烏魯木齊市飲用水源地中鄰苯二甲酸酯健康風險評價

韓芹芹，王濤，邵龍美，李凡

(1.烏魯木齊市環(huán)境監(jiān)測中心站，新疆維吾爾自治區(qū) 烏魯木齊 830011；2.新疆維吾爾自治區(qū)自然資源廳機關(guān)服務中心，新疆維吾爾自治區(qū) 烏魯木齊 830002)

鄰苯二甲酸酯(PAEs)是重要的塑料增塑劑，被廣泛應用于塑料制品、化妝品、農(nóng)藥的生產(chǎn)中，屬于環(huán)境內(nèi)分泌干擾物，具有不穩(wěn)定、難降解和代謝慢等特點。它既是美國環(huán)保署(US EPA)重點控制的水環(huán)境污染物，也是中國“水中優(yōu)先控制污染物”中的有機毒物[1]。飲用水安全事關(guān)人民群眾的生命健康，是各級政府必須重視的重大民生問題。近年來，有學者采用US EPA的健康風險評價模型對烏魯木齊市的部分飲用水源地進行了健康風險評價[2]，評價項目主要以重金屬為主，尚未涉及PAEs。為進一步系統(tǒng)地研究烏魯木齊市飲用水源地健康風險水平，現(xiàn)采用該模型，以烏魯木齊市環(huán)境監(jiān)測中心站飲用水源地水質(zhì)常規(guī)監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎，對該市飲用水源地水體中的PAEs污染物通過飲水途徑導致的人體健康風險進行初步評價，為全市飲用水的使用和管理提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

烏魯木齊市是新疆維吾爾自治區(qū)的首府，地處亞歐大陸腹地，屬干旱半干旱區(qū)，氣候干燥，水資源極度匱乏，該市飲用水源地包括地表水源地和地下水源地2種類型。地表水源地中，有烏拉泊水庫水源地和米東區(qū)二水廠水源地(均為城市集中式飲用水源地)，水源補給主要來源于烏魯木齊河、頭屯河、柴窩堡、達坂城和東山水系這五大內(nèi)陸河系。地下水源地中，三屯碑—燕兒窩水源地、柴北水源地、柴西水源地、西山水源地和水磨河水源地均屬于城市集中式飲用水源地，新化水源地、達坂城水源地、八鋼水源地、石化水源地和米泉一水廠水源地均屬于縣城(區(qū))飲用水源地，水源補給主要由天山冰雪融化滲流及烏魯木齊河潛流水系滲漏補給，其次由農(nóng)灌水回滲及降水回滲補給。

2 飲用水源地監(jiān)測及評價結(jié)果

2.1 地表飲用水源地

地表飲用水源地監(jiān)測時間為2013—2021年，根據(jù)原國家環(huán)境保護總局印發(fā)的《城市集中式飲用水源地水質(zhì)監(jiān)測、評價與公布方案》(環(huán)發(fā)〔2002〕144號)的要求，地表飲用水源地水質(zhì)基本監(jiān)測項目包括《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB 3838—2002)[3]表1中的24項和表2中的5項補充項目，每月監(jiān)測1次，全年監(jiān)測12次。表3中包括PAEs[鄰苯二甲酸(2-乙基己基)酯(DEHP)和鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)等]在內(nèi)的優(yōu)選33項有機特定項目，每年監(jiān)測1次。地表飲用水源水質(zhì)評價中，基本項目執(zhí)行《GB 3838—2002》中Ⅲ類標準限值，PAEs執(zhí)行特定項目標準限值，DEHP和DBP的標準限值分別為0.008和0.003 mg/L。

表1 2013—2021年烏魯木齊市地表飲用水源地水質(zhì)評價結(jié)果①

2013—2021年烏魯木齊市地表飲用水源地水質(zhì)評價結(jié)果見表1。由表1可見，烏拉泊水庫水源地2013年達到《GB 3838—2002》 Ⅲ類標準限值(良好)，2014年至今全部達到Ⅱ類標準限值(優(yōu))；米東區(qū)二水廠水源地2013—2014年全部達到Ⅱ類標準限值(優(yōu))，2015—2020年全部達到Ⅰ類標準限值(優(yōu))，水質(zhì)狀況全部為優(yōu)。地表飲用水源地的5個補充項目全部達到《GB 3838—2002》中的補充項目標準限值，PAEs全部達到特定項目標準限值。

