2022年镇江市四个水源地饮用水重金属健康风险评价.pdf

第3 6 卷第5期2023年10 月2022年镇江市四个水源地饮用水重金属健康风险评价污染防治技术POLLUTION CONTROL TECHNOLOGYVol.36,No.5Oct:,2023张雷，杨宇炳，李明俊，刘建（江苏省苏力环境科技有限责任公司运行维护事业部，江苏南京2 10 0 19）摘要：以镇江市4个主要水源地：征润州、江心洲、二墩港、北山水库为研究对象，整理分析2 0 2 2 年8 项总金属数据，分析其变异系数和健康风险评价。结果显示：所有项目均未超出地表水环境质量标准（GB3838一2 0 0 2）中类水标准。征润州各项重金属指数变异系数均较低，水质较为稳定。江心洲铜变异系数较高。二墩港铜、锌变异系数较高。北山水库各项重金属指标均高，水质不稳定，在空间分布上不均匀，有存在外源污染的可能。健康风险评价显示，镇江市4个水源地总体致癌风险评价从高到低依次为：二墩港 江心洲 征润州 北山水库，但点位差值较小，致癌风险大致相同。致癌指标通过饮水摄人途径引起的人均年致癌健康风险评价从高到低依次为，六价铬 砷 镉。重点关注六价铬和砷。镇江市4个水源地总体非致癌风险评价从高到低依次为：北山水库 江心洲 征润州 二墩港。重点关注北山水库点位。关键词：饮用水变异系数健康风险评价QINQin中图分类号：X824Study onhealth risk assessment of heavy metals in drinking waterfrom four water sources in Zhenjiang in 2022(Jiangsu Suli Enwironmental Technology Co.,Operation and Maintenance Diwision,Nanjin Jiangsu 210019)Abstract:Taking four main water sources in Zhenjiang City:Zhengrunzhou,Jiangxin Island,Erdungang and BeishanReservoir as research objects,8 total metal data in 2022 were sorted out and analyzed,and their coefficient of variation and healthrisk assessment were analyzed.The results show that all projects have not exceeded the Class IIl water standard in the“SurfaceWater Environmental Quality Standard(GB 38382002).The coefficient of variation of various heavy metal indices inZhengrunzhou is relatively low,and the water quality is relatively stable.The coefficient of variation of copper in Jiangxin Island ishigh.The coefficient of variation of copper and zinc in Erdun Port is relatively high.The heavy metal indicators of Beishan Reservoirare high,the water quality is unstable,and the spatial distribution is uneven,with the possibility of external pollution.According tothe health risk assessment,the overall carcinogenic risk assessment of the four water sources in Zhenjiang City from high to low is:ErdungangJiangxin IslandZhengrunzhouBeishan Reservoir,but the difference between the points is small,and the carcinogenicrisk is roughly the same.The annual per