东平湖水环境健康风险评价
刘艳艳+刘海
摘要：为研究东平湖水环境污染对人体健康产生的危害风险，根据2012—2015年东平湖水质监测数据，采用美国环境保护署（USEPA）推荐的水环境健康风险评价模型，对东平湖通过饮用水途径引起的水环境健康风险进行了评价。结果表明东平湖2012—2015四年全湖水环境健康总风险在6.6644×10-6/a～1.8459×10-5，a，低于美国环境保护署（USEPA）推荐的最大可接受风险水平1×10-4/a。毒性物质总健康风险主要来自As。虽然风险处于可接受的范围内，但是湖区的水质监测工作不能懈怠。
关键词：水环境；健康风险评价；东平湖
中图分类号：X820.4 文献标识码：A 文章编号：2095—672X（2016）06—0033—05
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2016.06.008
东平湖位于山东省泰安市东平县，山东省第二大淡水湖泊和省级地质公园所在地具有重要的旅游价值，同时也是南水北调东线工程的调蓄水库。近年来，随着社会经济的迅速发展以及农业的扩张，东平湖水质健康也受到一定的影响。不仅东平湖供水区的饮水质量健康受到东平湖水质健康与否的直接影响，而且南水北调受水区域的用水健康也会直接影响。因此对东平湖水环境健康进行评价是很有必要，以及促进东平湖及流域生态健康的持续发展。
健康风险评价是把污染物和人体的健康联系起来评价环境是否安全的方法，水环境健康风险评价在20世纪80年代后兴起并成为健康风险评价的重要组成部分，是评价水体污染和人体健康之间定量关系的方法，其目的是通过对水体中污染物危害的鉴定、暴露评价和污染物与人体的剂量-反应关系分析等定量评估水体污染物对人体健康危害的潜在风险。目前，我国水环境健康风险评价研究主要是针对河流和水库，最近几年人们开始关注对大型湖泊进行水环境健康风险评价研究，相对水质污染的来源、现状与变化趋势以及营养水平等方面的研究还是略有不足，如东平湖水环境研究最近几年开始关注水质健康风险评价的研究。本文利用2012-2015年东平湖3个断面的水质监测数据，采用美国环境保护署（USEPA）推荐的水环境健康风险评价模型，对东平湖水环境健康风险进行评价，以期为东平湖水环境风险管理提供科学依据。
1材料与方法
1.1研究区概况
东平湖地处山东省东平县西部，位于北纬35°30′～36°20′、东经116°00′～116°30′，由老湖和新湖两部分组成，新湖区属淮河流域，老湖区属黄河流域，东平湖为黄河和淮河两大流域的分水岭。全湖总面积为627 km2，其中老湖面积为209km2，相应蓄水能力为11.94×108 m3；新湖面积为418km2，相应蓄水能力为27.85×108 m3。全湖总容水量达40×108 m3，是调蓄黄河洪水的大型水库。
1.2水质风险模型
污染物质通过饮用水进入人体后，其引起的健康风险主要包括基因毒性物质（致癌物）健康风险和躯体毒性物质（非致癌物）健康风险，其计算公式分别为：
式中，Rci为基因毒性物质i通过饮用水途径产生的年平均致癌风险（a-1）；Rni为躯体毒性物质i通过饮用水途径产生的年平均健康风险（a-1）；Di为毒性物质i的单位体重日均暴露剂量[mg/（kg·d）]；Qi为基因毒性物质i通过饮用水途径产生的致癌强度系数[（kg·d）/mg]；RFDi为躯体毒性物质i通过饮用水途径摄入的参考剂量[mg/（kg·d）]；W（80）为人类平均寿命。
毒性物质通过饮用水途径对人体的日均暴露剂量（Di）按下式计算：
Di=Q×Ci/w
式中，Q（2.2L）为成人每日平均饮水量（L）；Ci为饮用水体中各污染物质的实测浓度（mg/L）；w（70）为人均体重（kg）。
虽然已经对各种有毒污染物对人体健康的作用机理开展大量研究，但仍未形成系统的理论和方法学，各污染物之间如何联合健康效应评价现在尚无法确定。本文假定各污染物质对人体健康危害的毒性作用不存在拮抗或协同关系，则污染物质通过饮用水途径对人体产生的总健康风险R总=Rc+Rn。
1.3研究区的水质数据
