于清潔等級(jí)，清潔程度排序?yàn)長(zhǎng)H水廠取水點(diǎn)>DQ水廠取水點(diǎn)>DQ水廠取水點(diǎn)。

2.4 廣州水廠感潮水源地水體中重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

2.4.1 重金屬非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

各季節(jié)漲退潮時(shí)期廣州水廠感潮水源地水體中重金屬污染物的非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果，見表4和圖2。

由表4和圖2可見，廣州水廠感潮水源地水體中重金屬污染物Cu、Zn、Pb和Hg的非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)值數(shù)量級(jí)為10-7，非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)主要由Cu產(chǎn)生，其中重金屬污染物非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)最大值出現(xiàn)在GH水廠秋季退潮時(shí)段，其值為3.59×10-7/a，重金屬污染物非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)最小值出現(xiàn)在GH水廠春季漲潮時(shí)段，其值為1.32×10-7/a；3個(gè)水廠感潮水源地水體中重金屬污染物年度非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)值大小表現(xiàn)為L(zhǎng)H水廠(2.21×10-7/a)>GH水廠(2.15×10-7/a)>DQ水廠(1.95×10-7/a)，3個(gè)水廠感潮水源地水體中重金屬污染物的平均年度非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)值為2.10×10-7/a。總體來說，廣州水廠感潮水源地水體中非致癌物Cu、Zn、Pb和Hg 4種重金屬在各季節(jié)漲、退潮時(shí)期的非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)值均遠(yuǎn)低于國際(ICRP)推薦值(5×10-5/a)和美國EPA推薦值(1×10-4/a)，其非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)可以忽略。

表4 各季節(jié)漲退潮時(shí)期廣州水廠感潮水源地水體中重金屬非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果Table 4 Non-carcinogenic health risk assessment result of heavy metals in tidal drinking water sources of Guangzhou waterworks during flood and ebb tides period in different seasons

圖2 各季節(jié)漲退潮時(shí)期廣州水廠感潮水源地水體中重 金屬污染物非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)值Fig.2 Non-carcinogenic health risk index of heavy metals in tidal drinking water sources of Guangzhou waterworks during flood and ebb tides period in different seasons

2.4.2 重金屬致癌健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

各季節(jié)漲退潮時(shí)期廣州水廠感潮水源地水體中重金屬污染物的致癌健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果，見表5和圖3。

由表5和圖3可見，廣州水廠感潮水源地水體中重金屬污染物Cd和As的致癌健康風(fēng)險(xiǎn)值數(shù)量級(jí)分別為10-7和10-5，致癌健康風(fēng)險(xiǎn)主要由As產(chǎn)生。其中重金屬污染物致癌健康風(fēng)險(xiǎn)最大值出現(xiàn)在DQ水廠秋季退潮時(shí)段，其值為3.00×10-5/a，重金屬污染物致癌健康風(fēng)險(xiǎn)最小值出現(xiàn)在LH水廠春季漲潮時(shí)段，其值為2.07×10-5/a；3個(gè)水廠感潮水源地水體中重金屬污染物年度致癌健康風(fēng)險(xiǎn)值大小表現(xiàn)為DQ水廠(2.74×10-5/a)>GH水廠(2.64×10-5/a)>LH水廠(2.50×10-5/a)，3個(gè)水廠感潮水源地水體中重金屬污染物的平均年度致癌健康風(fēng)險(xiǎn)值為2.62×10-5/a?？傮w來說，廣州水廠感潮水源地水體中化學(xué)致癌物Cd、Cr(Ⅵ)和As 3種重金屬在各季節(jié)漲、退潮時(shí)期的致癌健康風(fēng)險(xiǎn)值均低于國際(ICRP)推薦值(5×10-5/a)和美國EPA推薦值(1×10-4/a)，說明其不存在明顯的致癌健康風(fēng)險(xiǎn)。

表5 各季節(jié)漲退潮時(shí)期廣州水廠感潮水源地水體中重金屬致癌健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果Table 5 Carcinogenic health risk assessment result of heavy metals in tidal drinking water sources of Guangzhou waterworks during flood and ebb tides period in different seasons

圖3 各季節(jié)漲退潮時(shí)期廣州水廠感潮水源地水體中 重金屬致癌健康風(fēng)險(xiǎn)值Fig.3 Carcinogenic health risk values of heavy metals in tidal drinking water sources of Guangzhou waterworks during flood and ebb tides period in different seasons