capita carcinogenic health risk assessment caused by drinking water intake is in the order ofHexavalent chromiumarseniccadmium from high to low.Focus on Hexavalent chromium and arsenic.The overall non carcinogenicrisk assessment of the four water sources in Zhenjiang City from high to low is:Beishan ReservoirJiangxin IslandZhengrunzhouErdun Port.Focus on the location of Beishan Reservoir.Key words:Drinking water,coefficient of variation,Health Risk Assessment随着人类对资源环境的开发利用，越来越多的重金属通过人类工业、农业、生活等途径进人水、气、土壤中，导致重金属在其中逐渐富集。重金属的危害非常之大，人体摄重金属后，会引起人体的中毒反应，严重危害人体健康2 。例如镉会造成肝肾损害、肺气肿、气管炎、内分泌失调等,40年代日本出现的“痛痛病”就是由于居民区上游的锌铅矿石区排放高浓度的含镉废水导致其在大米文献标识码：A中富集而被人体摄人后引起的病症。又例如2 0 世纪的水保病就是因为汞污染所引起的。因此,对饮用水进行重金属的污染状况分析、健康风险评价，既关乎到饮用水安全，又为环境风险管理提供科学收稿日期：2 0 2 3.8.2 4作者简介：姓名张雷，性别男，198 6 年7 月，籍贯山东省菏泽市单县，民族汉，中级工程师，学士学位，主要从事地表水水质自动站的运维、质控和水质监测研究ZhangLei1，YangYubing1，Li Mingjun1，LiuJian1 22依据，对人类健康具有重要意义。征润州水源地、江心洲水源地、二墩港水源地、北山水库水源地是镇江的4个主要水源地，前三者为河流型水源地，从长江集水，北山水库为湖库型水源地。全年水厂制水量分别为1590 0 万吨、9400万吨、40 8 0 万吨、3 2 59万吨，饮用水的健康安全问题关乎到人民的生命安全，可谓重中之重。本文针对镇江市4个饮用水源地，利用环境健康风险评价模型3 、针对不同年龄段群体（成人与儿童)对饮用水源地潜在的致癌和非致癌健康风险进行评价，评价指标为重金属8 项：锰、铜、锌、砷、镉、六价铬、汞、铅。水源地基本信息见表1。表1水源地基本信息水源地序号水源地流域类型1征润州长江流域河流型119.394 7 32.226 62江心洲长江流域河流型119.617 0 32.198 23二墩港长江流域河流型119.856 7 32.263 04北山水库太湖流域湖库型119.181 6 32.078 01样品采集与分析1.1样品采集4河流型水源地采样点位为水厂取水口上游100m，湖库型水源地采样点位为水库库心，水样采集按照地表水和污水监测技术规范（H J/T 91一2 0 0 2）标准和环境水质监测质量保证手册（第2 版）的要求。每月采集1次水样，每批次采集运输空白至少1个，每批次至少采集10%平行双样。采集水面以下0.5m处的水样，现场经0.45m滤膜过滤后，加入浓硝酸酸化至pH2，密封保存，运回实验室置于4冰箱保存待测。点位元素最小值/mgL-1最大值/mg L-1征润州标准偏差/mg L-I平均值/mg L-1变异系数/%2022年镇江市四个水源地饮用水重金属健康风险评价1.2样品分析5每次样品分析精密度和准确度均实施实验室内部质量控制,加标回收率均在规定范围内，保证数据的真实有效性。分析方法见表2。表2 重金属分析方法指标分析方法锰电感耦合等离子体发射光谱法铜电感耦合等离子体质谱法锌电感耦合等离子体质谱法砷原子荧光法镉电感耦合等离子体质谱法六价铬二苯碳酰二肼分光光度法经度纬度表3 各项指标含量特征锰铜0.01 L0.000 08 L 0.000 3 L 0.000 05 L 0.004 L 0.000 04 L 0.000 09 L0.01 L0.004 4600.001 06.86 10-40.0050.002 1047.3第3 6 卷第5期标准号HJ 7002014HJ 7002014HJ 7002014HJ 6942014HJ 7002014GB 74671987汞原子荧光法铅电感耦合等离子体质谱法2结果与评价2.1变异系数6 =标准差平均值-110 0%变异系数可以反映不同饮用水源地之间相同重金属元素的变异程度，如果变异系数大于50%，说明重金属质量浓度在空间分布上不均匀，有存在外源污染的可能,或有外源物质进人水体所致。