饮用水中三卤甲烷多途径暴露的健康风险评价
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人们对水介质的暴露主要是经口摄人、皮肤吸
收和蒸汽吸入【91。本文全面考察了3种暴露途径下 饮用水中的THMs对人体健康潜在的风险性。
1理论及方法
健康风险评价是描述人群暴露于环境危害因素 下,出现不良健康效应的特征。目前国际上普遍采用 的风险评价模式为美国国家研究委员会(NRC)仓fJ立 的四段法。其基本程序为风险识别、暴露评价、剂 量一效应评价和风险表征。
卤甲烷(THMs)而产生的健康风险。通过对经口摄入、皮肤接触和蒸汽吸入3个途径下THMs暴露的终生
致癌风险和危险指数进行计算。结果表明。经口摄入是引起致癌风险和非致癌风险的最主要途径。但是其
他两种途径的风险也是不可忽视的。
关键词:三卤甲烷;多途径;摄入;皮肤吸收;蒸汽吸入;健康风险评价
中图分类号:TU991.25
裹4 THMs舅性表皮吸收途径危险指数
THMs男性表皮吸收途径危险指数
CHCl3
CHCl2Br
CHCIBr2
CHBr3
总值
Zl 3.89x104 5.03x10-9 8.53x10-”
一4.48x104
7_2 5.48x104 6.58xl旷1.15xl旷2.17xlO-m 6.27xl矿
Z3 5.56x104 7.22xl旷1.34×1旷
鉴于THMs 4种化学物质的毒理学性质为可能 人类致癌物及可疑人类致癌物,因此对饮用水中 THMs的风险评价还应包括不同暴露途径下危险指 数的计算。表3至表5为经口摄人和皮肤吸收两种 途径THMs的危险指数。
表3显示口头摄取途径中CHCl3的危险指数最 低为z6区的1.03x10-7。最高为Z3区的1.67xl旷。对 于CHCl2Br,危险指数范围是1.5l×1旷至2.17×10{。 CHCIBr2危险指数最高为Z6区的4.77x104,最低为 Z1区的2.55 x10-9。Z3区的总危险指数最高,为 1.93x10-7.这可能与源水流经途中周边工厂与耕地 较多.造成源水中有机质含量较多,使得处理后饮用 水中THMs浓度较高。而Z6的源水流经途中环境较 好.因此产生的THMs浓度较低。
从表1中可知,该地区自来水中总THMs浓度范
围为46.64-66.91斗以,远低于WHO L11 3的限值浓 p虮 度,也低于我国新标准THMs最高浓度为100
的标准。 2.1 THMs多途径终生致癌风险评价
一28—
万方数据
区域 图2 男性表皮吸收途径THMs的致癌风险
第7期
杨健康等:饮用水中三卤甲烷多途径暴露的健康风险评价
在致癌风险评价模型中.呼吸量、饮水率、平均 体重、皮肤表面积和期望寿命等参数综合参考了 USEPA的推荐值和我国及该地区的统计值。本研究 只考虑全体居民的日常暴露。 1.2化学物质非致癌风险
化学污染物对人体的非致癌慢性毒害一般以参 考剂量RTO为衡量标准,暴露水平高于参考剂量者 为可能有危险,暴露水平等于或低于参考剂量者为 不大可能有危险。对于不同途径中非致癌风险评价 的THMs危险指数。可以采用以下公式计算:
在针对饮用水水质进行的健康风险评价时,首 先应确定污染物种类和浓度,分析暴露途径,计算暴 露剂量。结合污染物毒理学危害进行“剂量一效应” 评价。综合分析判断饮用水中有害物质导致暴露人 群发生有害效应的可能性。 1.1化学物质致癌风险
一般认为。水中致癌化合物在浓度较低时,所产 生的致癌风险与其浓度之间存在线性关系。对于经
女性与男性皮肤吸收所引起的致癌风险差异, 主要是由两者皮肤接触面积不同而造成的.其结果 的总体趋势基本一致.因此对女性皮肤吸收的致癌 风险不再详细分析。 2.1.3蒸汽吸入