由国际癌症研究中心（IARC）对化学物的分类，属于1类（有充分的证据证明对人有致癌作用）和2类A组（为找的对人体有致癌左右的充分证据，但是对动物证据充分）的化学物质为化学致癌物，其他则为非致癌化学有毒物质（非致癌物）。依此分类，2012-2015年东平湖水体监测出的危害人体健康的毒性物质主要有基因毒性物质（致癌物）As、Cd和躯体毒性物质（非致癌物）氟化物，其各监测断面（图1）的4年平均值统计，表1。
1.4模型参数的选择
模型中基因毒性物质（致癌物）的致癌强度系数和躯体毒性物质（非致癌物）饮水暴露的参考剂量均参照美国环境保护署（USEPA）标准，具体见表2。
1.5评价指标的确定
水环境风险评价通过建立人体健康与环境污染的关系，定量描述各种环境污染物对人体健康造成的危害及其发生概率，其结果与国际推荐的风险水平对比，使风险管理国际化。考虑到我国的实际情况，本研究选取美国环境保护署（USEPA）推荐的最大可接受风险水平1×10-4/a作为评价标准。
2结果与讨论
2.1水质监测数据
通过表1数据显示镉（cd）的水体含量2014-2015两年各个断面始终保持在0.0001mg/L，然而2012-2013年各断面的含量在0.00016mg/L～0.00030mg/L之间，高于2014-2015两年的含量。砷（As）的含量2012-2014年期间各断面始终为0.007mg/L明显高于2015年各断面的0.0025mg/L。氟化物的含量2012-2015年期间各断面在0.39～0.91之间。同年期间各断面之间的含量相差不大，但是年季之间呈现上升的趋势。
2.2水质健康风险的评价结果
东平湖水环境健康风险评价结果见表3。
2.3水质健康风险的时空分异
2012-2015年期间各个监测断面水环境健康总风险见表4。
从表4可以看出2012-2015年期间每年的东平湖湖南、湖北、湖心三个监测断面的水环境健康的总风险相差无几，基本变化很小；其中2012-2013年水环境健康的总风险都呈现出湖南>湖北>湖心，但是总体上相差很小。2012-2015年期間全湖平均值前三年相差无几，处在同一个数量级上。然而从图2中可以看出2012-2015年期间东平湖的水环境健康总风险呈下降趋势，2015年全湖平均水环境健康总风险比以往有明显的下降。
摘要：为研究东平湖水环境污染对人体健康产生的危害风险，根据2012—2015年东平湖水质监测数据，采用美国环境保护署（USEPA）推荐的水环境健康风险评价模型，对东平湖通过饮用水途径引起的水环境健康风险进行了评价。结果表明东平湖2012—2015四年全湖水环境健康总风险在6.6644×10-6/a～1.8459×10-5，a，低于美国环境保护署（USEPA）推荐的最大可接受风险水平1×10-4/a。毒性物质总健康风险主要来自As。虽然风险处于可接受的范围内，但是湖区的水质监测工作不能懈怠。
关键词：水环境；健康风险评价；东平湖
中图分类号：X820.4 文献标识码：A 文章编号：2095—672X（2016）06—0033—05
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2016.06.008
东平湖位于山东省泰安市东平县，山东省第二大淡水湖泊和省级地质公园所在地具有重要的旅游价值，同时也是南水北调东线工程的调蓄水库。近年来，随着社会经济的迅速发展以及农业的扩张，东平湖水质健康也受到一定的影响。不仅东平湖供水区的饮水质量健康受到东平湖水质健康与否的直接影响，而且南水北调受水区域的用水健康也会直接影响。因此对东平湖水环境健康进行评价是很有必要，以及促进东平湖及流域生态健康的持续发展。
健康风险评价是把污染物和人体的健康联系起来评价环境是否安全的方法，水环境健康风险评价在20世纪80年代后兴起并成为健康风险评价的重要组成部分，是评价水体污染和人体健康之间定量关系的方法，其目的是通过对水体中污染物危害的鉴定、暴露评价和污染物与人体的剂量-反应关系分析等定量评估水体污染物对人体健康危害的潜在风险。目前，我国水环境健康风险评价研究主要是针对河流和水库，最近几年人们开始关注对大型湖泊进行水环境健康风险评价研究，相对水质污染的来源、现状与变化趋势以及营养水平等方面的研究还是略有不足，如东平湖水环境研究最近几年开始关注水质健康风险评价的研究。本文利用2012-2015年东平湖3个断面的水质监测数据，采用美国环境保护署（USEPA）推荐的水环境健康风险评价模型，对东平湖水环境健康风险进行评价，以期为东平湖水环境风险管理提供科学依据。
