海口市集中式饮用水源地重金属健康风险评价

仝霞+郭彬

摘 要 对海口市集中式饮用水源地水体中Cd、As、Hg和Pb含量进行测定和健康风险评价。研究表明：4种元素在水中浓度较低，均优于《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）二级标准。采用USEPA推荐的健康风险评价法对平均个人年健康致癌风险和非致癌风险进行评价，4种元素的风险值基本在10-10a-1，通过饮水途径产生的风险指数低于美国环保局的推荐值。

关键词 海口 ；水源地 ；重金属 ；健康风险评价

分类号 X824

Health Risk Assessment of Heavy Metals in Centralized

Drinking Water Sources in Haikou

TONG Xia1） GUO Bin2）

（1 Haikou Environmental Protection Monitoring Station， Haikou， Hainan 571100；

2 Hainan Agricultural Cadres School， Haikou， Hainan 571100）

Abstract In order to understand the drinking water safety risk and to further environmental protection work. The concentrations of Cd， As， Hg and Pb and the health risk in centralized drinking water sources in Haikou were studied.The results indicated that the concentration of the four elements were better to the level two of Environmental Quality Standards for Surface Water in China （GB3838-2002）. The Health Risk Assessment of USEPA was applied to evaluate the value of the average personal health carcinogenic risk and non-carcinogenic risk were 10-10a-1， less than the United States Environmental Protection Agency's recommental value.

Keywords Haikou ； drinking water ； heavy metal ； health risk assessment

健康风险评价是环境中污染物对人体健康危害程度的一种风险评价方法。重金属作为环境中普遍存在的一类污染物，具有难降解、可累积和毒性等特点[1]。其中镉、汞和铅是目前已经筛选出的环境内分泌干扰的重要组成元素，干扰人体分泌功能，并在体内蓄积危害人体健康；砷是环境中危害性和致癌性最大的物质之一[2]。重金属污染物主要通过工农业废水排放、降水径流和大气沉降等途径进入水体，并通过饮水摄入人体，危害健康，已引起普遍关注[3-8]。海口市作为热带海岛城市，淡水资源紧缺，加强饮用水的保护和评估尤为重要，但目前对海南饮用水健康风险的评价较少[9]，关于水质重金属污染的评价还未见报道。本文旨在为海口市水环境保护工作和保障饮水安全工作提供参考依据。

1 研究方法

1.1 布点和采样

海口市城市集中式饮用水地表水源地为南渡江卜南村、龙塘水厂和永庄水库。卜南村和龙塘水厂断面分布在南渡江，属于河流型地表水水源地。永庄水库属湖库型地表水水源地。饮用水源地监测点位于水源地一、二级保护区内，按照采样技术规范，每月初采样监测一次，全年共监测12次。卜南村和龙塘水厂断面按左、中、右3个垂直面，各采1个水样；永庄水库设1、2号监测点，各采1个水样。测定结果取各断面的平均值，并按地表水Ⅱ类标准评价其水质。

1.2 样品分析与质控

水样按《水和废水监测分析方法》（第四版）方法测定重金属Cd、As、Hg和Pb[10]，Cd和Pb采用ZEEnit-700型原子吸收分光光度计测定，As和Hg采用AFS-830型双道原子荧光光度计测定。水样加酸处理后上机测定，分析过程严格按质量控制要求操作，同步加测平行样、密码样和标准物质或加标回收。实验药品均与方法要求一致，实验用水为超纯水，实验器皿用稀酸浸泡过夜，并过超纯水，晾干。

1.3 健康风险评价

根据USEPA推荐的健康风险评价模型及推荐值[11]，对海口市集中式水源地水体中的重金属所引起的风险进行初步评价。各重金属元素通过饮水途径进入人体，按其致癌性分为化学致癌物质和化学非致癌物质，相应地风险划分为致癌风险和非致癌风险[4，8，12-13]。

1.3.1 致癌风险

致癌风险用风险值（R）表示，定义为化学致癌物i经过摄入途径产生的平均个人致癌年风险，a-1。根据世界卫生组织和国际癌症研究机构编制的致癌物质分类系统，将Cd和As划分为化学致癌物质。对其所致的健康风险评价按下述公式计算：

