地下水污染健康風(fēng)險評估體系研討

前言：本站為你精心整理了地下水污染健康風(fēng)險評估體系研討范文，希望能為你的創(chuàng)作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。

1研究進展

健康風(fēng)險評價起始于20世紀(jì)30年代,以美國科學(xué)院的研究成果最為豐富，其他一些國家也有很多研究。我國的健康風(fēng)險評價工作始于20世紀(jì)80年代初,最初主要應(yīng)用于核工業(yè)等領(lǐng)域，之后應(yīng)用于地表水和污水回用較多。近幾年國內(nèi)外對地下水污染健康風(fēng)險評價研究也頗多，ThiThuGiangetal[4]通過分析地下水中砷存在形式的因素及砷的濃度，與WHO飲用水標(biāo)準(zhǔn)對比描述地下水健康風(fēng)險。EvaLópezetal[5]利用土壤—地下水遷移模型進行石油污染地下水暴露評價及蒙特卡洛法模擬解決參數(shù)的不確定性，最終通過最大日吸入量與可接收日吸入量的比值表征風(fēng)險。RebeckaTrnqvistetal[6]分析了非洲中部不同季節(jié)水污染的變化趨勢，利用WHO飲用水標(biāo)準(zhǔn)和美國環(huán)保局推薦飲用水標(biāo)準(zhǔn)分別得出不同污染因子的危害系數(shù)和累積危害系數(shù)。JianbingLietal[7]將隨機理論和模糊數(shù)學(xué)理論相結(jié)合，描述場地概況和環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以及健康影響標(biāo)準(zhǔn)的不確定性。韓冰等[8]考慮中國人飲水習(xí)慣及有機污染物的自然衰減作用,對USEPA推薦模型進行了改進，增加了水煮沸后污染物的殘留比。祝慧娜等[9]考慮各水期的濃度差異,提出濃度參數(shù)綜合評判的概念,建立了基于濃度參數(shù)綜合評判的水環(huán)境健康風(fēng)險評價模型，并利用動態(tài)聚類分析對評價結(jié)果進行了歸類。丁昊天等[10]利用模糊化原理將風(fēng)險等級分為六級，采用采用USEPA推薦模型長株潭地區(qū)地下水重金屬進行了健康風(fēng)險評價。

2評價理論體系構(gòu)建

基于對風(fēng)險的認(rèn)識，以地下水作為研究介質(zhì)，定義地下水污染健康風(fēng)險為在一定時間和區(qū)域范圍內(nèi)，通過地下水這一環(huán)境介質(zhì)產(chǎn)生的水質(zhì)污染事件及其引起的人體健康效應(yīng)與人體可接受水平的偏離程度。而地下水污染健康風(fēng)險評價正是對地下水污染健康風(fēng)險的描述和量化，并在此基礎(chǔ)上提出科學(xué)合理的管理建議。文章按照風(fēng)險描述、風(fēng)險量化、風(fēng)險管理的步驟構(gòu)建了地下水污染健康風(fēng)險評價理論體系。

2.1風(fēng)險描述風(fēng)險描述亦稱風(fēng)險識別，是指在一定的時空條件下，通過收集評價區(qū)的地下水水質(zhì)、水位等資料及人群利用地下水的情況定性判斷有無風(fēng)險及風(fēng)險大小。包括地下水污染識別和人體健康影響識別。

