2009年度桂林市漓江段水质健康风险评价研究论文
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表4.1-1化学致癌物质饮水途径健康危害的风险(个人年风险)a-1
月份
R(As)
R(Cd)
R(Cr(6+))
合计R
2009.04
5.47E-05
1.21E-07
7.98E-05
1.35E-04
2009.05
4.87E-05
5.49E-09
6.51E-05
1.14E-04
2009.06
3.08E-05
2.3放射性物质所致健康危害的风险
放射性物质所致健康危害的风险可按下式计算：
(2-4)
(2-5)
式中 —核素i(共j种核素)通过食入途径对个人平均产生的健康危害的年风险，a-1；
Dig—核素i通过食入途径对个人产生的平均有效计量当量，Sv/a；
1.25×10-2—人群中辐射诱发的癌症死亡概率，Sv-1；
2009.05
1.14E-04
2.97E-09
1.14E-04
2009.06
8.94E-05
2.73E-09
8.94E-05
2009.07
1.15E-04
2.87E-09
1.15E-04
2009.08
1.54E-04
3.15E-09
1.54E-04
2009.09
1.07E-04
2.81E-09
1.07E-04
5.99E-12
1.20E-11
7.18E-12
5.99E-12
4.19E-11
Pb
2.44E-12
1.36E-11
1.49E-11
1.46E-11
3.49E-11
2.57E-12
2.80E-11
Zn
9.31E-11
2.87E-10
1.61E-10
2.08E-10
2.96E-10
2.63E-10
2.08E-10
1.2饮用水健康风险评价在水环境系统分析中的应用的必要性
虽然饮用水中污染物浓度可能会很低，但饮用水对每个人每天都是必需的。因此，即使污染物的浓度很低，但长期的低剂量暴露仍然会严重地危害人体的健康。我国现行环境保护法和环境影响评价法只对规划和建设项目开展环境影响评价作了规定，尚未涉及环境健康评价方面的内容。对于桂林市漓江流域来说，由于近年来城市化的速度加快，社会经济迅速发展和人口的增加以及桂林市旅游业的迅猛发展，漓江水体的污染负荷日益增大，水体污染也越来越突出。漓江作为桂林市主要的饮用水源区，居民的饮用水健康随漓江水质的恶化而受到影响，因而加强水环境健康风险评价方面的研究势在必行。
2.1 基因毒物质所致健康危害的风险
基因毒物质可分为放射性污染物和化学致癌物,一般来说，对于饮用水源地中的水体，放射性污染物的污染程度很轻，一般检测不出来，这里仅考虑化学致癌物。化学致癌物所致健康危害的风险可按下式计算[8-9]
Rc= = /(70a) (2-1)
式中 为基因毒物质i通过食入途径对平均个人致癌年风险,a-1；Di为基因毒物质i通过食入途径的单位体重日均暴露剂量，mg/(kg·d)；qi为基因毒物质通过食入途径致癌系数，mg(kg·d)；70a为人类平均寿命。
2009.10
1.29E-04
3.22E-09
1.29E-04
1．3 取样时间的确定和取样点的布设
根据漓江所处的地理位置、水体用途及污染源的分布特点，选取桂林市漓江的南州大桥下泗洲湾到象山公园段水域进行布点采样，共在此段布设取样点25个：1-5号点为从漓江风情园地段到虞山桥，6到10号为虞山桥到桂林味全食品有限公司地段，11-15号为王家碑到泗洲湾，16-20木龙塔到伏波山地段，20-25为解放桥到象山公园处地段。各地段取样点之间相距300-500m，用去离子水清洗后烘干的塑料瓶子作为取样容器，在取样后密封到实验室进行其他项目测定，每次取样距分析测定时间不超过一周。每个水样点每月取1～2次水样（月内取均值），取样期为2009.4～2009.10。
9.26E-12
7.57E-11
Cu
2.31E-09
2.64E-09
2.53E-09
2.56E-09
2.75E-09
2.52E-09
2.86E-09
Fe
4.96E-12
8.89E-12
1.02E-11
8.12E-12
1.15E-11
8.00E-12
1.05E-11
Hg
3.59E-11
1.20E-11
=(Di/DiRf) 10-6/(70a) (2-3)
式中： 为躯体毒物质i通过食入途径对平均个人产生的健康危害年风险，a-1；Di为躯体毒物质i通过食入途径的单位体重日均暴露剂量，mg/(kg·d)；DiRf为躯体毒物质i通过食入途径参考剂量，mg/(kg·d)；70 a为人类平均寿命。