由表3 可知,4个水源地所有指标均未超过地表水环境质量标准（GB38382002）中类水标准。总体看，河流型水源地集水都是长江，变异系数较为一致，锰、镉、六价铬、汞、铅变异系数均为0,水质很稳定。分点位看，征润州各项重金属指数变异系数均较低,水质较为稳定。江心洲铜变异系数较高。二墩港铜、锌变异系数较高。北山水库各项重金属指标均高，水质不稳定，在空间分布上不均匀,有存在外源污染的可能。砷六价铭0.002 4 0.000 05 L 0.004 L 0.000 04 L 0.000 09 L00.001 80.000 02539.00HJ 6942014HJ 7002014汞铅0.001 300.003 62000.0020.000 0200锌07.1310-40.000 0450.002 4029.92023 年10 月点位最小值/mg L-1最大值/mg L-1江心洲标准偏差/mg L-1平均值/mg L-1变异系数/%最小值/mg L-1最大值/mgL-1二墩港标准偏差/mg L-1平均值/mg L-1变异系数/%最小值/mg L-1最大值/mg L-1北山水库标准偏差/mgL-1平均值/mg L-1变异系数/%类标准注：L为未检出，计算时采用检出限一半数值。标准限值选用地表水环境质量标准（GB3838一2 0 0 2）类标准2.2 健康风险评价7-8 目前,国内水环境健康风险评价主要采用USEPA所推荐的健康风险评价模型,其中重金属主要包括致癌物和非致癌物，采用不同的风险评价模型进行评价。2.2.1致癌物所致健康危害风险采用公式R.=ZRc台R;=1-exp(-D,q.)79-1D;=Mp;/m式中,R。为所有参评致癌重金属健康危害的总风险(a);R；为致癌物i经饮水途径产生的平均个人致癌年风险(a);qi为致癌物i通过饮水途径致癌系数（mg/(kg d),数值见表4);79为镇江人群平均寿命(a)；D,为致癌物i经饮水途径的单位体重日均暴露剂量(mg/(kg d);M为不同人群平均每日饮水量，成人取值1.478(L/d),儿童取值1.0 53(L/d);2022年镇江市四个水源地饮用水重金属健康风险评价元素锰0.01 L0.000 08 L0.01 L0.01270.002 60.000 05 L 0.004 L 0.000 04 L 0.000 09 L00.003 60.000 30.0050.002 30159.90.01 L0.000 08 L0.01 L0.007 6800.002 80.0050.002 00141.20.01 L0.000 08 L 0.000 3 L 0.000 05 L0.0680.012 70.021 9 0.003 20.017 20.00270.001 34.25105127.3119.80.11.023续表铜砷0.001 30.000 05 L 0.004 L 0.000 04 L 0.000 09 L00.001 90.000 025 17.500.001 60.000 05 L 0.004 L 0.000 04 L0.000 09 L0.004 20.000 05 L 0.004 L 0.000 04 L 0.000 09 L0.000 800.002 80.000 02527.900.003 9 0.000 20.001 04.8510577.1114.00.050.005p;为致癌物i的质量浓度(mg/L)；m为不同人群的平均质量，成人取值59.2kg，儿童取值2 6.5kg（按6 9岁计算）。2.2.2非致癌物所致健康危害风险采用公式R.=ZRmD,R,D,10-79-1,D,=Mp/m式中,R，为参评非致癌重金属健康危害的总风险(a);R为非致癌物质j经饮水途径产生的平均个人健康危害年风险(a-)；R,D,为非致癌物质j经饮水途径参考剂量(mg/(kgd),数值见表4);79为镇江人群平均寿命(a)；D,为非致癌物质j经饮水途径的单位体重日均暴露剂量(mg/(kgd);M为不同人群平均每日饮水量，成人取值1.478(L/d),儿童取值 1.0 53(L/d);镉六价铬00.002000.00200.004 L 0.000 04 L0.000 09 L0.004 L0.000 04 L0.006 29000.0020.000.02000.050.000 1 汞00.000 02000.000 020铅00.000 045 000.000 04500.001 76.55x10-4260.60.05锌0.000 970.003 90.001 20.002 546.80.00070.023 10.006 40.003 4188.60.002 160.020 30.005 70.007 774.21.0 24p;为非致癌物i的质量浓度(mg/L)；m为不同人群的平均质量，成人取值59.2kg，儿童取值2 6.5kg（按6 9岁计算）。