人体健康水质基准特征参数研究及应用

人体健康水质基准是指在摄入饮用水和水产品时,保护人群健康不受危害的相对应水体中污染物的浓度.我国近年来系统开展了水质基准的研究,但在人体健康水质基准方面的报道相对较少.为保护我国人群健康免受水体中污染物的危害,依据人体健康水质基准制定方法,对基准制定过程中涉及的我国人群暴露参数〔体重（BW）、饮水量（DI）和水产品摄入量（FI）〕和水环境参数〔溶解性有机碳（DOC）、颗粒态有机碳（POC）浓度以及水生生物脂质分数〕进行研究与总结,建议在制定我国人体健康水质基准时,普通人群暴露参数BW、DI和FI分别采用61.9 kg、2.785 L/d和0.030 1 kg/d,水环境参数DOC和POC浓度分别采用2.68和0.73 mg/L,第2、3、4营养级淡水水生生物的脂质分数分别采用2.47%、3.08%、3.16%.基于我国人群暴露参数和水环境参数,推导了12种多环芳烃（PAHs）的人体健康水质基准,其中苯并[a]芘的基准值（4.53×10-4 μg/L）最小,蒽的基准值（173 μg/L）最大.此外,在人体健康水质基准的制定过程中,除饮水途径外,建议充分考虑食用水产品对人体健康产生的危害效应;针对关注区域、年龄组与致癌风险水平不同造成的基准值的较大差异,建议在人体健康水质基准制定过程中对其予以充分考虑.      

太湖双酚A的水质基准研究及风险评价

水质基准是制定水质标准的重要科学依据,制定符合我国实际情况的水质基准已成为当前的迫切需求.BPA（bisphenol A,双酚A）是一种典型的内分泌干扰物,基于太湖流域的人群暴露参数和生物累积系数,采用HJ 837-2017《人体健康水质基准制定技术指南》推荐方法,推导出太湖BPA的人体健康水质基准为0.738 μg/L,通过太湖儿童暴露参数得到保护儿童BPA的人体健康基准为0.628 μg/L（6~ < 9岁）、0.821 μg/L（9~ < 12岁）、0.620 μg/L（12~ < 15岁）,与成人基准差异不大.基于太湖流域水生生物的毒性数据,采用SSD（species sensitivity distribution,物种敏感度分布）法得到水生生物慢性基准为0.189 μg/L.使用RQ（risk quotient,风险商值）法评价太湖水体中BPA暴露所造成的健康与生态风险,结果表明,太湖中有0.03%区域面积水体存在较高健康风险,有2.03%区域面积水体存在较高的生态风险.另外,采用联合概率曲线法进一步分析生态风险发现,太湖水体中BPA对1%与5%的水生生物造成危害的概率分别为0.71%和0.33%.研究显示,我国太湖水体中BPA暴露造成的健康与生态风险处于可接受水平.      

辽河铁岭段砷的人体健康水质基准研究

砷(As)是一种持久性、毒性强的致癌污染物。近年来我国As污染事件频发,故制定As的人体健康水质基准具有重要意义。以辽河铁岭段为研究对象,采集并分析水样和不同营养级的鱼样中As含量。结合文献调研,确定As的污染物毒性参数与辽河铁岭段饮水相关的部分人群暴露参数;基于线上问卷调查,计算本地居民人均第2、3、4营养级鱼类摄入量分别为0.0268,0.0323,0.0027 kg/d,进而推导出当地代表性鱼类As的第2、3、4营养级国家生物累积因子为8.256,9.281,10.197 L/kg。根据以上参数计算出辽河铁岭段As的人体健康水质基准值为1.976×10-5 mg/L,研究结果可为辽河流域制定水质标准提供参考,为更加科学有效地管控污染物排放和保护人体健康提供依据。     

黄浦江铅的人体健康水质基准研究

铅是我国水环境质量监控的重点污染物之一.我国成人和儿童铅中毒事件时有发生,制定铅的人体健康水质基准在我国有着特殊意义.本文以黄浦江流域为研究对象,采集并分析流域水样和不同营养级的鱼样本中铅含量,结合文献调研,确定了人体暴露参数、生物蓄积系数等相关本土参数,推导出该流域铅的基于人体健康风险水质基准值为13.45μg·L~(-1).虽然该值略高于我国和大部分发达国家的现行饮用水标准(10μg·L~(-1)),但明显低于我国地表三类水环境标准(50μg·L~(-1)),提示黄浦江流域水体铅污染需要进一步加强防控.另外,通过引入铅的敏感人群儿童对基准推导进行了优化,并应用IEUBK模型(The Integrated Exposure Uptake Biokinetic Model,综合暴露吸收生物动力学模型)对儿童血铅含量进行预测分析.研究发现引入了铅的敏感人群儿童后,推导得出基于人体健康的水质基准值为1.718μg·L~(-1),提示黄浦江流域的儿童在日常饮用水的选择上,应选择铅浓度比饮水标准更低的饮用水.本研究提出本土铅的基于人体健康风险水质基准值,对我国基准技术指南案例研究以及铅相关水质标准修订等具有重要的科学意义和参考价值.     