吸入暴露发生在呼吸时空气中含有挥发的有害 物质,如游泳,淋浴,洗衣服和做饭等过程。目前研究 显示淋浴过程的吸入暴露是导致人体致癌风险较高 的最重要因素[12】。由于CHCl,的沸点较低,因此通常 认为CHCl,是淋浴和游泳过程中吸人暴露的主要物 质。本研究针对THMs中CHCl3的吸入暴露计算了 其致癌风险,结果如图4所示。
常采用经的口评价摄公入式:为【R0lon】d:=帆×巩d
皮肤吸收:R山。钿;4 DxPR岫豳。 蒸汽吸入:R“_幽=CD,j枷如×肼‰-;啦I 其中,纠。为某一特定致癌物质的潜在致癌因 子.其值可在USEPA的综合风险信息系统(IRIS)中 查到。
CDk为单位体重13常摄人量,
ACDD为I蛐单为位单面位积体表重皮日吸常收量 吸。 入量。
裹1 某市夏季饮用水中THMs浓度 ug/L
2.1.1经口摄入 表2为USEPA给出的4种THMs的效力因子
(PF)和参考剂量(RfD)值。计算经口摄人途径群体 的健康风险。结果如图1所示。图中6个供水区域的 CHCI,。CHCl2Br和CHCIBr2的终生致癌风险值均高 于USEPA的可接受风险水平(1.0x10西)。其中Z3区 CHCl2Br的致癌风险最高。为2.68x10。5。
收稿日期:2009舴18
基金项目:“863”国家高技术研究发展计划项目——北方饮用水安全保障技术,项目编号:2002AA601140。
作者简介:杨健康(1981一),男,江苏连云港人,硕士在读,研究方向:城市公共安全。
万方数据
一27—
。工作研究
中国资源综合利用01.27。No.7 2009年7月
中国资源综合利用
China Resources Comprehensive Utilization
o工作研究
饮用水中三卤甲烷多途径暴露的健康风险评价
杨健康,王启山,鲁金凤,王丽坤,贝新宇,朱文姝
(南开大学环境科学与工程学院,天津300071)
摘要:采用美国环保暑(USEPA)推荐的健康风险评价模型。评估了我国莱市居民因饮用水消毒副产物三
。工作研究
区域 图3女性表皮吸收途径THMs的致癌风险
对比不同地区的致癌风险,对于CHCl,,Z3区 的风险值最高,为3.18x10巧,Z6区的值最低,为 1.97x10-6。对于CHCl2Br,最高和最低值分别为Z3区 和Zl区。而CHClBr2,最高风险则出现在Z6区。最 低为Z1区。
6个区域的这4类物质男性皮肤吸收的终生致 癌风险总值介于9.40xl酽至1.37×1旷之间。风险最 高和最低地区分别为Z3区和Z1区。从表皮吸收角 度分析4种THM物质对平均总致癌风险的贡献率。 CHCI:Br的终生致癌风险所占比例最高,占总风险的 60.52%,其余依次是CHCl3,占21.93%,CHCIBr2占 17.04%。CHBr3占0.51%。
裹3 THMs经口摄入途径危险指数
区域
望竺!丝里堡仝笙堡壁堕塑鍪 一 总值
区蚓E—表4及表5中男性和女性表皮吸收途径中
THMs危险指数整体低于口头摄取途径。由于皮肤 表面积的差异,男性表皮吸收危险指数要高于女性。 同样.总危险指数最高和最低分别为Z3区和z6 区。从均值上看,表皮吸收途径的危险指数约占总危 险指数的26.66%。因此在对饮用水非致癌危险的评 估中,皮肤吸收途径也是不可忽略的。
oral ingestion,dermal absorption and inhalation exposure)from tap water in six districts of this city were calculated.The results showed that oral ingestion Was the major exposure pathway of THMs and brought on the highest risk of cancer for inhabitant.However.dermal absorption and inhalation were also not ignored. Keywords:trihalomethanes;multiple pathways;oral ingestion;dermal absorption;inhalation;risk assessment
