农村自备井源水中污染物健康风险评价

农村自备井源水中污染物健康风险评价
探讨丰台区农村自备井源水中化学致癌物、非化学致癌物经饮水途径致人体健康风险水平，确定污染物的主次及治理的优先权。

方法分析源水中NH3-N、NO3-、As、Hg、Cd、Cr6+、Mn、Cu、Pb、Zn、挥发酚类、氟化物、氰化物的平均浓度，应用美国环保局（USEPA）推荐的健康风险评价模型进行健康风险评价。

结果源水中化学致癌物所致健康风险度远高于非化学致癌物所致健康风险度，化学致癌物所致健康风险度大小顺序为Cr6+>As>Cd，非化学致癌物所致健康风险度大小顺序为NO3- >Cu >氟化物>Pb > Hg> Mn > Zn >氰化物>NH3-N>挥发酚类。

总健康风险略超过或接近国际辐射防护委员会（ICRP）推荐的最大可接受水平。

结论丰台区农村自备井源水化学致癌物Cr6+ 、As、Cd对人体健康具有一定的风险度，应成为优先监测和治理对象。

丰台区位于北京市西南，总面积305.87km2，西部为山区，东部为平原，平原占全区面积3/4。

市政供水尚未覆盖全区，农村地区水源主要以自备井为主，采用集中式供水方式。

农村自备井建设年代跨度较大，水井深度不一，其中50m以下的约占54％，几百米的深井多集中丰台西部地区（王佐镇、长辛店乡）。

总硬度和硝酸盐氮超标是丰台区农村水质的突出问题，这也是群众水质投诉的重点。

丰台区大部分平原地区为永定河冲积平原，沙质地层较多，地下水容易受到污染。

有的井虽然较深但是不封井或封井深度不够，其水质可能受到来自浅层地下水的影响。

加上大多数农村自备井源水不经净水工艺深度处理，致使源水中污染物无法去除，如果长期暴露，会对人体健康产生一定的危害。

健康风险评价(Health Risk Aessessment,HRA)是20世纪80年代发展起来的一项新型研究方法，主要以风险度作为评价指标，把污染物与人体健康联系起来，定量描述污染物对人体健康危害的影响[1~10]。

完整的健康风险评价应包括大气、土壤、水和食物链四种介质携带的污染物通过食入、吸入和皮肤接触等暴露途径进入人体后所致人体健康危害的评价[7]。

该方法从20世纪90年代初期才开始在我国应用[1]。

本文通过对丰台区农村自备井源水中NH3-N、NO3-、As、Hg、Cd、Cr6+、Mn、Cu、Pb、Zn、挥发酚类、氟化物、氰化物的动态监测数据分析，应用美国环保局推荐的健康风险评价模型进行健康危害评价，探讨丰台区农村自备井源水中各污染物的风险水平，确定源水中污染物的主次，为农村自备井水质治理提供科学依据。

作者简介：常宪平（1975－），男，硕士，研究方向：水质健康风险评价
作者单位：丰台区疾病预防控制中心(北京100078)
1 材料与方法
1.1 丰台区农村自备井概况丰台农村地区现有自备井314口，分布在卢沟桥乡、花乡、南苑乡、宛平地区（老庄子乡）、长辛店和王佐镇的59个行政村。

其中在用的有306口，交替使用的有9口。

单独供水井270口，联网供水井有44口。

供水总人口数约为28.87万人，其中农村人口14.60万人，外来人口14.27万人。

1.2 资料来源在丰台区卫生监测系统数据库中，对2005-2009年度农村自备井监测报告进行筛选，在王佐镇、南苑乡、花乡、长辛店乡、卢沟桥乡各随机抽选1口自备井，且连续五年源水监测数据完整，以NH3-N、NO3-、As、Hg、Cd、Cr6+、Mn、Cu、Pb、Zn、挥发酚类、氟化物、氰化物为本次研究分析指标。

1.3 健康风险评价数学模型水质健康风险评价主要是评价水环境中的基因毒物质（放射性污染物、化学致癌污染物）和躯体毒物质（非化学致癌污染物）对人体健康影响。

由于放射性污染物在一般污染程度较低水体中很难检测到，通常不予考虑[
2.4.10]。

本研究仅针对化学致癌污染物和非化学致癌污染物进行评价，下述各数学模型在国内诸多水质健康风险评
价中得以应用[1~10]。

1.3.1 化学致癌物健康风险评价数学模型
式中：为化学致癌物综合健康风险度，a-1; 为化学致癌物经饮水途径所致的平均个人致癌年风险，a-1；为化学致癌物经饮水途径的单位体重日均暴露剂量，; 为化学致癌物经饮水途径致癌强度系数，；为化学致癌物的浓度，;70为人类平均寿命，a; 2.2为成人日均饮水量。

1.3.2 非化学致癌物健康风险评价数学模型
式中：为非化学致癌物综合健康风险度，a-1; 为非化学致癌物经饮水途径所致的平均个人致癌年风险，a-1；为非化学致癌物经饮水途径的单位体重日均暴露剂量，; 为化学非致癌物经饮水途径的参考剂量，;70为人类平均寿命，a。