2.4.3 漲退潮作用、取水點(diǎn)和季節(jié)變化對(duì)感潮水源地水體中重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)影響的差異顯著性分析

漲退潮作用、取水點(diǎn)和季節(jié)變化對(duì)廣州水廠感潮水源地水體中重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)影響的差異顯著性分析結(jié)果，見表6。

由表6可知，漲退潮作用對(duì)廣州水廠感潮水源地水體中重金屬引起的致癌和非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)值沒有明顯的影響(p值>0.05)；而取水點(diǎn)對(duì)其非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)值的影響顯著(p值<0.05)，對(duì)其致癌健康風(fēng)險(xiǎn)值也有一定的影響；季節(jié)變化則對(duì)其致癌健康風(fēng)險(xiǎn)值和非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)值均有顯著的影響，尤其對(duì)非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)的影響尤為顯著(p值<0.01)。

表6 漲退潮作用、取水點(diǎn)和季節(jié)變化對(duì)廣州水廠感潮水源地水體中重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)影響的差異顯著性分析Table 6 Statistical significance of the effect of tides, drinking water intake points,and change of seasons on the mass concentration of heavy metals in tidal drinking water sources of Guangzhou waterworks

2.5 廣州水廠感潮水源地水體中重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)總體評(píng)價(jià)

廣州水廠感潮水源地水體中重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)值的箱形圖及其分析，見圖4和表7。

由表7和圖4可見，廣州水廠感潮水源地水體中化學(xué)致癌物質(zhì)As和Cd對(duì)人體健康危害的年平均風(fēng)險(xiǎn)值為2.63×10-5/a，化學(xué)非致癌物質(zhì)Cu、Pb和Zn對(duì)人體健康危害的年平均風(fēng)險(xiǎn)值為2.32×10-7/a。對(duì)照表4可以發(fā)現(xiàn)，GH水廠和LH水廠取水點(diǎn)秋季重金屬非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)值均高于平均風(fēng)險(xiǎn)值，DQ水廠取水點(diǎn)冬季重金屬非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)值高于平均風(fēng)險(xiǎn)值。對(duì)照表5可以發(fā)現(xiàn)，GH水廠取水點(diǎn)秋冬兩季重金屬致癌健康風(fēng)險(xiǎn)值均高于平均風(fēng)險(xiǎn)值，DQ水廠取水點(diǎn)夏秋冬三個(gè)季節(jié)重金屬致癌健康風(fēng)險(xiǎn)值均高于平均風(fēng)險(xiǎn)值，LH水廠取水點(diǎn)則在夏冬兩季重金屬致癌健康風(fēng)險(xiǎn)值高于平均風(fēng)險(xiǎn)值。可見，取水時(shí)應(yīng)考慮取水點(diǎn)不同季節(jié)的變化。對(duì)比國內(nèi)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，該河段水體中重金屬Cr(Ⅵ)、Hg、Cd 、As、Zn、Cu和Pb的健康風(fēng)險(xiǎn)值相對(duì)較低[2,20]。該典型水源地水體各種重金屬污染物中化學(xué)致癌物質(zhì)As的對(duì)人體健康危害的風(fēng)險(xiǎn)值最高(2.62×10-5/a)，因此應(yīng)將其作為風(fēng)險(xiǎn)決策管理的重點(diǎn)對(duì)象。

圖4 廣州水廠感潮水源地水體中重金屬健康危害風(fēng)險(xiǎn)值箱形圖Fig.4 Box-plot of health risk values of heavy metals in tidal drinking water sources of Guangzhou waterworks

表7 廣州水廠感潮水源地水體中重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)值的箱形圖分析(個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn),a-1)Table 7 Box-plot analysis of health risk values of heavy metals in tidal drinking water sources of Guang- zhou waterworks (personal annual risk,a-1)

本文采用美國EPA推薦的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型僅對(duì)成年人通過飲水途徑攝入污染物可能產(chǎn)生的健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了初步評(píng)價(jià)，未考慮敏感人群(兒童)以及經(jīng)皮膚接觸和呼吸道吸入暴露途徑產(chǎn)生的健康風(fēng)險(xiǎn)，必然會(huì)造成風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果存在一定的誤差。同時(shí)，評(píng)價(jià)模型參數(shù)的選擇也盡可能考慮本地的實(shí)際情況，但選擇結(jié)果與實(shí)際的研究區(qū)域仍可能存在差異。因此，今后對(duì)珠江流域典型飲用水源地水體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究還需進(jìn)一步完善和深入。