2.2 地下飲用水源地

地下飲用水源地監(jiān)測時間為2017—2021年，新版《地下水質(zhì)量標準》(GB/T 14848—2017)[4]于2018年正式實施，與舊版《地下水質(zhì)量標準》(GB/T 14848—93)相比，新增了包含PAEs在內(nèi)的47項毒理學有機污染指標，城市集中式飲用水源地每年監(jiān)測1次，縣城(區(qū))水源地每2年(偶數(shù)年)監(jiān)測1次。地下飲用水源地水質(zhì)評價執(zhí)行《GB/T 14848—2017》Ⅲ類標準限值。

2017—2020年烏魯木齊市地下飲用水源地水質(zhì)評價結(jié)果見表2。由表2可見，城市集中式飲用水源地中的三屯碑—燕兒窩和西山水源地2018年起全部達到Ⅱ類標準限值；柴北水源地全部達到Ⅲ類標準限值；柴西水源地除2018年達到Ⅱ類標準限值外，其余年份全部達到Ⅲ類標準限值；水磨河水源地總硬度超出標準限值0.21～0.35倍，溶解性總固體超出標準限值0.24～0.36倍，硫酸鹽超出標準限值0.87～1.03倍，但源水經(jīng)水廠軟化處理后可達標?？h城(區(qū))飲用水源地中的八鋼和新化水源地分別自2018、2019年起全部達到Ⅱ類標準限值；達坂城水源地自2020年起達到Ⅱ類標準限值；石化和米泉一水廠水源地全部達到Ⅲ類標準限值，水質(zhì)均滿足《GB/T 14848—2017》的要求。2018年以來，烏魯木齊市地下飲用水源地的DEHP濃度全部達到Ⅰ類標準限值。

表2 2017—2021年烏魯木齊市地下飲用水源地水質(zhì)評價結(jié)果①

3 水環(huán)境健康風險評價方法

飲用水源健康風險評價模型主要針對化學致癌物和非致癌物，多采用US EPA推薦的健康風險評價模型，建立污染物對人體健康危害影響的計算模型及相關(guān)評價參數(shù)，估算污染物健康風險的可接受水平?，F(xiàn)采用US EPA的暴露計算方法[5]評估飲用水源水中2種PAEs的致癌風險和非致癌風險水平。根據(jù)國際癌癥機構(gòu)(IARC)對化學物質(zhì)的致癌性劃分，DEHP具有致癌風險，DEHP和DBP均具有非致癌風險，致癌與非致癌風險分別按式(1)—(4)計算。

致癌風險：Rc=[1-exp(-Di×qi)]/72

(1)

Di=(2.2×Ci)/70

(2)

非致癌風險：Rn=(Di/RfD)×10-6/72

(3)

總健康危害風險：R總=Rc+Rn

(4)

式中：Rc、Rn——致癌物、非致癌物經(jīng)飲水途徑產(chǎn)生的個人年平均健康風險；Di——單位體重日均暴露劑量，mg/(kg·d)；qi——致癌強度系數(shù)，(kg·d)/mg；2.2——成人平均每日飲水量，L；Ci——水中污染物的實際質(zhì)量濃度，mg/L；70——人均體重，kg；RfD——非致癌參考劑量，mg/(kg·d)；72——烏魯木齊市人群平均壽命，a[5]。通過查閱US EPA手冊資料，選取DEHP的qi和 RfD值為1.40×10-2(kg·d) /mg和0.02 mg/(kg·d)，選取DBP的RfD值為0.10 mg/(kg·d)。

US EPA和國家輻射防護委員會(ICRP)等機構(gòu)提出了對社會公眾成員的最大可接受風險值水平[5]，Zhu等[6]參考這些機構(gòu)的風險評價標準，將風險評價標準分為6個等級，見表3。

表3 風險等級、風險程度和風險值范圍評價標準①

4 分析方法與質(zhì)量控制

水質(zhì)樣品的采集、保存及質(zhì)量保證措施均參照《環(huán)境監(jiān)測方法標準實用手冊》[7]和《環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測質(zhì)量保證手冊》[8]的技術(shù)要求執(zhí)行，分析方法均參照《生活飲用水標準檢驗方法 有機物指標》(GB/T 5750.8—2006)[9]實行。分析儀器為7890A氣相色譜儀和5975C質(zhì)譜儀(美國安捷倫公司)，DEHP和DBP檢出限分別為0.06 和0.01 μg/L。采用國家環(huán)境保護部標準樣品研究所提供的標準樣品進行質(zhì)量控制，為確保數(shù)據(jù)的準確性，采取10%的平行雙樣和20%的加標回收等措施進行質(zhì)量控制，相對標準偏差(RSD)均