表4模型参数q;和R,D;q:/mg:致癌物质(kg d)-16.1六价铬41152.3致癌风险评价表5表示，以单个饮用水源地为评价对象，镇江市4个水源地总体致癌风险评价从高到低依次为：二墩港 江心洲 征润州 北山水库,但点位差值较小,致癌风险大致相同。以单个指标为评价对象，镉的致癌风险北山水库较高于其他点位，砷的致癌风险二墩港较高于其它点位，六价铬致癌风险各点位一致，致癌指标通过饮水摄人途径引起的人均年致癌健康风险评价从高到低依次为：六价铬水源地人群R(锰)(10-/a)R(铜)（10-1/a)R(汞)(10-/a)R(铅)(10 /a)R(锌)(10-12/a)成人1.13征润州儿童成人江心洲儿童成人二墩港儿童成人北山水库儿童3结束语分析镇江市4个水源地2 0 2 2 年状况，包括变异系数、健康风险评价，得出以下结论，可为环境管理部门决策提供依据。3.1河流型水源地集水都是长江,变异系数较为一致,锰、镉、六价铬、汞、铅变异系数均为0，水质很稳定。分点位看，征润州各项重金属指数变2022年镇江市四个水源地饮用水重金属健康风险评价(10-8/a)(105/a)(10/a)R,D,/mg:非致癌物质(kg:d)-1汞0.000 3铅0.001 4铜0.005锌0.3锰0.14表6 人均年非致癌风险非致癌风险R1.332.111.421.671.131.451.421.671.131.261.421.593.881.714.892.15第3 6 卷第5期砷 镉。因此,六价铬和砷应作为风险决策管理的优先控制对象。表5人均年致癌风险致癌风险R水源地人群R(镉）R(六价铬）R(砷)成人4.82征润州儿童7.67成人4.82江心洲儿童7.67成人4.82二墩港儿童7.67成人8.19北山水库儿童13.0表6 表示，以单个饮用水源地为评价对象，镇江市4个水源地总体非致癌风险评价从高到低依次为：北山水库 江心洲 征润州 二墩港。以单个指标为评价对象，锰、铜、铅、锌的非致癌风险北山水库较高于其他点位，汞的非致癌风险各点位一致。因此北山水库应作为风险决策管理的优先控制点位。Rn(10-10/a)1.022.533.351.282.111.023.351.282.111.023.351.282.1114.83.3518.6异系数均较低，水质较为稳定。江心洲铜变异系数较高。二墩港铜、锌变异系数较高。北山水库各项重金属指标均高，水质不稳定，在空间分布上不均匀,有存在外源污染的可能。3.2致癌风险：镇江市4个水源地总体致癌风险评价从高到低依次为：二墩港 江心洲 征润州 北山水库，但点位差值较小,致癌风险大致相Rc(105/a)2.590.854.121.362.590.904.121.432.591.334.122.112.590.624.120.981.813.182.232.631.913.122.233.581.674.512.168.113.7810.24.813.455.503.525.573.956.263.345.192023 年10 月同。镉的致癌风险北山水库较高于其他点位,砷的致癌风险二墩港较高于其它点位，六价铬致癌风险各点位一致，致癌指标通过饮水摄入途径引起的人均年致癌健康风险评价从高到低依次为，六价铬砷 镉。重点关注六价铬和砷。3.3非致癌风险：镇江市4个水源地总体非致癌风险评价从高到低依次为：北山水库 江心洲征润州 二墩港。锰、铜、铅、锌的非致癌风险北山水库较高于其他点位,汞的非致癌风险各点位一致。重点关注北山水库点位。【参考文献1王海鹤，孙媛媛，张帅，等.贵阳市集中式饮用水源地重金属污染特征及健康风险评价J】生态环境学报，2 0 2 2,3 1（10）：2039-2047.2 张瑶佳,高云霞,陈贞.Z市饮用水中多种重金属及有机物的2022年镇江市四个水源地饮用水重金属健康风险评价25健康风险评价J山东化工，2 0 2 150（2 3）：2 44-2 46.【3 郑荣周，王秋娟，雷宇，等.重庆市荣昌区濑溪河重金属污染及儿童健康风险评价J.三峡生态环境监测,2 0 2 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