榆林学院校区生活饮用水中重金属污染物的健康风险评估

张亚宁，韩海英，吴喜军

(1.榆林学院 建筑工程系，陕西 榆林 719000;2.榆林学院 润泽集团，陕西榆林 719000)

榆林市位于陕西省最北部，陕北黄土高原和毛乌素沙地交界处，是黄土高原与内蒙古高原的过渡区。这里能源矿产资源富集，被誉为“中国的科威特”。榆林学院位于榆林市西沙，部分居民用水来源均为区域自打水井，稍加处理后直接饮用地下水。目前，榆林学院校区内部有两口水井在使用中，一口井在学校东锅炉房旁边，另一口井在洗浴中心后面(北围墙)，两口井井深约80几米，用无塔上水器供水。

近年来，随着人们生活质量的提高，饮用水的水质问题越来越引起人们的重视。水中重金属具有毒性大、持久性长、难降解等特点，容易在人体内累积，从而对人体健康产生一定的影响［1］。榆林市西沙部分地区生活饮用水仅仅经过消毒处理，可能会存在较大的健康风险。健康风险评估是对个人的健康状况，未来患病、死亡危险性的定量化评估。实例说明［2］，通过水体环境健康风险评价，既可以定量描述水环境污染对服务区域居民身体健康的危害;又可以直接得出环境污染物的主次顺序，从而为环境风险管理提供科学依据。

本研究针对榆林学院校区生活饮用水中的重金属进行检测，并且应用美国环保局推荐的健康风险评估模型［3］，对其中 Cr6+、Cd、As、Pb、Hg、Cu、Zn 和Fe 8种重金属通过饮用水途径所引起的健康风险做了初步评估。

1 实验部分

1.1 水样测定

2011～2013年，每年采集水样2次，每次采集4个水样，分别为两个水源水(东锅炉房和北围墙处)、餐厅用水和管网末梢用水(行政楼一楼采集管网末梢水)。水样采集结束后，立即送至榆林市疾病预防控制中心检测。检验依据为GB/T 5750.6—2006《生活饮用水卫生标准检验方法》。

1.2 健康风险评价模型

低浓度重金属通过饮用水途径进入人体后所引起的健康风险的评价模型有两种，一是致癌物所致健康危险的风险模型，二是非致癌物所致健康危险的风险模型。本文评价水质指标为 Cr6+、Cd、As、Pb、Hg、Cu、Zn 和 Fe 8 种重金属元素，其中 Cr6+、Cd和As为化学致癌物，其余为非化学致癌物［4-5］。

1.2.1 日均暴露剂量 计算公式为:

式中，Qig是化学致癌物质i经人体饮用的单位体重日均暴露剂量，mg/(kg·d);Q是学生平均每日饮水量，L/d，取2.2 L/d;Ci为(非)化学致癌物质的浓度，mg/L;W是人均体重，kg(我校学生体重均取60 kg)。

1.2.2 致癌物质所导致健康风险的评价模型

式中，Rigc是化学致癌物质i经人体饮用产生的平均个人致癌年风险(a－1);70为人均寿命(a)。

1.2.3 非致癌物质所导致健康风险的评价模型

式中，PADig是非致癌物质i经人体饮用途径的调整剂量，mg/(kg·d)。

式中，RfDig是非致癌物i经人体饮用途径的参考剂量，mg/(kg·d);安全因子取10。

1.2.4 生活饮用水中重金属的综合风险评估模型

重金属污染物的毒性性质与混合物的成分、浓度等有关。重金属毒性作用可分为3种:相加作用、协同作用和拮抗作用。目前，相关文献［4-5］均认为在重金属的毒性风险研究中，其作用倾向于相加，即分别将各污染物健康风险计算再相加，则饮用水中重金属污染物的综合健康风险R总为:

1.2.5 健康风险评价模型相关参数的选择 见表1、表2。

表1 致癌物所致健康风险评估模型参数Qig值Table 1 The values of Qigof model parameters of the health risk assessment model caused by carcinogens