2.6 廣州水廠感潮水源地水體中重金屬之間的相關(guān)性分析

本文采用Pearson相關(guān)性分析對(duì)廣州水廠感潮水源地水體中除Cr(Ⅵ)外的其他6種重金屬質(zhì)量濃度之間進(jìn)行了相關(guān)性分析，其分析結(jié)果見表8。由于Cr(Ⅵ)均未檢出，故對(duì)Cr(Ⅵ)不做相關(guān)性分析。

表8 廣州水廠感潮水源地水體中重金屬質(zhì)量濃度之間的相關(guān)性分析Table 8 Correlation analysis among heavy metals in tidal drinking water sources in Guangzhou waterworks

由表8可知，廣州水廠感潮水體中Zn的質(zhì)量濃度與Cd 的質(zhì)量濃度之間存在極顯著正相關(guān)(p<0.01)，相關(guān)系數(shù)為0.873，說明3個(gè)水廠感潮水源地水體中這兩種重金屬可能有相似的來源；水體中As的質(zhì)量濃度與Zn和Cd的質(zhì)量濃度之間均呈極顯著負(fù)相關(guān)(p<0.01)，而其他重金屬之間相關(guān)性不顯著，顯示As與Zn、Cd及其他重金屬之間無相似的空間變化規(guī)律。

3 結(jié) 論

(1) 珠江流域典型飲用水源地表層水體中重金屬Cd、As、Cu、Zn、Pb和Hg在各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的質(zhì)量濃度總體較低，除Hg以外的其他6種重金屬污染物的質(zhì)量濃度均達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)中規(guī)定的Ⅰ類水質(zhì)指標(biāo)限值要求，而Hg全年僅在DQ水廠取水點(diǎn)冬季退潮時(shí)被檢出，其質(zhì)量濃度雖超出Ⅰ類水水質(zhì)指標(biāo)限值要求，但未超過Ⅲ類水水質(zhì)指標(biāo)限值要求；GH水廠和LH水廠取水點(diǎn)單因子污染指數(shù)大小的排序均為Cu>As>Zn>Cd>Pb>(Hg、Cr(Ⅵ))，DQ水廠取水點(diǎn)單因子污染指數(shù)大小的排序?yàn)镃u>Hg>As>Zn>Pb>Cd>Cr(Ⅵ)，3個(gè)水廠感潮水源地水體水質(zhì)均屬于清潔等級(jí)；感潮水源地水體中Hg的檢出仍需引起關(guān)注。

(2) 季節(jié)變化對(duì)廣州水廠感潮水源地水體中重金屬質(zhì)量濃度變化的影響顯著，而感潮作用對(duì)該感潮水源地水體中重金屬質(zhì)量濃度的影響并不明顯。

(3) 廣州水廠感潮水源地水體中重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)以化學(xué)致癌健康風(fēng)險(xiǎn)為主，該感潮水源地水體中重金屬致癌健康風(fēng)險(xiǎn)值、非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)值和年總健康風(fēng)險(xiǎn)值均未超過國際(ICRP)的推薦值(5×10-5/a)和美國EPA的推薦值(1×10-4/a)；該類型水源地水體各種重金屬污染物中化學(xué)致癌物質(zhì)As對(duì)人體健康危害的風(fēng)險(xiǎn)值最高(2.62×10-5/a)，應(yīng)將其作為風(fēng)險(xiǎn)決策管理的重點(diǎn)對(duì)象。

(4) 3個(gè)水廠感潮水源地水體中重金屬污染物健康風(fēng)險(xiǎn)平均值大小的排序?yàn)椋篋Q水廠>GH水廠>LH水廠； 在日常取水工作中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)DQ水廠取水點(diǎn)附近的污染源污染物排放的監(jiān)控和管理，在GH和LH水廠取水時(shí)應(yīng)注意季節(jié)的變化；各個(gè)取水點(diǎn)的重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)最大值均出現(xiàn)在退潮期間，因此應(yīng)加強(qiáng)退潮期間水源地水體水質(zhì)的監(jiān)控。