2.1.1地下水污染識別地下水污染識別主要任務(wù)是判定地下水有無發(fā)生污染。通過收集有關(guān)研究區(qū)的環(huán)境、水文地質(zhì)、土地利用方式、污染源分布、地下水化學(xué)資料、污染物種類、污染濃度及污染空間范圍等資料，開展地下水質(zhì)量現(xiàn)狀評價，常用的方法有F值法、模糊數(shù)學(xué)法、灰色系統(tǒng)綜合評價法[11]。根據(jù)《地下水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定，地下水III類標(biāo)準(zhǔn)是以人體健康基準(zhǔn)值為依據(jù)，滿足人群飲用水要求[12]。因此當(dāng)?shù)叵滤|(zhì)量能夠達到并優(yōu)于III類標(biāo)準(zhǔn)時，認(rèn)為地下水污染較輕，對人體健康影響較小；當(dāng)?shù)叵滤|(zhì)量類別劣于III類標(biāo)準(zhǔn)時則認(rèn)為地下水污染較嚴(yán)重，會對人體健康產(chǎn)生較大的風(fēng)險。由于地下水儲藏于地面之下，具有一定的隱蔽性和復(fù)雜性。地下水污染狀況受污染源排放、水文地質(zhì)、補給排泄等影響，呈現(xiàn)一定的變化性，且風(fēng)險不是對已經(jīng)發(fā)生的事件或結(jié)果的概率分析而是要預(yù)測不利事件可能發(fā)生的概率和可能性有多大[13],因此有必要研究評價區(qū)地下水的穩(wěn)定性。地下水穩(wěn)定性研究可以采用數(shù)學(xué)統(tǒng)計方法，通過給定一個期望值，統(tǒng)計分析連續(xù)一段時間內(nèi)評價區(qū)地下水水質(zhì)、水位的變化情況。根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果分為兩種情景，即低于給定期望值時則認(rèn)為地下水是穩(wěn)定的，而高宇給定期望值時則認(rèn)為地下水是不穩(wěn)定的。這時就需要對地下水污染進行預(yù)測，常用預(yù)測的方法有數(shù)值模擬法[14]、回歸分析法[15]、時間序列預(yù)測法等根據(jù)評價區(qū)的具體情況選擇預(yù)測方法。

2.1.2人體健康影響識別人體健康影響識別是確定研究區(qū)地下水污染是否對人體健康有不利影響。通過收集資料和開展現(xiàn)場調(diào)查，分析研究區(qū)的土地利用方式、地下水的供需量、供需方式等確定地下水受體是否為人群。綜合地下水污染識別，當(dāng)研究區(qū)的地下水發(fā)生污染并且受體為人群時，那么研究區(qū)的地下水污染對人體健康有影響，即存在健康風(fēng)險。

2.2風(fēng)險量化根據(jù)風(fēng)險識別的結(jié)果，對于存在的風(fēng)險進行量化。目的是為風(fēng)險管理提供科學(xué)可靠的依據(jù)。具體步驟包括污染物毒性鑒定、暴露評價、劑量-反應(yīng)評估、人體健康效應(yīng)測度及與人體可接受水平的比較、不確定性分析。

2.2.1污染物毒性鑒定污染物毒性鑒定的主要任務(wù)是識別和判定污染物對人體作用后果。環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則人體健康》（征求意見稿）對化學(xué)物質(zhì)進行危害鑒定時將物質(zhì)分為了有閾化學(xué)物和無閾化學(xué)物。其中有閾化學(xué)物質(zhì)是指已知或假設(shè)在一定暴露條件下，對動物或人不發(fā)生有害作用的化合物，一般指非致癌化合物。無閾化學(xué)物質(zhì)通常指致癌化合物，是已知或假設(shè)其作用是無閾的，即大于零的所有劑量都可以誘導(dǎo)出致癌反應(yīng)的化合物。目前，歐美一些國家已經(jīng)建立了關(guān)于化學(xué)物質(zhì)的毒性數(shù)據(jù)庫，我國在這方面處于發(fā)展中，因此可以借鑒國外的這些權(quán)威數(shù)據(jù)庫作為評價依據(jù)。主要毒性數(shù)據(jù)庫有：（1）國際癌癥研究署(IARC)是隸屬于聯(lián)合國的研究機構(gòu)，該機構(gòu)將化學(xué)物質(zhì)的致癌性分為四類:第一類(G1):具有充足的人類致癌性的證據(jù)。第二類(G2):具有有限的人類致癌性的證據(jù)，(又分為兩種情況,G2A:為人類可能致癌物質(zhì),其流行病學(xué)資料有限,但有充分的動物實驗資料。G2B:也許是人類致癌物,其流行病學(xué)資料不足,但動物資料充分,或流行病學(xué)資料有限,動物資料不足。第三類（G3):具有的致癌證據(jù)不足。第四類(G4):具有對人類無致癌性證據(jù)[16]。（2）美國環(huán)境保護署綜合風(fēng)險信息系統(tǒng)(IRIS)，該系統(tǒng)將化學(xué)物質(zhì)的致癌性分為五類:第一類(A)：人類致癌物質(zhì)。第二類(B)：很可能的人類致癌物質(zhì)(又分為兩種情況,B1:根據(jù)有限的人體毒性資料與充分的動物實驗資料,極可能為人類致癌物質(zhì)。B2:根據(jù)充分的動物實驗資料,極可能為人類致癌物質(zhì))。第三類(C)：可能的人類致癌物質(zhì)。第四類(D)：不能劃分為人類致癌物質(zhì)。第五類(E)：對人類無致癌性物質(zhì)[17]。（3）其他的組織機構(gòu)，如美國研究和發(fā)展辦公室、國家環(huán)境評估中心和超級基金健康風(fēng)險技術(shù)支持中心發(fā)展的臨時的同行審查數(shù)據(jù)庫，即PPRT；加利福尼亞環(huán)境保護局的毒性數(shù)據(jù)、有毒物質(zhì)和疾病登記處(ATSDR)的最低風(fēng)險水平和健康影響評估概要表格，即HEAST等。在進行污染物毒性鑒定時，優(yōu)先選用國際癌癥研究署(IARC)，其次為美國環(huán)境保護署綜合風(fēng)險信息系統(tǒng)(IRIS)，當(dāng)上述兩者系統(tǒng)沒有數(shù)據(jù)時選用其他組織機構(gòu)獲得。