锑的淡水水质基准及其对我国水质标准的启示

针对我国锑水生生物水质基准缺乏的问题，收集筛选了锑对淡水水生生物的急性和慢性毒性数据，使用评价因子法、毒性百分数排序法和物种敏感度分布法分别推导我国锑的淡水水质基准，通过综合分析和比较，选择物种敏感度分布法推导的急性和慢性的水质基准值（466.62μg/L和88.71μg/L）作为最终的基准推荐值.通过与国内外现有锑相关水质标准进行比较，提出在我国相关水质标准修订中分别制定保护水生生物和人体健康水质标准的建议，避免水质标准对水生生物的"过保护"问题.     

不同水体硬度条件下锌对本土水生生物急性毒性的影响

选取8种我国本土受试动物,在不同水体硬度(0～500 mg/L)下,探究锌的急性毒性变化,同时对锌的物种敏感度分布进行分析。实验结果表明:随着硬度的降低,水生生物对锌毒性效应增加;低营养级生物对锌毒性相对敏感性变化程度较大,而高营养级生物敏感性变化程度更小;物种敏感度分布法推导的5%生物短期毒性危害浓度HC5分别为:7. 1μg/L(硬度为0 mg/L)、63μg/L(硬度为50 mg/L)、67μg/L(硬度为100 mg/L)、230μg/L(硬度为250 mg/L)、367μg/L(硬度为400 mg/L)和476μg/L(硬度为500 mg/L)。可见,不同硬度条件下锌的短期危害浓度会有显著性差异。因此,在研究锌毒性效应和制定锌的水质标准时,不仅要考虑其毒性剂量效应关系,还应考虑水体中硬度对锌的生物有效性的影响。     

太湖流域双酚AF和双酚S人体健康水质基准的研究

作为双酚A(Bisphenol A, BPA)的替代物,双酚AF(Bisphenol AF, BPAF)和双酚S(Bisphenol S, BPS)在工业中被广泛使用.近年来,BPAF和BPS在水环境中不断被检出,由于其难降解特性和较高的毒性效应,可能会对水生态系统和人体健康造成不利影响.基于此,本文以太湖流域为研究对象,开展太湖的人体健康基准研究,依据本土化人体暴露参数、水质参数、BPAF和BPS的生物累积系数等相关数据,推导出太湖流域BPAF和BPS基于人体健康风险的水环境质量基准值(Ambient Water Quality Criteria, AWQC)分别为0.4455μg·L~(-1)和10.02μg·L~(-1).此外,通过对特殊人群和普通人群的人体健康基准值进行比较,发现特殊人群的基准值均低于普通人群的基准值.该研究推导的BPAF和BPS基于人体健康风险的水环境质量基准值,可为我国双酚替代物的环境风险管理、人体健康基准研究和水环境质量标准的修订工作提供技术支持.     

缺水重污染河流环境内分泌干扰物PCP水质基准研究

基于USEPA ECOTOX水生生物毒理学数据,文章采用物种敏感性分布曲线法(SSD)和自然对数-累积概率型分布拟合法对缺水重污染河流———渭河陕西段中的环境内分泌干扰物五氯苯酚(PCP)的水质基准(WQC)进行了研究。研究结果显示:渭河陕西段中的PCP基准最大浓度(CMC)为21.35μg/L,基准连续浓度(CCC)为4.27μg/L。文章还给出了渭河陕西段中PCP水质基准的累积正态分布函数与概率密度函数。文章对渭河陕西段中PCP的WQC进行了确定性分析,分析结果认为在相关假设前提下PCP的WQC具有较高的参考价值,其确定性概率介于73.68%¹00%之间。     

甲萘威的淡水水生生物水质基准研究

为保护我国淡水水生生物,收集、筛选出5门23科44个物种的急性毒性数据和1门1科2个物种的慢性毒性数据,分别采用毒性百分数排序法和物种敏感度分布法,对我国甲萘威的淡水水生生物水质基准进行推导. 结果表明:我国淡水水生生物物种的急性毒性平均值范围为2.25～27 609 μg/L,甲壳纲急性毒性平均值范围为2.25～1 000 μg/L,鱼纲急性毒性平均值范围为700～27 609 μg/L,最敏感的物种为棘爪网纹溞,最不敏感的物种为胡鲶. 毒性百分数排序法推导出的基准最大浓度和基准连续浓度均为2.6 μg/L,物种敏感度分布法推导出的短期危险浓度和长期危险浓度分别为3.3和1.6 μg/L. 中美甲萘威的水质基准值差异归因于两国生物区系的不同. 甲壳纲对甲萘威的敏感度大于鱼纲. 初步统计表明,在22个天然水体样品中,有50%样品的甲萘威浓度高于淡水水质基准,存在环境风险.      