文献标识码:A
文章编号:1008—9500(2009)07-0027—04
Human Health Risk Assessment on Trihalomethanes with Multiple Exposure Pathways in Drinking Water
Yang Jiankang,Wang Qishan,Lu Jinfeng,Wang Likun,Bei Xinyu,Zhu Wenshu
区域
图4蒸汽吸入途径CHCl3的致癌风险 6个区域的自来水中CHCI,吸人暴露的致癌风 险值介于6.97x10。6至1.13x10弓之间,均高于可接
受风险1.0xlcr6.吸入暴露平均致癌风险为923x10气其 中。Z3区的CHCl,吸入暴露风险最高,Z6区的最低。 2.2 THMs多途径非致癌风险评价
为了保证饮用水的微生物安全性,饮用水必须 进行消毒。目前。氯消毒仍然是国内外最常用的消毒 技术。但氯消毒过程中产生的消毒副产物的“三致” 风险性,也越来越引起了人们对饮用水的安全性的 担忧。目前,已确定的主要的氯化消毒副产物有三卤 甲烷(THMs)、卤乙酸(HAAs)、卤代氰(Cysnogen handes)、卤代酮(Haloketones)、卤代醛(Haloadehydes)、 卤代酚(halophenols)及强致突变物3一氯_4(二氯甲 基)一5一羟基一2(5H)一呋喃酮(MX)等iv-4]。三卤甲烷 (THMs)主要包括三氯甲烷、一溴二氯甲烷、二溴一 氯甲烷、三溴甲烷4种。是主要的氯化消毒副产物, 也被公认为是对人体健康有潜在致癌危险的主要氯 化消毒副产物∞】。为了进一步明确国内某地区的饮 用水经氯消毒后的致癌风险性[8],采用美国环保署 (USEPA)推荐的健康风险评价模型。针对饮用水中 THMs多途径暴露对人体健康的风险进行了研究。
裹2 THMs的效力因子和参考剂量值 mg/(kg·dayl
区域 图1 经口摄入途径THMs的致癌风险 对比分析各区域经口摄入途径THMs总终生致 癌风险,Z3区的风险水平最高,为4.37x10’5。Z1区 的最低,为3.01x10-5。 2.1.2皮肤吸收 人们在使用自来水时。水中有害物质会通过皮 肤接触而被吸收进入人体内。这里主要讨论的是淋 浴和游泳过程中THMs暴露的致癌风险。图2和图 3分别为表皮吸收途径下男性和女性THMs暴露的 致癌风险。 图2表明。该市6个区域内男性因接触自来水 中CHCl3,CHCl2Br和CHClBr2而导致的终生致癌风 险均高于1.Oxl0。
(The College of Environmental Science and Engineering,Nankai University,Tianjin 300071,China)
Abstract:This work assessed the human health risk from trihalomethanes(THMs)in drinking water of a certain city in China,using the risk assessment models developed by the United States Environmental Protection Agency(USEPA).The lifetime cancer risk and risk index of THMs through three exposure pathways(i.e.