2.2.2暴露評價暴露評價是對人群暴露于介質(zhì)中污染物的強度、頻率、時間進行測量、估算或預(yù)測的過程，是進行風(fēng)險評定的定量依據(jù)。其主要任務(wù)是通過調(diào)查評價區(qū)域暴露人群分布、暴露頻率、暴露強度、暴露途徑例如飲水途徑、吸入途徑、皮膚接觸途徑、食物鏈途徑、暴露濃度、人群生理特性包括體重、年齡等。另外還應(yīng)收集相關(guān)資料確定人群腸胃吸收因子、皮膚吸收因子等參數(shù)，最終評價時間段內(nèi)的人群暴露量。其中，暴露濃度是一個重要的因素，它直接影響評價結(jié)果的準(zhǔn)確度，為了減小該因素造成的不確定性，目前多采用蒙特卡洛法進行濃度分布模擬，選擇評價區(qū)內(nèi)監(jiān)測濃度或預(yù)測濃度的95%置信區(qū)上限為暴露濃度值，對于特殊情況，采用保守思想即為污染物最大濃度為暴露濃度值。

2.2.3劑量-反應(yīng)評估劑量-反應(yīng)評估主要目的是量化污染物的毒性數(shù)據(jù)，建立人群受污染物劑量與不利健康反應(yīng)之間關(guān)系。無閾物質(zhì)毒性因子采取無閾值方法，以斜率概念表示即以劑量反應(yīng)關(guān)系曲線估計平均每增加一個單位劑量所增加的致癌概率有多少；有閾物質(zhì)毒性因子的計算是以閾值(又稱參考劑量RfD)方法為主。對于毒性因子確定，優(yōu)先參考毒理學(xué)、人體流行病學(xué)、臨床資料等提供的數(shù)據(jù)。當(dāng)數(shù)據(jù)不足時，尤其對于是一些低劑量、長暴露、范圍廣的污染物時，一般通過動物實驗外推到人體，常用模型有對數(shù)正態(tài)模型、指數(shù)模型β泊松模型。目前，常用的毒性數(shù)據(jù)庫有：美國環(huán)境保護署綜合風(fēng)險信息系統(tǒng)(IRIS)，世界衛(wèi)生組織簡明國際化學(xué)評估文件與環(huán)境衛(wèi)生準(zhǔn)則(WJPCICAD；WHOEHC)[18]，美國環(huán)境保護署暫行毒性因子(PPRTVs)[19]；毒性物質(zhì)與疾病登記署(ATSDR)及最小風(fēng)險濃度(MRL)[20]，美國環(huán)保署健康效應(yīng)預(yù)警摘要表格(HEAST)。

2.2.4人體健康效應(yīng)測度人體健康效應(yīng)測度也稱作風(fēng)險計算，根據(jù)暴露評價所得的人體暴露量和劑量-反應(yīng)評估確定的污染物的毒性參數(shù)，計算人群在評價時間段內(nèi)的健康風(fēng)險。