式(2-1) (2-3)为水环境健康风险评价的基本模式。对于不同地区的不同对象，可以根据污染物浓度、成人每日饮用水量、人均体重以及人均寿命等因素变化来改进评价模型。
合计
2.50E-09
2.97E-09
2.73E-09
2.87E-09
3.15E-09
2.81E-09
3.22E-09
表4.1-3有毒污染物饮水途径健康危害的风险(个人年风险)a-1
月份
致癌物质(Rc)
非致癌物质(Rn)
R(R=Rc+Rn)
2009.04
1.35E-04
2.50E-09
1.35E-04
Di mg/(kg·d) 指饮水途径的单位体重日均暴露剂量，可按式(2-2)式计算：
Di=2.2L i/(70kg) (2-2)
式中：2.2 L为成人每日平均饮水量；Ci为基因毒质i的浓度，mg/L；70 kg为人均体重。
2.2 躯体毒物质所致健康危害的风险
躯体毒物质所致健康危害的风险可按下式计算[10-11]:
目前，以美国国家科学院(NAS)和美国环保署(EPA)的健康风险评价研究成果最为丰富。1983年NAS提出了健康风险评价的四步法[4]，即危害鉴定(hazard identification)、剂量反应评估( dose-response assessment)、暴露评估(exposure assessment)、风险表征(risk characterization)。EPA在1989年颁布的《优先资助场地健康评价手册》中也提出了类似的四个步骤，即数据收集和数据评估(data collection and data evaluation)、毒性评估(toxicity assessment)、暴露评估( exposure assessment )、风险表征( risk characterization)。这两种模式存在细微的差别，NAS模式的内容更为通用、适用于各种健康风险评价。而EPA模式较为具体，强调对污染场地各种参数的收集，其操作性更强。加拿大、澳大利亚、波兰等国家沿用
—a年龄组个人的水摄入量，L.a-1；
—a年龄组的食入途径计量转换因子，
—年均浓度增量，mg.L-1。
假设各有毒物质对人体健康危害的毒性作用呈相加关系，而不是协同或拮抗关系，则水环境总的健康危害的风险R总为：R总= Rc+Rn+Rr
3.
根据测定项目选取其中的NH3-N、As、Cd、Cr6+、Cu、Fe、Hg、Pb、Zn作为评价因子，由于漓江所处桂林市区域并无放射性污染源，因此在健康风险评价过程中，只对化学致癌物和非致癌有毒物质进行评价。本研究参考了一些机构所推荐的最大可接受风险水平及可忽略风险水平标准[12]（如下表3.1）。
2.
水环境健康风险评价主要是针对水环境中对人体有害的物质，这种物质一般可分为两类：基因毒物质和躯体毒物质，前者包括放射性污染物和化学致癌物；后者则指非致癌物。根据污染物对人体产生的危害效应，以及人类几十年来对有害物质(包括基因毒物质和躯体毒物质)的大量研究结果，可建立起不同类型污染物(饮用途径)对人体健康危害影响的风险评价模型。
2009年度桂林市漓江段水质健康风险评价研究
陈晓波1*刘德深1吴旺发1李晶1尹雅芳1
1.桂林理工大学 环境科学与工程学院 广西 桂林 541004
摘要：传统的水质化学监测等级评价体系能够客观反映水体的污染物水平,但无法直接反映水体污染物对人体健康的潜在危害。利用美国环境保护署(U.S.EPA)提出的水质健康风险评价模型,评价桂林市漓江段2009年4-10月的25个取样点所检测水体中所含污染物对人体健康潜在危害的时空差异和源特征。结果表明,桂林市漓江段水体中所含污染物对人体健康潜在危害较大,4-10月每个月的均值浓度对人体健康潜在危害超过了国际辐射委员会(ICRP)推荐的最大可接受限值5.0×10-5a-1;化学致癌物是该市水体中危害人体健康的主要风险来源,各污染物对人体健康危害的风险度排序为:R(Cr(6+))> R(As) >R(Cd），其中10月份R(Cr(6+))达到最大值8.44×10-5a-1；在躯体毒物质中健康风险危害最大的为Cu,其次为Zn。其危害按大小顺序排列为Cu>Zn>NH3-N >Hg >Pb>Fe。水环境健康风险评价模型较传统的水质等级评价体系能够更直观地表征水体中各污染物对人体健康的潜在危害,有利于明确水体污染物治理的优先顺序,为水环境管理提供科学依据。
躯体毒物质
DiRf/(mg·kg-1·d-1)
Zn
0.214
Fe
0.8
NH3-N
0.97
Cu
0.005
Hg
0.0003
Pb
0.014
4.