典型电子废物焚烧区水生生物多溴联苯醚累积特征

对广东清远某电子废物焚烧区封闭水体中水生生物体PBDEs(多溴联苯醚)的累积特征进行了研究. 结果表明,草虾、田螺、河蚌、鲫鱼、鲤鱼、黄鳝和乌鳢等水生生物体内w(∑₂₁PBDEs)(以脂肪质量计)为0.2487~24.50μg/g. 该电子废物焚烧区水生生物PBDEs污染较严重,较我国其他地区开放性水体的水生生物体w(PBDEs)高出1~3个数量级. 其中,底栖动物河蚌和田螺体内PBDEs累积最高,w(∑₂₁PBDEs)分别为11.38和4.968μg/g. 不同同系物在水生生物体内累积差异较大,BDE209是水生生物体PBDEs累积的主要组分,占49.83%~91.48%,八溴代和九溴代BDE也发生了高累积. 营养级是电子废物焚烧区水生生物PBDEs累积的最主要控制因素,但捕食和生活习性对生物体尤其是软体动物PBDEs累积也产生了较大影响.      

Bioaccumulation and human health risk assessment of trace metals in the freshwater mussel Cristaria plicata in Dongting Lake, China

Trace metal contamination in water and bioaccumulation in aquatic organisms are human health risks of increasing concern. However, the bioaccumulation of trace metals in the organs of the mussel Cristaria plicata in Dongting Lake, China and the human health risks of mussel consumption are largely unknown. We investigated the concentrations of 15 trace metals and metalloids in surface water, sediments, and C. plicata organs (foot, gill, mantle, and visceral mass) and quantified the bioaccumulation and human health risk of these trace metals in specimens collected from Dongting Lake. The concentrations of most metals in surface water exceeded previously published background values. In contrast, the concentrations of most metals in sediments showed a decreasing trend. Overall, the metal concentrations in the gill and visceral masses of C. plicata were higher than those in the foot and mantle, and higher bioaccumulation capacities were observed for essential metals than for nonessential metals. The mean concentrations of the trace elements Zn, Pb, Cd, As, Cu, and Cr in C. plicata foot samples were lower than the threshold values established by international and Chinese organizations. The estimated daily intake (EDI) values of the essential metal Mn in C. plicata foot was higher than the recommended tolerable daily intake (TDI) values for juveniles. Only Mn for juveniles and As for both juveniles and adults may pose noncarcinogenic health risks through foot consumption. The hazard index (HI) values for adults and juveniles were higher than 1, suggesting significant risks of noncarcinogenic effects to humans by exposure to multiple metals.     

北京清河水体及水生生物体内抗生素污染特征

利用高效液相色谱和串联质谱联用的方法,分析了北京市清河水体和水生生物体内4类抗生素含量水平及污染特征. 结果表明:清河水体中QNs(喹诺酮类)和MCs(大环内酯类)抗生素是主要污染物质,ρ(∑QNs)和ρ(∑MCs)的平均值分别为2238.9和814.9ng/L;在检测的5种大型水生植物体内,QNs和TCs(四环素类)抗生素是主要污染物质,w(∑QNs)和w(∑TCs)的平均值分别为945.3和389.2μg/kg;在鱼类和软体动物体内,QNs和SAs(磺胺类)抗生素是主要污染物质,w(∑QNs)和w(∑SAs)的平均值分别为3213.9和653.5μg/kg. 抗生素对清河水生态系统的环境风险评价结果表明,OFL(氧氟沙星)、CIP(环丙沙星)和NOR(诺氟沙星)对藻类和水生植物的HQs(危害系数)均大于1,说明在清河水体中这3种抗生素对藻类和水生植物存在环境风险. 研究表明,清河水环境存在一定程度的抗生素污染,其中QNs抗生素的HQs较高,其环境风险不容忽视.      