2.2.5人體健康可接受水平人體健康可接受水平是指以人體健康為基本依據(jù)，人體所能接收的風(fēng)險最低標(biāo)準(zhǔn)。對于有閾化學(xué)物質(zhì)，以總風(fēng)險指數(shù)小于或等于1為可接受非致癌風(fēng)險的上限，即總風(fēng)險指數(shù)大于1時。受體所承受的非致癌風(fēng)險在不可接受范圍內(nèi)反之。受體所承受的非致癌風(fēng)險處于可接受范圍。對于無閾化學(xué)物質(zhì)，目前國內(nèi)外并沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，研究較多的以國際輻射防護委員會推薦標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)。此外，美國環(huán)境保護署、英國皇家協(xié)會、瑞典環(huán)境保護局、荷蘭建設(shè)和環(huán)境保護部推薦標(biāo)準(zhǔn)[21]。保守起見，筆者認(rèn)為以總致癌風(fēng)險小于或等于10-6為可接受致癌風(fēng)險的上限,即總致癌大于10-6時,受體所承受的致癌風(fēng)險在不可接受范圍內(nèi)；反之,受體所承受的致癌風(fēng)險處于可接受范圍。

2.2.6健康風(fēng)險綜合評價由于有閾化學(xué)物質(zhì)風(fēng)險指數(shù)和無閾化學(xué)物質(zhì)風(fēng)險指數(shù)的人體可接受標(biāo)準(zhǔn)值是不同的，因此，當(dāng)?shù)叵滤杏虚摶瘜W(xué)物質(zhì)和無閾化學(xué)物質(zhì)共同存在時，可以采用加權(quán)平均法確定最終風(fēng)險值。

2.2.7不確定性分析不確定性分析是對風(fēng)險計算結(jié)果準(zhǔn)確度的評估。風(fēng)險評價過程中由于信息的灰色性，可能會引入一定的不確定性。分析這種不確定性對于風(fēng)險管理和風(fēng)險決策過程是很有必要的。對于地下水污染的不確定性。不確定性分健康風(fēng)險評價的不確定性主要分析其在數(shù)據(jù)收集整理、污染物的毒性鑒定、暴露評估過程。較為常用分析方法主要有敏感度分析、一階誤差分析和蒙特卡羅法等[22]，應(yīng)根據(jù)不確定性的來源、類型和性質(zhì)選擇合適的方法。

2.3風(fēng)險管理風(fēng)險管理主要任務(wù)根據(jù)風(fēng)險計算結(jié)果，分析產(chǎn)生原因，并提出相應(yīng)防范措施以降低風(fēng)險，為管理者和決策者提供合理建議。對于地下水污染健康風(fēng)險管理可以從以下兩方面施行措施:其一從源頭查清導(dǎo)致地下水污染的污染源，實施關(guān)閉或增添環(huán)保處理設(shè)施以達減小污染物排放量目的。其二從受體人群出發(fā)，改善人群用水方式以達到減少污染物暴露量。

3結(jié)論與展望

1.基于對風(fēng)險的認(rèn)識，提出地下水污染健康風(fēng)險及其評價定義。按照風(fēng)險描述、風(fēng)險量化、風(fēng)險管理等定性與定量相結(jié)合的思路構(gòu)建了地下水污染風(fēng)險評價體系。2.按照風(fēng)險描述、風(fēng)險量化、風(fēng)險管理等定性與定量相結(jié)合的思路構(gòu)建了地下水污染風(fēng)險評價方法體系。詳細(xì)闡述了評價體系的每一個步驟的方法，包括地下水水質(zhì)評價方法、地下水系統(tǒng)穩(wěn)定性評估方法、暴露量計算方法、風(fēng)險結(jié)果計算方法，不確定性分析方法等。3.從地下水污染源頭和受體人群用方式出發(fā)，提出了風(fēng)險防范措施建議，為我國人群健康和土地利用規(guī)劃及地下水保護管理提供科學(xué)合理依據(jù)。4.目前健康風(fēng)險評價的體系的建立很多資料來源于各類文獻和網(wǎng)絡(luò)資源，我國沒有一套權(quán)威機構(gòu)的資料，希望在接下來的研究可以補充完善。另外，對于地下水方面的研究應(yīng)加強地質(zhì)與水文地質(zhì)學(xué)、毒理學(xué)、流行病學(xué)、人體生理學(xué)等多科學(xué)之間的相關(guān)聯(lián)系。

作者：張會興張征宋瑩單位：北京林業(yè)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院