R=[1-exp（-Di×qi）]/76

其中，Di为通过饮水途径摄入的日均剂量；qi为化学致癌物i经摄入途径产生的致癌强度系数，mg/（kg·d），见表1；76为《2015年世界卫生统计报告》统计的中国人均寿命。

1.3.2 非致癌风险

非致癌风险通常用（R）描述，表示非致癌物 经摄入途径所致健康危害的个人平均年风险，a-1，计算公式如下：endprint

R=（Di×10-6）/（RfDi×76）

式中：RfDi为非致癌物摄入的参考剂量，mg/（kg·d），根据相关研究资料[4，8，12，13]，引用与评价有关的参考剂量值见表1。

1.3.3 模型参数计算

通过饮水途径摄入的日均剂量Di用下式计算：Di=2.2×Ci/76

式中：2.2为成人日均饮水量；Ci为饮用水中元素i的质量浓度，mg/L。

2 结果与分析

2.1 重金属浓度分布

通过对2014年集中式饮用水源地表水的重金属Cd、As、Hg和Pb监测分析结果进行统计，结果见表2，可知Cd、As、Hg的质量浓度均低于其相应检出限，全年均为未检出，表明水体中这3种重金属元素含量较低，水体未受污染；3个点位的Pb浓度有一定的变化，浓度范围由0.05 μg/L至0.8 μg/L，其中龙塘水厂Pb含量相对其他点位较高，可能与龙塘水厂上游的采沙船作业有关。由于龙塘水厂属于河流型地表水水源地，断面位于南渡江龙塘段，南渡江两岸有采沙船作业，可能有部分采沙船汽、柴油泄露污染水体，有研究表明劣质汽、柴油Pb含量较高[14]。

根据《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）的二级标准对3个主要水源地进行评价，表明Cd、As、Hg和Pb含量均优于地表水二级标准。而且各采样断面全年测定结果差异较小，水质稳定。同时，海口森林覆盖率达38.4%，雨水充沛，基本不受平水期、丰水期和枯水期的影响，四季水质变化不大。

2.2 健康风险评价

采用USEPA推荐的健康风险评价模型，对海口市集中式水源地重金属进行评价，结果见表3。对于致癌风险，USEPA推荐的可接受致癌风险指数是1×10-4，认为低于该推荐值是可接受的[11]。由表3可知，致癌物质中As的风险值为8.57×10-10a-1，大于Cd的风险值为2.86×10-10a-1，As的风险值是Cd的3倍；致癌总风险为11.43×10-10a-1，致癌风险指数均低于推荐值，同时也低于荷兰、英国和瑞典环保部门给定的推荐值（1×10-6）[15]。表明海口市集中式饮用水源地水中重金属致癌因子主要是As，但该因子含量微量通过日常饮用途径对人体产生致癌风险较小。该研究结论与湖南、上海、南宁等地水源水中的重金属健康风险评价一致[13，16-18]。

对于非致癌风险，当健康风险指数值超过1时，认为会危害身体健康。由表3可知，Hg的非致癌风险指数为1.14×10-10a-1，Pb的非致癌风险指数为2.86×10-10a-1-45.71×10-10a-1，且龙塘水厂Pb的非致癌风险指数较大，与含量呈正比。Hg和Pb元素的非致癌风险指数总值为4.00×10-10a-1-46.85×10-10a-1，远低于1，表明非致癌重金属引起的健康风险甚微，不会对人体健康构成严重危害。

3 结论

（1）对海口市集中式饮用水源地Cd、As、Hg和Pb的含量进行统计，元素Cd、As和Hg均低于检出限，Pb的质量浓度在0.05～0.8 μg/L，4种元素均优于地表水二级标准。

（2）采用USEPA推荐的健康风险评价方法，对海口市水源地中Cd、As、Hg和Pb进行评估，4种元素的风险值基本在10-10a-1，表明通过饮水途径产生的致癌风险指数和非致癌风险指数均低于推荐值。经饮水途径引起的健康风险从大到小依次为As>Cd>Pb>Hg，表明饮用水中重金属致癌因子主要是As，但该因子含量微量通过日常饮水途径对人体产生致癌风险甚微。

总体来看，海口市饮用水源地水体环境良好，建议合理规划水源保护区内的农业种（养）殖业，加强对可能产生重金属污染的企业及船只依法查处，降低水源地污染风险。

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