张家口市海洋水环境健康风险评价

张家口市海洋水环境健康风险评价

健康风险的评估在20世纪80年代后得到了发展。它的主要特点是风险度作为评价指标，将污染和人类健康结合起来，定量描述环境造成的人类健康损害，并估算有害因素对人类健康的影响概率。1983年美国国家科学院(NAS)编制了风险评价方法研究报告,将该方法作为政府部门决策的内容之一,确定评价分为危害鉴定、剂量反应评价、接触评价和风险特征4个步骤。目前,随着经济的发展,我国环境污染尤其是水污染现象日益突出,如果以受污染的水源作为饮用水源,居民的身体健康势必受到严重影响,因此,对于水环境污染造成人体健康危害的风险研究日益受到重视。在水环境健康风险评价领域,已有学者开展了相应的研究,对一些地区和河段水体中有毒有害物质与人群健康之间的关系进行了评价。而国内外曾发生的因水源污染引起的一些灾害性事故都说明了加强水环境健康风险评价的研究是非常必要的。张家口市的洋河、桑干河流域位于官厅水库的上游,近几年来随着环境管理和污染治理,该流域水质不断改善,为官厅水库作为饮用水备用水源提供了条件。本文利用健康风险评价模型,以流域上游10个监测断面2006年3～12月多次采样监测的平均值作为基础数据,对洋河、桑干河流域水环境进行健康风险评价,定量描述该流域水环境污染与人体健康的关系,从而为环境风险管理提供依据。1化学立溶剂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放射性污染物、化学致癌物和非致癌物。这些物质对人体健康产生危害主要有3种暴露途径:直接接触、摄入水体中的食物和饮用,其中饮用被认为是一个很重要的暴露途径,本文主要考虑通过饮用途径对人体所造成的健康危害影响,主要涉及化学致癌物和非致癌物对人体健康危害影响的风险评价模型。1.1家庭暴力的形成机制放射性物质对健康危害的风险模型:Rr=j∑i=1RrigRrig=1.25×10-2DigDig=ΔCi(x)uawgagRr=∑i=1jRrigRrig=1.25×10−2DigDig=ΔCi(x)uawgag式中,Rrigrig为核素i(共j种核素)通过食入途径对平均个人产生的致癌年风险(a-1);Rig为核素通过食入途径的单位体重日均暴露剂量[mg/(kg·d)];1.25×10-2为人群中辐射诱发的癌症死亡概率(S-1v−1v);uawaw为a年龄组个人的水摄入量(L/a);gag为a年龄组的食入途径剂量转换因子(Sv/BP);ΔCi(x)为年均浓度增量(mg/L)。对于放射性污染物在一般水体中尤其是作为水源地的水体其污染程度很轻,一般检测不出,因此,在本研究中不予考虑。1.2个人致病性风险化学致癌物对健康危害的风险模型:Rc=k∑i=1RcigRcig=[1-exp(-Digqig)]/70式中,Rcig为化学致癌物(共k种化学致癌物)经食入途径的平均个人致癌年风险(a-1);Rig为化学致癌物i经食入途径的单位体重日均暴露剂量[mg/(kg·d)];qig为化学致癌物经食入途径的致癌强度系数[mg/(kg·d)-1];70为人类平均寿命。饮水途径的单位体重日均暴露剂量Dig为:Dig=2.2Ci/70式中,2.2为成人平均每日饮水量(L);Ci为化学致癌物或躯体毒物质的浓度(mg/L);70kg为人均体重。1.3个人致病性风险lg非致癌物对健康危害的风险模型:Rn=k∑i=1RnigRnig=(Dig×10-6/RfDig)/70式中,Rnig为非致癌物经食入途径的平均个人致癌年风险(a-1),RfDig为非致癌物经食入途径的参考剂量[mg/(kg·d)]。假设各有毒有害物质对人体健康的毒性作用呈相加关系,而不是协同或者颉颃关系,则水环境总的健康风险危害为:Rs=Rr+Rc+Rn2区域总结及健康风险评估参数的选择2.1环境环境监测工作张家口市地处蒙古高原与华北平原之间;境内有洋河、桑干河两大干流,流域总面积1164万平方公里。