1材料与方法
1.1研究区概况
东平湖地处山东省东平县西部，位于北纬35°30′～36°20′、东经116°00′～116°30′，由老湖和新湖两部分组成，新湖区属淮河流域，老湖区属黄河流域，东平湖为黄河和淮河两大流域的分水岭。全湖总面积为627 km2，其中老湖面积为209km2，相应蓄水能力为11.94×108 m3；新湖面积为418km2，相应蓄水能力为27.85×108 m3。全湖总容水量达40×108 m3，是调蓄黄河洪水的大型水库。
1.2水质风险模型
污染物质通过饮用水进入人体后，其引起的健康风险主要包括基因毒性物质（致癌物）健康风险和躯体毒性物质（非致癌物）健康风险，其计算公式分别为：
式中，Rci为基因毒性物质i通过饮用水途径产生的年平均致癌风险（a-1）；Rni为躯体毒性物质i通过饮用水途径产生的年平均健康风险（a-1）；Di为毒性物质i的单位体重日均暴露剂量[mg/（kg·d）]；Qi为基因毒性物质i通过饮用水途径产生的致癌强度系数[（kg·d）/mg]；RFDi为躯体毒性物质i通过饮用水途径摄入的参考剂量[mg/（kg·d）]；W（80）为人类平均寿命。
毒性物质通过饮用水途径对人体的日均暴露剂量（Di）按下式计算：
Di=Q×Ci/w
式中，Q（2.2L）为成人每日平均饮水量（L）；Ci为饮用水体中各污染物质的实测浓度（mg/L）；w（70）为人均体重（kg）。
虽然已经对各种有毒污染物对人体健康的作用机理开展大量研究，但仍未形成系统的理论和方法学，各污染物之间如何联合健康效应评价现在尚无法确定。本文假定各污染物质对人体健康危害的毒性作用不存在拮抗或协同关系，则污染物质通过饮用水途径对人体产生的总健康风险R总=Rc+Rn。
1.3研究区的水质数据
由国际癌症研究中心（IARC）对化学物的分类，属于1类（有充分的证据证明对人有致癌作用）和2类A组（为找的对人体有致癌左右的充分证据，但是对动物证据充分）的化学物质为化学致癌物，其他则为非致癌化学有毒物质（非致癌物）。依此分类，2012-2015年东平湖水体监测出的危害人体健康的毒性物质主要有基因毒性物质（致癌物）As、Cd和躯体毒性物质（非致癌物）氟化物，其各监测断面（图1）的4年平均值统计，表1。
1.4模型参数的选择
模型中基因毒性物质（致癌物）的致癌强度系数和躯体毒性物质（非致癌物）饮水暴露的参考剂量均参照美国环境保护署（USEPA）标准，具体见表2。
1.5评价指标的确定
水环境风险评价通过建立人体健康与环境污染的关系，定量描述各种环境污染物对人体健康造成的危害及其发生概率，其结果与国际推荐的风险水平对比，使风险管理国际化。考虑到我国的实际情况，本研究选取美国环境保护署（USEPA）推荐的最大可接受风险水平1×10-4/a作为评价标准。
2结果与讨论
2.1水质监测数据
通过表1数据显示镉（cd）的水体含量2014-2015两年各个断面始终保持在0.0001mg/L，然而2012-2013年各断面的含量在0.00016mg/L～0.00030mg/L之间，高于2014-2015两年的含量。砷（As）的含量2012-2014年期间各断面始终为0.007mg/L明显高于2015年各断面的0.0025mg/L。氟化物的含量2012-2015年期间各断面在0.39～0.91之间。同年期间各断面之间的含量相差不大，但是年季之间呈现上升的趋势。
2.2水质健康风险的评价结果
东平湖水环境健康风险评价结果见表3。
2.3水质健康风险的时空分异
2012-2015年期间各个监测断面水环境健康总风险见表4。
从表4可以看出2012-2015年期间每年的东平湖湖南、湖北、湖心三个监测断面的水环境健康的总风险相差无几，基本变化很小；其中2012-2013年水环境健康的总风险都呈现出湖南>湖北>湖心，但是总体上相差很小。2012-2015年期間全湖平均值前三年相差无几，处在同一个数量级上。然而从图2中可以看出2012-2015年期间东平湖的水环境健康总风险呈下降趋势，2015年全湖平均水环境健康总风险比以往有明显的下降。