表2 非致癌物所致健康风险评估模型参数RfDig值Table 2 The values of RfDigof model parameters of the health risk assessment model caused by non-carcinogens

2 结果与讨论

2.1 榆林学院校区生活饮用水中重金属含量

2011～2013年采集校区生活饮用水6次，每次水样水质指标几乎一致，现以2013年水样指标为 例，其重金属含量见表3。

表3 2013年5月榆林学院校区生活饮用水8种重金属的浓度Table 3 The concentration of 8 kinds of heavy metals by drinking in Yulin University campus (mg/L)

由表3可知，8种重金属中除Cr6+和As外，其余指标在4个采样点的浓度相同，Cr6+和As浓度相差不大。榆林学院校区生活饮用水重金属指标均低于《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)标准限值，处于生活饮用水安全范畴之内。

2.2 榆林学院校区生活饮用水平均个人年健康风险与总风险评估

根据致癌物、非致癌物所导致健康风险的评价模型公式，对表3的数据进行计算分析，可以计算出4个采样点各重金属元素经饮用所引起的平均个人年风险(a－1)，见表4。

由表4可知，致癌物质(Cr6+、Cd和As)所引起的健康风险远远大于非致癌物质(Pb、Hg、Cu、Zn和Fe)所引起的健康风险，其优先控制顺序为Cr6+＞Cd＞As＞Zn＞Cu＞Pb＞Hg＞Fe，Cr6+的健康风险水平最大，已超过国际防辐射委员会规定的可接受健康风险水平5×10－5/a(即每年每百万人中因饮用水中污染物影响而受到健康危害的人数不能超过50人)，这说明其已经构成一定程度的污染，对校区学生形成了一定的危害，六价铬［6-7］对人主要是慢性毒害，它可以通过消化道侵入人体，在体内主要积聚在肝、肾和内分泌腺中，相关部门应进行控制管理。

东锅炉房的水源水质相对北围墙稍好一些，建议校区生活饮用水用东锅炉房，洗浴等其他用水用北围墙的。

表4 生活饮用水重金属引水途径健康危险的风险Table 4 The health risk caused by heavy metals in drinking water

表5 生活饮用水重金属引水途径综合健康危险的风险Table 5 The total health risk caused by heavy metals in drinking water

由表5可知，校区内无论是水源水还是管网末梢水，均已超过国际防辐射委员会规定的可接受健康风险水平5×10－5/a，主要影响者是Cr6+，意味着榆林学院校区每年每百万人中有超过50人因饮用这些水而受到危害甚至是死亡。虽然榆林学院学生为榆林市临时居民，可能这些水质对学生身体健康不会构成风险，但是榆林学院校区水质对榆林市西沙部分地方地下水水质有一定的参考性，榆林市是集能源矿产资源富集于一地的城市，这些矿产对地下水的影响应引起相关管理部门的关注。

3 结论

(1)榆林学院校区生活饮用水重金属指标均低于《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)标准限值。

(2)校区生活饮用水指标重金属的致癌物质(Cr6+、Cd和As)所引起的健康风险远远大于非致癌物质(Pb、Hg、Cu、Zn和 Fe)所引起的健康风险，其优先控制顺序为Cr6+＞Cd＞As＞Zn＞Cu＞Pb＞Hg＞Fe。

(3)校区内无论是水源水还是管网末梢水，均已超过国际防辐射委员会规定的可接受健康风险水平5×10－5/a，主要贡献者是Cr6+，应引起相关部门的重视。

本文对榆林学院校区内生活饮用水的8种重金属元素进行测定，对其健康风险进行了评估，为榆林学院润泽集团，甚至是榆林市西沙地区提供了定量评价和管理、控制的基本资料，应引起相关部门的重视。

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［6］朱惠刚.重金属对人体的危害［J］.电镀与环保，1982(4):9-13.

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