5 結(jié)果分析

5.1 地表飲用水源地水中2種PAEs濃度及評估

烏魯木齊市地表水源地水體中2種PAEs濃度分布見表4。由表4可見，2013—2021年，地表飲用水源地的DEHP總檢出率達到58.3%～100.0%，2014年以來檢出率呈逐年上升趨勢。烏拉泊水庫水源地DEHP年均質(zhì)量濃度為0.06 L～1.73 μg/L(0.06 L代表未檢出，檢出限為0.06 μg/L)，年均最大值為0.36～1.73 μg/L，米東區(qū)二水廠水源地DEHP質(zhì)量濃度為0.06 L～2.06 μg/L，年均最大值為0.41～2.06 μg/L，各水源地年均最大值均出現(xiàn)在2014年，隨后基本呈逐年下降趨勢。地表飲用水源地的DBP總檢出率均為100.0%，烏拉泊水庫水源地DBP年均質(zhì)量濃度為0.02～2.64 μg/L，米東區(qū)二水廠水源地DBP年均質(zhì)量濃度為0.02～2.78 μg/L，各水源地年均最大值均出現(xiàn)在2013年。

地表飲用水源地中2種PAEs健康風險水平見表5。

表4 烏魯木齊市地表水源地水體中2種PAEs濃度分布

表5 烏魯木齊市地表水源地水體中2種PAEs健康風險水平①

由表5可見，DEHP通過飲水途徑引起的致癌風險數(shù)量級分布顯示，飲用水源地總體達10-10～10-8。其中，烏拉泊水庫水源地2014—2015年年均最大值均達到10-8，2016年以來年均最大值降低一個數(shù)量級，達到10-9。米東區(qū)二水廠水源地2014—2017年年均最大值均達到10-8，2018年以來年均最大值降低一個數(shù)量級，達到10-9。

DEHP通過飲水途徑引起的非致癌風險數(shù)量級分布顯示，飲用水源地總體達10-13～10-11。其中，烏拉泊水庫水源地2018和2021年年均最大值為10-12，米東區(qū)二水廠水源地2019年年均最大值為10-12外，其余年份年均最大值均為10-11。

DEHP通過飲水途徑引起的總風險數(shù)量級分布顯示，飲用水源地總體達10-10～10-8，均低于US EPA和ICRP的最大可接受風險水平，并低于瑞典環(huán)境保護署、荷蘭建設和環(huán)境署以及英國皇家協(xié)會的最大可接受風險水平(1.0×10-6)，處于Ⅰ級，低風險狀態(tài)。各飲用水源地的總健康危害風險年均值以致癌物健康危害風險為主，占總風險的99.64%以上。

DBP通過飲水途徑引起的非致癌風險數(shù)量級分布顯示，飲用水源地總體達10-13～10-11。2018和2019年年均最大值均為10-12，其余年份最大值均為10-11，即1年中每個人的健康最大有10-11的概率受到水體中非致癌物的影響，概率極小，不會對暴露人群構(gòu)成明顯的危害。

5.2 地下飲用水源地水體中DEHP濃度及評估

烏魯木齊市地下飲用水源地水體中DEHP濃度分布見表6。由表6可見，2018—2021年，烏魯木齊市地下飲用水源地的DEHP總檢出率為66.7%～100.0%，質(zhì)量濃度為0.06 L～2.96 μg/L，其中城市集中式飲用水源地總檢出率為66.7%～100.0%，年均質(zhì)量濃度為0.06 L～0.97 μg/L，縣城(區(qū))飲用水源地檢出率均為100.0%，年均質(zhì)量濃度為0.14～2.96 μg/L。

表6 烏魯木齊市地下飲用水源地水體中DEHP濃度分布

烏魯木齊市地下飲用水源地中DEHP的健康風險水平見表7。由表7可見，DEHP通過飲水途徑引起的致癌風險數(shù)量級分布顯示，城市集中式飲用水源地總體為10-10～10-9。三屯碑—燕兒窩水源地為10-10，柴北、柴西和西山3個水源地2018和2021年較其他年份由10-10升高到10-9，水磨河水源地除2019年為10-10外，其余年份均為10-9?？h城(區(qū))飲用水源地總體為10-10～10-8，八鋼、達坂城和石化水源地均為10-9，米泉一水廠水源地為10-10～10-9，新化水源地為10-10～10-8。

DEHP通過飲水途徑引起的非致癌風險數(shù)量級分布顯示，城市集中式飲用水源地總體為10-13～10-11。除柴北和柴西水源地2021年均為10-11外，各水源地其余年份均為10-13～10-12。縣城(區(qū))水源地總體為10-12～10-11，石化和米泉一水廠水源地均為10-12，八鋼、達坂城和新化水源地2020年均為10-11，均比2018年高出一個數(shù)量級。