4.1 2009年4到10月份水质风险评价结果
由于本文采样时间研究时间段为2009年4-10月份，所以进行健康风险评价将按照月份为单位，将每月的风险进行均值处理后，按月均值作为评价所用的值，每个月所得不等风险值可以进行比较。桂林市漓江流域水质风险评价结果见下表（表4.1系列）：
表3.1常用推荐的最大可接受风险水平及可忽略风险水平标准
机构名称
最大可接受
风险水平/a-1
可忽略
风险水平/a-1
备注
瑞典环境保护局
1x10-6
—
化学污染物
荷兰建设环境部
1x10-6
1x10-8
化学污染物
英国皇家协会
1x10-6
1x10-7
—
美国环境保护署（USEPA）
1x10-4
—
辐射
国际辐射防护委员会（ICRP）
1x10-5
—
—
根据国际癌症研究机构(IARC)和世界卫生组织(WHO)编制的分类系统，基因毒物质致癌强度系数见表3.2
表3.2基因毒物质致癌强度系数
化学致癌物质
Di/(mg·kg-1·d-1)
Cd
6.11
As
15
Cr
41
对于非致癌物所致健康风险评价,参考剂量(饮水途径)参数见表3.3:
表3.3躯体毒物质参考剂量
基金项目:国家自然科学基金项目(40771198);
作者简介:陈晓波(1984-),男,硕士研究生,研究方向为水环境分析与评价。
*通讯作者E-mail:chenxiaoboyy@163.com
美国的风险评价方法[5]，同时构建了适合本国实际的健康风险评价体系。
完整的健康风险评价应包括对大气、土壤、水和食物链4种介质携带的污染物通过食入、吸入和皮肤接触3种途径进入人体对人体健康产生危害的评价[6]。水环境健康风险评价对象主要是针对水环境中对人体有害的物质，这种物质一般可分为基因毒物质和躯体毒物质两类。前者包括放射性污染物和化学致癌物，后者指非致癌物。根据国际癌症研究机构(IARC)和世界卫生组织(WHO)通过全面评价化学物质致癌性而编制的分类系统,对人体健康有危害作用的有毒物质主要是：基因毒物质(化学致癌物)砷、镉、铬，躯体毒物质(非致癌物)氨氮、铜、铁、锌、氟化物、铅、挥发酚等[7]。
1.10E-08
8.44E-05
1.29E-04
表4.1-2躯体毒物质饮水途径健康危害的风险(个人年风险)a-1
Ri
2009.04
2009.05
2009.06
2009.07
2009.08
2009.09
2009.10
NH3-N
4.78E-11
1.10E-11
9.26E-12
7.24E-11
5.06E-11
关键词：水污染；水质分析；健康风险评价；漓江；
1.引言
1．1国内外健康风险评价研究基本概况
健康风险评价[1](health risk assessment，HRA)兴起于20世纪80年代，以风险度作为评价指标，把环境污染与人体健康联系起来，定量描述污染对人体产生健康危害的风险。我国的健康风险评价工作始于20世纪90年代初，最初主要应用于核工业等领域[2]，目前还没有被列入常规环境评价中[3]。
2.19E-08
5.86E-05
8.94E-05
2009.07
4.27E-05
2.19E-08
7.19E-05
1百度文库15E-04
2009.08
6.94E-05
1.10E-08
8.46E-05
1.54E-04
2009.09
3.70E-05
1.10E-08
6.96E-05
1.07E-04
2009.10
4.47E-05
月份
R(As)
R(Cd)
R(Cr(6+))
合计R
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5.47E-05
1.21E-07