洋河、桑干河流域地区包括了张家口市主要的工矿企业和城镇,沿途河道接纳了工业废水和生活污水,由于工业的发展、城镇人口的增长以及生活水平的提高,污水排放量逐年增加,永定河水系水质受到影响,1997年官厅水库被迫退出北京饮用水系统。近几年来,张家口市加大对上游洋河、桑干河流域的治理,随着上游各区县污水处理厂的相继建成及对各污染企业的治理,该流域水质正在逐步得到改善,为官厅水库成为饮用水备用水源提供了条件。张家口市环境监测站对官厅水库上游地区洋河、桑干河流域水质进行了监测,监测项目主要包括pH值、DO、氨氮、COD,BOD、As、Cr(VI)、Pb、Hg、氰化物、挥发酚和石油类。其中通过饮水途径会对人体健康产生危害作用的物质主要包括:化学致癌物As和Cr(VI),非致癌物Pb、Hg、氰化物和挥发酚。含有这些有毒有害物质的水体被人类饮用后,会产生不同的危害。因此,对含有这些有毒有害物质的水体进行健康风险评价,对保证人群健康具有重大的意义。2.2生组织因子曲线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可靠程度而编制的分类系统,化学致癌物强度系数和非致癌物质参考剂量见表1和表2。3各监测断面污染物对人体健康危害的年风险根据健康风险评价模型、评价参数和2006年洋河、桑干河流域水质监测数据,计算出饮水途径有毒有害物质对人体造成健康危害的风险值,结果见表3和表4。国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的有毒有害物质个人年风险最大可接受水平是5.0×10-5。从表3可以看出:(1)As的个人年风险在2006年监测断面中均未超标。(2)Cr(VI)的个人年风险虽然在各个监测断面中均未超过ICRP推荐的标准,但不同的断面风险程度不同,其中,以小渡口和响水铺断面的年风险最大,均为9.172×10-6。(3)Hg、Pb、挥发酚和氰化物在各个断面均未超标。从表4可以看出,(1)化学致癌物的个人年风险在2006年所有的监测断面中均未超过ICRP推荐标准,但其中个人年风险较大的断面仍旧是小渡口和响水铺监测断面,这主要是由于该断面水体监测到的Cr(VI)的浓度相对较高所致。(2)非致癌物的个人年风险在2006年的各个监测断面中远远低于ICRP推荐的标准,以2006年为例,化学致癌物(砷和六价铬)对人体健康危害的年风险平均为8.97×10-6,而非致癌物(包括四种污染物汞、铅、氰化物、酚)对人体健康的年风险仅为9.88×10-10。由此可以看出,化学致癌物对人体健康危害的总风险超过非致癌物的个人年风险的总风险。为了更直观地表现出2006年各监测断面各种污染物对人体健康危害的个人年风险,将表3绘成直方图,见图1、图2。从表3及图1可以看出,化学致癌物由饮水途径所致健康危害的个人年风险以六价铬为大,砷次之,2006年它们各占该类年风险的61.5%和38.5%。从图2可以看出,非致癌物质由饮水途径所致健康危害的个人年风险按大小顺序排列为Pb>Hg>CN>酚。铅是主要的污染物,其次是汞,但是它们对人体健康危害的个人年风险均小于10-9a-1,也即每年每千万人口中因饮用水中非致癌物质而受到健康危害(或死亡)的人数不到1人。4健康风险评估(1)洋河、桑干河流域水体对人体健康危害最大的是化学致癌物Cr(VI),其个人年风险大于其它有毒有害物质,但未超过ICRP推荐的标准。(2)虽然化学致癌物和非致癌物的个人年风险在2006年的各个监测断面中均未超标,但化学致癌物对人体健康危害的总风险远远超过非致癌物的个人年风险的总风险,并且化学致癌物由饮水途径所致健康危害的个人年风险以六价铬为大。因此在污染控制过