DEHP通過飲水途徑引起的總風險數(shù)量級分布顯示，城市集中式飲用水源地總體為10-10～10-9，縣城(區(qū))水源地總體為10-10～10-8，均低于US EPA和ICRP的最大可接受風險水平，并低于瑞典環(huán)境保護署、荷蘭建設和環(huán)境署以及英國皇家協(xié)會的最大可接受風險水平(1.0×10-6)，處于Ⅰ級，低風險狀態(tài)。各飲用水源地的總健康危害風險年均值以致癌物健康危害風險為主，占總風險的99.22%以上。

6 結(jié)論和建議

6.1 結(jié)論

(1)地表飲用水源地。2013年以來，烏魯木齊市地表飲用水源地中的2種PAEs的濃度分布顯示：DEHP和DBP濃度全部達到《GB 3838—2002》特定項目標準限值要求。DEHP總檢出率達58.3%～100.0%，年均質(zhì)量濃度為0.06 L～2.06 μg/L，最大年均質(zhì)量濃度為0.36～2.06 μg/L，2014年最高，隨后呈逐年下降趨勢。DBP檢出率均達100%，年均質(zhì)量濃度為0.02～2.87 μg/L，最大年均質(zhì)量濃度出現(xiàn)在2013年。

表7 烏魯木齊市地下飲用水源地中DEHP的健康風險水平

2013年以來，地表飲用水源地中2種PAEs的健康風險水平顯示，DEHP通過飲水途徑引起的致癌和非致癌總風險數(shù)量級達10-10～10-8，DBP通過飲水途徑引起的非致癌風險數(shù)量級達10-13～10-11，均低于US EPA和ICRP的最大可接受風險水平，并低于瑞典環(huán)境保護署、荷蘭建設和環(huán)境署以及英國皇家協(xié)會的最大可接受風險水平(1.0×10-6)，處于Ⅰ級，低風險狀態(tài)。各飲用水源地的總健康危害風險年均值均以DEHP致癌物健康危害風險為主，占總風險的 99.64%以上。

(2)地下飲用水源地。2018年以來，烏魯木齊市地下飲用水源地的DEHP濃度全部達到《GB/T 14848—2017》中Ⅰ類標準限值要求，總檢出率達66.7%～100.0%，年均質(zhì)量濃度為0.06 L～2.96 μg/L，其中城市集中式飲用水源地總檢出率達66.7%～100.0%，年均質(zhì)量濃度為0.06 L～0.97 μg/L，縣城(區(qū))飲用水源地總檢出率達100.0%，年均質(zhì)量濃度為0.06L～2.96 μg/L。

地下飲用水源地的DEHP通過飲水途徑引起的致癌和非致癌總風險數(shù)量級分布顯示，城市集中式飲用水源地總體為10-10～10-9，縣城(區(qū))飲用水源地總體為10-10～10-8，均低于US EPA和ICRP的最大可接受風險水平，并低于瑞典環(huán)境保護署、荷蘭建設和環(huán)境署以及英國皇家協(xié)會的最大可接受風險水平(1.0×10-6)，處于Ⅰ級，低風險狀態(tài)。各飲用水源地的總健康危害風險年均值以致癌物健康危害風險為主，占總風險的99.22%以上。

6.2 建議

烏魯木齊市飲用水源地中PAEs雖未超過國家環(huán)境質(zhì)量標準規(guī)定的標準限值要求，但水源地均有檢出，表明水源地已受到了少量PAEs的污染，對當?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)和人體健康存在一定的風險隱患。水源保護區(qū)生態(tài)環(huán)境保護工作直接影響環(huán)境生態(tài)文明和居民生活質(zhì)量，今后，管理部門應進一步結(jié)合污染源普查的相關(guān)研究成果，在水源保護區(qū)內(nèi)加大巡查執(zhí)法力度，注意排查相關(guān)排污企業(yè)，從源頭上游有針對性地進行防控，同時還要進行實時監(jiān)督管控，形成有效保障機制。

本研究僅對PAEs通過飲水途徑致個人健康危害風險進行了初步評價，雖然風險值都在可接受范圍內(nèi)，但今后還應考慮其他暴露途徑，如通過洗浴、洗漱等皮膚接觸，隨水汽蒸發(fā)通過呼吸道進入人體，飲食攝入等途徑，以及人們的消費習慣和職業(yè)類型等因素，這需要更加復雜全面的評價方法，從而進一步完善飲用水源地的PAEs健康風險評價。