7.98E-05
1.35E-04
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1.14E-04
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3.08E-05
2.3放射性物质所致健康危害的风险
放射性物质所致健康危害的风险可按下式计算：
(2-4)
(2-5)
式中 —核素i(共j种核素)通过食入途径对个人平均产生的健康危害的年风险，a-1；
Dig—核素i通过食入途径对个人产生的平均有效计量当量，Sv/a；
1.25×10-2—人群中辐射诱发的癌症死亡概率，Sv-1；
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1.14E-04
2.97E-09
1.14E-04
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8.94E-05
2.73E-09
8.94E-05
2009.07
1.15E-04
2.87E-09
1.15E-04
2009.08
1.54E-04
3.15E-09
1.54E-04
2009.09
1.07E-04
2.81E-09
1.07E-04
5.99E-12
1.20E-11
7.18E-12
5.99E-12
4.19E-11
Pb
2.44E-12
1.36E-11
1.49E-11
1.46E-11
3.49E-11
2.57E-12
2.80E-11
Zn
9.31E-11
2.87E-10
1.61E-10
2.08E-10
2.96E-10
2.63E-10
2.08E-10
1.2饮用水健康风险评价在水环境系统分析中的应用的必要性
虽然饮用水中污染物浓度可能会很低，但饮用水对每个人每天都是必需的。因此，即使污染物的浓度很低，但长期的低剂量暴露仍然会严重地危害人体的健康。我国现行环境保护法和环境影响评价法只对规划和建设项目开展环境影响评价作了规定，尚未涉及环境健康评价方面的内容。对于桂林市漓江流域来说，由于近年来城市化的速度加快，社会经济迅速发展和人口的增加以及桂林市旅游业的迅猛发展，漓江水体的污染负荷日益增大，水体污染也越来越突出。漓江作为桂林市主要的饮用水源区，居民的饮用水健康随漓江水质的恶化而受到影响，因而加强水环境健康风险评价方面的研究势在必行。
2.1 基因毒物质所致健康危害的风险
基因毒物质可分为放射性污染物和化学致癌物,一般来说，对于饮用水源地中的水体，放射性污染物的污染程度很轻，一般检测不出来，这里仅考虑化学致癌物。化学致癌物所致健康危害的风险可按下式计算[8-9]
Rc= = /(70a) (2-1)
式中 为基因毒物质i通过食入途径对平均个人致癌年风险,a-1；Di为基因毒物质i通过食入途径的单位体重日均暴露剂量，mg/(kg·d)；qi为基因毒物质通过食入途径致癌系数，mg(kg·d)；70a为人类平均寿命。
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3.22E-09
1.29E-04
1．3 取样时间的确定和取样点的布设
根据漓江所处的地理位置、水体用途及污染源的分布特点，选取桂林市漓江的南州大桥下泗洲湾到象山公园段水域进行布点采样，共在此段布设取样点25个：1-5号点为从漓江风情园地段到虞山桥，6到10号为虞山桥到桂林味全食品有限公司地段，11-15号为王家碑到泗洲湾，16-20木龙塔到伏波山地段，20-25为解放桥到象山公园处地段。各地段取样点之间相距300-500m，用去离子水清洗后烘干的塑料瓶子作为取样容器，在取样后密封到实验室进行其他项目测定，每次取样距分析测定时间不超过一周。每个水样点每月取1～2次水样（月内取均值），取样期为2009.4～2009.10。