经口摄入途径THMs的危险指数=(CD,。艘—%∞×l舻,
皮肤吸收途径THMs的危险指数=(AD/RfD岫)x10"6,
2案例分析
以我国某市饮用水中THMs检测数据为例,运 用上述评价模型对其进行健康风险评价。在该市内 6个区的水厂采集水样,采用原国家环保总局《水和 废水监测分析方法》中的顶空迸样气相色谱法对水 样进行分析处理,每组水样做5次平行实验,THMs 浓度取平均值。表l为结果数据。
一
6.42x104
z4 4.28x10-8 5.81x10‘9 1.49x10-9 2.93x10-”5.04×l矿
收和蒸汽吸入【91。本文全面考察了3种暴露途径下 饮用水中的THMs对人体健康潜在的风险性。
1理论及方法
健康风险评价是描述人群暴露于环境危害因素 下,出现不良健康效应的特征。目前国际上普遍采用 的风险评价模式为美国国家研究委员会(NRC)仓fJ立 的四段法。其基本程序为风险识别、暴露评价、剂 量一效应评价和风险表征。
卤甲烷(THMs)而产生的健康风险。通过对经口摄入、皮肤接触和蒸汽吸入3个途径下THMs暴露的终生
致癌风险和危险指数进行计算。结果表明。经口摄入是引起致癌风险和非致癌风险的最主要途径。但是其
他两种途径的风险也是不可忽视的。
关键词:三卤甲烷;多途径;摄入;皮肤吸收;蒸汽吸入;健康风险评价
中图分类号:TU991.25
裹4 THMs舅性表皮吸收途径危险指数
THMs男性表皮吸收途径危险指数
CHCl3
CHCl2Br
CHCIBr2
CHBr3
总值
Zl 3.89x104 5.03x10-9 8.53x10-”
一4.48x104
7_2 5.48x104 6.58xl旷1.15xl旷2.17xlO-m 6.27xl矿
Z3 5.56x104 7.22xl旷1.34×1旷
鉴于THMs 4种化学物质的毒理学性质为可能 人类致癌物及可疑人类致癌物,因此对饮用水中 THMs的风险评价还应包括不同暴露途径下危险指 数的计算。表3至表5为经口摄人和皮肤吸收两种 途径THMs的危险指数。
表3显示口头摄取途径中CHCl3的危险指数最 低为z6区的1.03x10-7。最高为Z3区的1.67xl旷。对 于CHCl2Br,危险指数范围是1.5l×1旷至2.17×10{。 CHCIBr2危险指数最高为Z6区的4.77x104,最低为 Z1区的2.55 x10-9。Z3区的总危险指数最高,为 1.93x10-7.这可能与源水流经途中周边工厂与耕地 较多.造成源水中有机质含量较多,使得处理后饮用 水中THMs浓度较高。而Z6的源水流经途中环境较 好.因此产生的THMs浓度较低。
从表1中可知,该地区自来水中总THMs浓度范
围为46.64-66.91斗以,远低于WHO L11 3的限值浓 p虮 度,也低于我国新标准THMs最高浓度为100
的标准。 2.1 THMs多途径终生致癌风险评价
一28—
万方数据
区域 图2 男性表皮吸收途径THMs的致癌风险
第7期
杨健康等:饮用水中三卤甲烷多途径暴露的健康风险评价
在致癌风险评价模型中.呼吸量、饮水率、平均 体重、皮肤表面积和期望寿命等参数综合参考了 USEPA的推荐值和我国及该地区的统计值。本研究 只考虑全体居民的日常暴露。 1.2化学物质非致癌风险
化学污染物对人体的非致癌慢性毒害一般以参 考剂量RTO为衡量标准,暴露水平高于参考剂量者 为可能有危险,暴露水平等于或低于参考剂量者为 不大可能有危险。对于不同途径中非致癌风险评价 的THMs危险指数。可以采用以下公式计算:
在针对饮用水水质进行的健康风险评价时,首 先应确定污染物种类和浓度,分析暴露途径,计算暴 露剂量。结合污染物毒理学危害进行“剂量一效应” 评价。综合分析判断饮用水中有害物质导致暴露人 群发生有害效应的可能性。 1.1化学物质致癌风险
一般认为。水中致癌化合物在浓度较低时,所产 生的致癌风险与其浓度之间存在线性关系。对于经
女性与男性皮肤吸收所引起的致癌风险差异, 主要是由两者皮肤接触面积不同而造成的.其结果 的总体趋势基本一致.因此对女性皮肤吸收的致癌 风险不再详细分析。 2.1.3蒸汽吸入