1.3.3 总健康风险评价数学模型假设各污染物对人体健康危害的效应呈相加关系，而非协同或拮抗关系，则总健康风险评价数学模型为：
2 结果
2.1 丰台区农村自备井源水中污染物的平均浓度经对丰台区5个乡镇5口自备井的2005-2009年度水质理化监测数据统计分析，计算NH3-N、NO3-、As、Hg、Cd、Cr6+、Mn、Cu、Pb、Zn、挥发酚类、氟化物、氰化物的平均浓度(表1)。

2.2 化学致癌物健康风险评价结果通过文献资料检索，As、Cd、Cr6+致癌强度系数[5,6,10]:15mg/(kg•d)、6.1mg/(kg•d)、41mg/(kg•d)。

根据化学致癌物健康风险评价数学模型，可知As、Cd、Cr6+经饮水途径所致健康风险度(表2)。

2.3 非化学致癌物健康风险评价结果通过文献资料检索，非化学致癌物经饮水途径的参考剂量[5,6,10]：Hg[0.0003mg/(kg•d）]、Pb[0.0014mg/(kg•d]、Cu[0.005mg/(kg•d)]、Mn[0.14mg/(kg•d）]、Zn[0.3mg/(kg•d）]、NO3－[1.6mg/(kg•d)]、NH3－N[0.97mg/(kg•d)]、挥发酚类[0.1mg/(kg•d)]、氰化物[0.037mg/(kg•d)]、氟化物[0.06mg/(kg•d)]；根据非化学致癌物健康风险评价数学模型，计算其健康风险度(表3)。

2.4 总健康风险按照总健康风险评价数学模型，将各污染物健康风险度相加，计算得出总健康风险度(表4)。

3 讨论
根据2005-2009年度各个自备井源水各污染物的平均浓度分析结果，除南苑乡、花乡、卢沟桥乡自备井源水中硝酸盐氮超过国家标准(GB5749-2006)外，其它各污染物浓度均低于国家规定标准值。

南苑乡、花乡、卢沟桥乡地处丰台河东平原地区，多为沙质底层，且水井较浅，这可能是导致该地区自备井源水中硝酸盐氮超标的原因。

丰台区五个乡镇的农村自备井源水中化学致癌物经饮水途径所致健康危害的平均个人年风险大小顺序为：Cr6+>As>Cd，Cr6+、As处在同一个数量级，Cr6+为大，As次之，但三者均低于国际辐射防护委员会（ICRP）推荐的最大可接受限值（5.0×10-5 a-1）。

各乡镇农村自备井源水中非化学致癌物健康风险排序不完全一致,但从总体均值方面分析,其大小顺序为：NO3- >Cu >氟化物>Pb > Hg> Mn > Zn >氰化物>NH3-N>挥发酚类。

在非化学致癌物中NO3- 、Cu、氟化物对暴露人群的健康风险水平均处在10-9 a-1，相比其它各非致癌污染物来说，NO3- 、Cu、氟化物是主要非致癌污染物。

在总健康风险中，化学致癌物对人体健康危害约占99.9%,这与其他有关研究结果一致。

非化学致癌污染物健康风险水平处于10-9 a-1，表明它们对暴露人群产生的健康危害甚微，也就是说一年中每一千万人口中因饮用水中的某种非化学致癌污染物而受到的健康危害（或死亡）的人数不足1人。

相比化学致癌物，两者风险水平相差3~4个数量级，这表明化学致癌物（Cr6+、As、Cd）对人体健康危害远高于非化学致癌物。

Cr6+、As对人体健康风险水平处于10-5a-1，提示它们是农村自备井源水中主要污染物，应予以优先治理和重点监测。

另外，各自备井源水的总健康风险度略超过或接近接近ICRP推荐的最大可接受限，这也应该引起高度重视。

本研究重点是应用健康风险评价数学模型评价丰台区农村自备井源水中NH3-N、NO3-、As、Hg、Cd、Cr6+、Mn、Cu、Pb、Zn、挥发酚类、氟化物、氰化物对人体健康的危害，暴露途径仅考虑了摄入，忽略了皮肤接触、蒸汽吸入以及外在的大气污染环节，未对集中供水管网中各类污染物的迁移变化作考虑，风险评价结果可能比实际要低。

本研究有关化学致癌物在总健康风险中所占比例较高，可能与源水污染物的归类有关，因为化学致癌物本身也有可能具有非致癌性，同时非化学致癌物也可能具有致癌性。

暴露剂量采用了成人每日平均暴露剂量，个人饮水方式、饮水习惯、饮水量以及职业状况等因素需做进一步的暴露评价。

健康风险评价数学模型中相关参数仅参考美国EPA给定的致癌强度系数和参考剂量，是否适合中国人群有待深入研究。

另外，各污染物对人体健康危害近考虑到相加效应，未作效应分析。