9.26E-12
7.57E-11
Cu
2.31E-09
2.64E-09
2.53E-09
2.56E-09
2.75E-09
2.52E-09
2.86E-09
Fe
4.96E-12
8.89E-12
1.02E-11
8.12E-12
1.15E-11
8.00E-12
1.05E-11
Hg
3.59E-11
1.20E-11
=(Di/DiRf) 10-6/(70a) (2-3)
式中： 为躯体毒物质i通过食入途径对平均个人产生的健康危害年风险，a-1；Di为躯体毒物质i通过食入途径的单位体重日均暴露剂量，mg/(kg·d)；DiRf为躯体毒物质i通过食入途径参考剂量，mg/(kg·d)；70 a为人类平均寿命。
式(2-1) (2-3)为水环境健康风险评价的基本模式。对于不同地区的不同对象，可以根据污染物浓度、成人每日饮用水量、人均体重以及人均寿命等因素变化来改进评价模型。
合计
2.50E-09
2.97E-09
2.73E-09
2.87E-09
3.15E-09
2.81E-09
3.22E-09
表4.1-3有毒污染物饮水途径健康危害的风险(个人年风险)a-1
月份
致癌物质(Rc)
非致癌物质(Rn)
R(R=Rc+Rn)
2009.04
1.35E-04
2.50E-09
1.35E-04
Di mg/(kg·d) 指饮水途径的单位体重日均暴露剂量，可按式(2-2)式计算：
Di=2.2L i/(70kg) (2-2)
式中：2.2 L为成人每日平均饮水量；Ci为基因毒质i的浓度，mg/L；70 kg为人均体重。
2.2 躯体毒物质所致健康危害的风险
躯体毒物质所致健康危害的风险可按下式计算[10-11]:
目前，以美国国家科学院(NAS)和美国环保署(EPA)的健康风险评价研究成果最为丰富。1983年NAS提出了健康风险评价的四步法[4]，即危害鉴定(hazard identification)、剂量反应评估( dose-response assessment)、暴露评估(exposure assessment)、风险表征(risk characterization)。EPA在1989年颁布的《优先资助场地健康评价手册》中也提出了类似的四个步骤，即数据收集和数据评估(data collection and data evaluation)、毒性评估(toxicity assessment)、暴露评估( exposure assessment )、风险表征( risk characterization)。这两种模式存在细微的差别，NAS模式的内容更为通用、适用于各种健康风险评价。而EPA模式较为具体，强调对污染场地各种参数的收集，其操作性更强。加拿大、澳大利亚、波兰等国家沿用
—a年龄组个人的水摄入量，L.a-1；
—a年龄组的食入途径计量转换因子，
—年均浓度增量，mg.L-1。
假设各有毒物质对人体健康危害的毒性作用呈相加关系，而不是协同或拮抗关系，则水环境总的健康危害的风险R总为：R总= Rc+Rn+Rr
3.
根据测定项目选取其中的NH3-N、As、Cd、Cr6+、Cu、Fe、Hg、Pb、Zn作为评价因子，由于漓江所处桂林市区域并无放射性污染源，因此在健康风险评价过程中，只对化学致癌物和非致癌有毒物质进行评价。本研究参考了一些机构所推荐的最大可接受风险水平及可忽略风险水平标准[12]（如下表3.1）。
2.