吸入暴露发生在呼吸时空气中含有挥发的有害 物质,如游泳,淋浴,洗衣服和做饭等过程。目前研究 显示淋浴过程的吸入暴露是导致人体致癌风险较高 的最重要因素[12】。由于CHCl,的沸点较低,因此通常 认为CHCl,是淋浴和游泳过程中吸人暴露的主要物 质。本研究针对THMs中CHCl3的吸入暴露计算了 其致癌风险,结果如图4所示。
常采用经的口评价摄公入式:为【R0lon】d:=帆×巩d
皮肤吸收:R山。钿;4 DxPR岫豳。 蒸汽吸入:R“_幽=CD,j枷如×肼‰-;啦I 其中,纠。为某一特定致癌物质的潜在致癌因 子.其值可在USEPA的综合风险信息系统(IRIS)中 查到。
CDk为单位体重13常摄人量,
ACDD为I蛐单为位单面位积体表重皮日吸常收量 吸。 入量。
裹1 某市夏季饮用水中THMs浓度 ug/L
2.1.1经口摄入 表2为USEPA给出的4种THMs的效力因子
(PF)和参考剂量(RfD)值。计算经口摄人途径群体 的健康风险。结果如图1所示。图中6个供水区域的 CHCI,。CHCl2Br和CHCIBr2的终生致癌风险值均高 于USEPA的可接受风险水平(1.0x10西)。其中Z3区 CHCl2Br的致癌风险最高。为2.68x10。5。
收稿日期:2009舴18
基金项目:“863”国家高技术研究发展计划项目——北方饮用水安全保障技术,项目编号:2002AA601140。
作者简介:杨健康(1981一),男,江苏连云港人,硕士在读,研究方向:城市公共安全。
万方数据
一27—
。工作研究
中国资源综合利用01.27。No.7 2009年7月
中国资源综合利用
China Resources Comprehensive Utilization
o工作研究
饮用水中三卤甲烷多途径暴露的健康风险评价
杨健康,王启山,鲁金凤,王丽坤,贝新宇,朱文姝
(南开大学环境科学与工程学院,天津300071)
摘要:采用美国环保暑(USEPA)推荐的健康风险评价模型。评估了我国莱市居民因饮用水消毒副产物三
。工作研究
区域 图3女性表皮吸收途径THMs的致癌风险
对比不同地区的致癌风险,对于CHCl,,Z3区 的风险值最高,为3.18x10巧,Z6区的值最低,为 1.97x10-6。对于CHCl2Br,最高和最低值分别为Z3区 和Zl区。而CHClBr2,最高风险则出现在Z6区。最 低为Z1区。
6个区域的这4类物质男性皮肤吸收的终生致 癌风险总值介于9.40xl酽至1.37×1旷之间。风险最 高和最低地区分别为Z3区和Z1区。从表皮吸收角 度分析4种THM物质对平均总致癌风险的贡献率。 CHCI:Br的终生致癌风险所占比例最高,占总风险的 60.52%,其余依次是CHCl3,占21.93%,CHCIBr2占 17.04%。CHBr3占0.51%。
裹3 THMs经口摄入途径危险指数
区域
望竺!丝里堡仝笙堡壁堕塑鍪 一 总值
区蚓E—表4及表5中男性和女性表皮吸收途径中
THMs危险指数整体低于口头摄取途径。由于皮肤 表面积的差异,男性表皮吸收危险指数要高于女性。 同样.总危险指数最高和最低分别为Z3区和z6 区。从均值上看,表皮吸收途径的危险指数约占总危 险指数的26.66%。因此在对饮用水非致癌危险的评 估中,皮肤吸收途径也是不可忽略的。
oral ingestion,dermal absorption and inhalation exposure)from tap water in six districts of this city were calculated.The results showed that oral ingestion Was the major exposure pathway of THMs and brought on the highest risk of cancer for inhabitant.However.dermal absorption and inhalation were also not ignored. Keywords:trihalomethanes;multiple pathways;oral ingestion;dermal absorption;inhalation;risk assessment