非致癌有机物水质基准的推导方法研究

基于美国环保局发表的环境水质基准(AWQC)推导方法,本文着重从理论上研究并讨论了非致癌有机物环境水质基准的推导过程。以1,2,4-三氯苯为例,计算了它的AWQC值。     

东莞市蔬菜基地蔬菜中喹诺酮类抗生素污染特征及健康风险

利用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)技术分析了东莞市蔬菜基地蔬菜中4种喹诺酮类抗生素的污染特征,并对其健康风险进行评价.结果表明,东莞市蔬菜中普遍检出喹诺酮类抗生素,以诺氟沙星和环丙沙星为主,其次是恩诺沙星,检出率均在80%以上,最高含量均大于100μg/kg(干重),平均含量近20μg/kg;不同基地和不同类型的蔬菜中喹诺酮类抗生素的含量与组成特征差异较大,总含量为叶菜类(49.87μg/kg)>根茎类(44.81μg/kg)>瓜果类(11.21μg/kg);通过食用东莞市蔬菜摄入喹诺酮类抗生素的量低于日允许摄入量,健康风险较小.     

全国自来水厂卤乙酸浓度调查、风险评估与标准建议

采用高特异性和高灵敏度的UPLC-MS/MS方法对中国34个城市的117个自来水厂出水中9种卤乙酸进行检测,其中二氯乙酸和三氯乙酸的检出率和检出浓度最高,检出率分别为78.6%和81.2%,平均浓度分别为3.47μg/L和3.31μg/L.风险评价结果表明,二氯乙酸导致我国饮用水致癌风险的期望值为5.72′10-6,处于较低风险水平;全国只有1.7%水厂出水TCAA浓度超过20μg/L的健康指导值.在风险评价的基础上结合我国水厂的卤乙酸浓度数据,建议我国饮用水的二氯乙酸和三氯乙酸标准分别修改为16μg/L和20μg/L.     

典型入海河口海域水环境健康风险评价-以辽河口为例

通过现场海水采样、室内样品处理和数据分析,对辽河河口水体中的Cd、Cr、As、NH₃-、Hg、Cu和Pb等七种金属45个监测站位进行了调查研究,并采取美国环保局推荐的健康风险评价模型对辽河河口的水环境进行了初步的健康风险评价。结果表明,金属的浓度范围分别为Cd:0.23~0.93μg/L,Cr:0.8~8.3μg/L,As:0.29~0.51μg/L,NH₃-:7.59~322μg/L,Hg:0.007~0.135μg/L,Cu:2.4~6.2μg/L,Pb:0.11~0.69μg/L;基因毒物质（Cd、Cr、As）对人体健康危害的个人年均风险要远远大于躯体毒物质（NH₃-、Hg、Cu、Pb）,其中Cr对人体健康危害的个人年均风险最大。并把水环境的综合影响情况划分成了5个等级,影响最为严重的区域是研究区域的西北部,主要原因是该区域是大凌河口区域。     

塑料管材输配水过程中有机物释放规律研究

研究了目前给水管网中常用的3种塑料管材,未增塑聚氯乙烯(uPVC),聚乙烯(PE)和无规共聚聚丙烯(PPR)管在输配水过程中有机物的释放规律.通过静态管段实验模拟给水管网中不同输配水状态,选取总有机碳(TOC)为综合评价指标,考察了不同塑料管材中有机物随时间的迁移释放特性,并分析了管材有机物释放对管网水中余氯消耗的影响.随着管材输配水次数的增加,uPVC管释放至水中的TOC浓度和TOC释放速率分别在0.03mg/L和0.04μg/(d?cm2)以下,而PE管和PPR管在输配水过程中TOC的释放浓度和释放速率在初期最大[PE: 0.19mg/L,0.25μg/(d?cm2);PPR:0.07mg/L,0.09μg/(d?cm2)],且后期递减并趋于平稳[PE:0.03~0.08mg/L,0.05~0.10μg/(d?cm2);PPR:0.01~0.03mg/L, 0.01~0.04μg/(d?cm2)].随着水力停留时间的增加,不同管材释放的有机物浓度持续升高.不同管材有机物的释放能力排序为:PE>PPR>uPVC.各管材的有机物释放特性直接影响管网水的余氯消耗特性,且管材的有机物释放量越多,管网水的余氯消耗越快.PE管的使用易引起水体有机污染问题.本研究明确了3种常用塑料管材的有机物释放规律,将进一步为与塑料管材安全性能评价相关的国家标准的修订提供理论依据.     

我国环境中PFOS的预测无效应浓度

采用全氟辛烷磺酸(PFOS)对我国生物物种的生态毒性数据,根据欧盟现有化学物质风险评价技术指导文件,对不同环境介质中PFOS的预测无效应浓度(PNEC)进行了推导.我国水体、沉积物及土壤中PFOS的PNEC值分别为1μg/L, 2.7μg/kg (湿重), 1μg/kg (湿重).该数值为我国PFOS的生态环境风险评价提供科学依据.