水环境健康风险评价主要是针对水环境中对人体有害的物质，这种物质一般可分为两类：基因毒物质和躯体毒物质，前者包括放射性污染物和化学致癌物；后者则指非致癌物。根据污染物对人体产生的危害效应，以及人类几十年来对有害物质(包括基因毒物质和躯体毒物质)的大量研究结果，可建立起不同类型污染物(饮用途径)对人体健康危害影响的风险评价模型。
2009年度桂林市漓江段水质健康风险评价研究
陈晓波1*刘德深1吴旺发1李晶1尹雅芳1
1.桂林理工大学 环境科学与工程学院 广西 桂林 541004
摘要：传统的水质化学监测等级评价体系能够客观反映水体的污染物水平,但无法直接反映水体污染物对人体健康的潜在危害。利用美国环境保护署(U.S.EPA)提出的水质健康风险评价模型,评价桂林市漓江段2009年4-10月的25个取样点所检测水体中所含污染物对人体健康潜在危害的时空差异和源特征。结果表明,桂林市漓江段水体中所含污染物对人体健康潜在危害较大,4-10月每个月的均值浓度对人体健康潜在危害超过了国际辐射委员会(ICRP)推荐的最大可接受限值5.0×10-5a-1;化学致癌物是该市水体中危害人体健康的主要风险来源,各污染物对人体健康危害的风险度排序为:R(Cr(6+))> R(As) >R(Cd），其中10月份R(Cr(6+))达到最大值8.44×10-5a-1；在躯体毒物质中健康风险危害最大的为Cu,其次为Zn。其危害按大小顺序排列为Cu>Zn>NH3-N >Hg >Pb>Fe。水环境健康风险评价模型较传统的水质等级评价体系能够更直观地表征水体中各污染物对人体健康的潜在危害,有利于明确水体污染物治理的优先顺序,为水环境管理提供科学依据。
躯体毒物质
DiRf/(mg·kg-1·d-1)
Zn
0.214
Fe
0.8
NH3-N
0.97
Cu
0.005
Hg
0.0003
Pb
0.014
4.
4.1 2009年4到10月份水质风险评价结果
由于本文采样时间研究时间段为2009年4-10月份，所以进行健康风险评价将按照月份为单位，将每月的风险进行均值处理后，按月均值作为评价所用的值，每个月所得不等风险值可以进行比较。桂林市漓江流域水质风险评价结果见下表（表4.1系列）：
表3.1常用推荐的最大可接受风险水平及可忽略风险水平标准
机构名称
最大可接受
风险水平/a-1
可忽略
风险水平/a-1
备注
瑞典环境保护局
1x10-6
—
化学污染物
荷兰建设环境部
1x10-6
1x10-8
化学污染物
英国皇家协会
1x10-6
1x10-7
—
美国环境保护署（USEPA）
1x10-4
—
辐射
国际辐射防护委员会（ICRP）
1x10-5
—
—
根据国际癌症研究机构(IARC)和世界卫生组织(WHO)编制的分类系统，基因毒物质致癌强度系数见表3.2
表3.2基因毒物质致癌强度系数
化学致癌物质
Di/(mg·kg-1·d-1)
Cd
6.11
As
15
Cr
41
对于非致癌物所致健康风险评价,参考剂量(饮水途径)参数见表3.3:
表3.3躯体毒物质参考剂量
基金项目:国家自然科学基金项目(40771198);
作者简介:陈晓波(1984-),男,硕士研究生,研究方向为水环境分析与评价。
*通讯作者E-mail:chenxiaoboyy@163.com
美国的风险评价方法[5]，同时构建了适合本国实际的健康风险评价体系。
完整的健康风险评价应包括对大气、土壤、水和食物链4种介质携带的污染物通过食入、吸入和皮肤接触3种途径进入人体对人体健康产生危害的评价[6]。水环境健康风险评价对象主要是针对水环境中对人体有害的物质，这种物质一般可分为基因毒物质和躯体毒物质两类。前者包括放射性污染物和化学致癌物，后者指非致癌物。根据国际癌症研究机构(IARC)和世界卫生组织(WHO)通过全面评价化学物质致癌性而编制的分类系统,对人体健康有危害作用的有毒物质主要是：基因毒物质(化学致癌物)砷、镉、铬，躯体毒物质(非致癌物)氨氮、铜、铁、锌、氟化物、铅、挥发酚等[7]。
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8.44E-05
1.29E-04
表4.1-2躯体毒物质饮水途径健康危害的风险(个人年风险)a-1
Ri
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NH3-N
4.78E-11
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7.24E-11
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关键词：水污染；水质分析；健康风险评价；漓江；
1.引言
1．1国内外健康风险评价研究基本概况
健康风险评价[1](health risk assessment，HRA)兴起于20世纪80年代，以风险度作为评价指标，把环境污染与人体健康联系起来，定量描述污染对人体产生健康危害的风险。我国的健康风险评价工作始于20世纪90年代初，最初主要应用于核工业等领域[2]，目前还没有被列入常规环境评价中[3]。
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