文献标识码:A
文章编号:1008—9500(2009)07-0027—04
Human Health Risk Assessment on Trihalomethanes with Multiple Exposure Pathways in Drinking Water
Yang Jiankang,Wang Qishan,Lu Jinfeng,Wang Likun,Bei Xinyu,Zhu Wenshu
区域
图4蒸汽吸入途径CHCl3的致癌风险 6个区域的自来水中CHCI,吸人暴露的致癌风 险值介于6.97x10。6至1.13x10弓之间,均高于可接
受风险1.0xlcr6.吸入暴露平均致癌风险为923x10气其 中。Z3区的CHCl,吸入暴露风险最高,Z6区的最低。 2.2 THMs多途径非致癌风险评价
为了保证饮用水的微生物安全性,饮用水必须 进行消毒。目前。氯消毒仍然是国内外最常用的消毒 技术。但氯消毒过程中产生的消毒副产物的“三致” 风险性,也越来越引起了人们对饮用水的安全性的 担忧。目前,已确定的主要的氯化消毒副产物有三卤 甲烷(THMs)、卤乙酸(HAAs)、卤代氰(Cysnogen handes)、卤代酮(Haloketones)、卤代醛(Haloadehydes)、 卤代酚(halophenols)及强致突变物3一氯_4(二氯甲 基)一5一羟基一2(5H)一呋喃酮(MX)等iv-4]。三卤甲烷 (THMs)主要包括三氯甲烷、一溴二氯甲烷、二溴一 氯甲烷、三溴甲烷4种。是主要的氯化消毒副产物, 也被公认为是对人体健康有潜在致癌危险的主要氯 化消毒副产物∞】。为了进一步明确国内某地区的饮 用水经氯消毒后的致癌风险性[8],采用美国环保署 (USEPA)推荐的健康风险评价模型。针对饮用水中 THMs多途径暴露对人体健康的风险进行了研究。
裹2 THMs的效力因子和参考剂量值 mg/(kg·dayl
区域 图1 经口摄入途径THMs的致癌风险 对比分析各区域经口摄入途径THMs总终生致 癌风险,Z3区的风险水平最高,为4.37x10’5。Z1区 的最低,为3.01x10-5。 2.1.2皮肤吸收 人们在使用自来水时。水中有害物质会通过皮 肤接触而被吸收进入人体内。这里主要讨论的是淋 浴和游泳过程中THMs暴露的致癌风险。图2和图 3分别为表皮吸收途径下男性和女性THMs暴露的 致癌风险。 图2表明。该市6个区域内男性因接触自来水 中CHCl3,CHCl2Br和CHClBr2而导致的终生致癌风 险均高于1.Oxl0。
(The College of Environmental Science and Engineering,Nankai University,Tianjin 300071,China)
Abstract:This work assessed the human health risk from trihalomethanes(THMs)in drinking water of a certain city in China,using the risk assessment models developed by the United States Environmental Protection Agency(USEPA).The lifetime cancer risk and risk index of THMs through three exposure pathways(i.e.
经口摄入途径THMs的危险指数=(CD,。艘—%∞×l舻,
皮肤吸收途径THMs的危险指数=(AD/RfD岫)x10"6,
2案例分析
以我国某市饮用水中THMs检测数据为例,运 用上述评价模型对其进行健康风险评价。在该市内 6个区的水厂采集水样,采用原国家环保总局《水和 废水监测分析方法》中的顶空迸样气相色谱法对水 样进行分析处理,每组水样做5次平行实验,THMs 浓度取平均值。表l为结果数据。
一
6.42x104
z4 4.28x10-8 5.81x10‘9 1.49x10-9 2.93x10-”5.04×l矿