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风险致癌!饮用水中三卤甲烷多途径暴露的健康风险评价

主要论述了风险致癌论文范文相关参考文献文献

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杨健康,王启山,鲁金凤,王丽坤,贝新宇,朱文姝

(南开大学环境科学与工程学院,天津300071)

摘 要:采用美国环保署(USEPA)推荐的健康风险评价模型,评估了我国某市居民因饮用水消毒副产物三卤甲烷(THMs)而产生的健康风险.通过对经口摄入、皮肤接触和蒸汽吸入3个途径下THMs暴露的终生致癌风险和危险指数进行计算.结果表明,经口摄入是引起致癌风险和非致癌风险的最主要途径.但是其他两种途径的风险也是不可忽视的.

关键词:三卤甲烷;多途径;摄入;皮肤吸收;蒸汽吸入;健康风险评价

中图分类号:TU991.25 文献标识码:A 文章编号:1008-9500(2009)07-0027-04

Human Health Risk Assessment on Trihalomethanes with Multiple Exposure Pathways in Drinking Water

Yang Jiankang, Wang Qishan, Lu Jinfeng, Wang Likun, Bei Xinyu, Zhu Wenshu

(The College of Environmental Science and Engineering, Nankai University, Tianjin  300071, China)

Abstract:This work assessed the human health risk from trihalomethanes (THMs) in drinking water of a certain city in China, using the risk assessment models developed by the United States Environmental Protection Agency (USEPA). The lifetime cancer risk and risk index of THMs through three exposure pathways (i. e. oral ingestion, dermal absorption and inhalation exposure) from tap water in six districts of this city were calculated. The results showed that oral ingestion was the major exposure pathway of THMs and brought on the highest risk of cancer for inhabitant. However, dermal absorption and inhalation were also not ignored.

Keywords:trihalomethanes; multiple pathways; oral ingestion; dermal absorption; inhalation; risk assessment

为了保证饮用水的微生物安全性,饮用水必须进行消毒.目前,氯消毒仍然是国内外最常用的消毒技术.但氯消毒过程中产生的消毒副产物的“三致”风险性,也越来越引起了人们对饮用水的安全性的担忧.目前,已确定的主要的氯化消毒副产物有三卤甲烷(THMs)、卤乙酸(HAAs)、卤代氰(Cysnogenhandes)、卤代酮(Haloketones)、卤代醛(Haloadehydes)、卤代酚(halophenols)及强致突变物3-氯-4(二氯甲基)-5-羟基-2(5H)-呋喃酮(MX)等[1-4].三卤甲烷(THMs)主要包括三氯甲烷、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷、三溴甲烷4种,是主要的氯化消毒副产物,也被公认为是对人体健康有潜在致癌危险的主要氯化消毒副产物[5-7].为了进一步明确国内某地区的饮用水经氯消毒后的致癌风险性[8],采用美国环保署(USEPA)推荐的健康风险评价模型,针对饮用水中THMs多途径暴露对人体健康的风险进行了研究.

世卫组织:手机会增加致癌风险 视频时长:02:11 世卫组织:手机会增加致癌风险 播放:15111次 评论:6898人

人们对水介质的暴露主要是经口摄入、皮肤吸收和蒸汽吸入[9].本文全面考察了3种暴露途径下饮用水中的THMs对人体健康潜在的风险性.

1、理论及方法

健康风险评价是描述人群暴露于环境危害因素下,出现不良健康效应的特征.目前国际上普遍采用的风险评价模式为美国国家研究委员会(NRC)创立的四段法,其基本程序为风险识别、暴露评价、剂量—效应评价和风险表征.

在针对饮用水水质进行的健康风险评价时,首先应确定污染物种类和浓度,分析暴露途径,计算暴露剂量.结合污染物毒理学危害进行“剂量—效应”评价.综合分析判断饮用水中有害物质导致暴露人群发生有害效应的可能性.

1.1化学物质致癌风险

 一般认为,水中致癌化合物在浓度较低时,所产生的致癌风险与其浓度之间存在线性关系.对于经口摄入,皮肤吸收和蒸汽吸入3种暴露途径,目前通常采用的评价公式为[10]:

在致癌风险评价模型中,呼吸量、饮水率、平均体重、皮肤表面积和期望寿命等参数综合参考了USEPA的推荐值和我国及该地区的统计值.本研究只考虑全体居民的日常暴露.

1.2化学物质非致癌风险

化学污染物对人体的非致癌慢性毒害一般以参考剂量RfD为衡量标准,暴露水平高于参考剂量者为可能有危险熏暴露水平等于或低于参考剂量者为不大可能有危险.对于不同途径中非致癌风险评价的THMs危险指数,可以采用以下公式计算:

2、案例分析

以我国某市饮用水中THMs检测数据为例,运用上述评价模型对其进行健康风险评价.在该市内6个区的水厂采集水样,采用原国家环保总局《水和废水监测分析方法》中的顶空进样气相色谱法对水样进行分析处理,每组水样做5次平行实验,THMs浓度取平均值.表1为结果数据.

从表1中可知,该地区自来水中总THMs浓度范围为46.64~66.91μg/L,远低于WHO[11]的限值浓度,也低于我国新标准THMs最高浓度为100μg/L的标准.

2.1THMs多途径终生致癌风险评价

2.1.1经口摄入

表2为USEPA给出的4种THMs的效力因子(PF)和参考剂量(RfD)值.计算经口摄入途径群体的健康风险,结果如图1所示.图中6个供水区域的CHCl3,CHCl2Br和CHClBr2的终生致癌风险值均高于USEPA的可接受风险水平(1.0×10-6).其中Z3区CHCl2Br的致癌风险最高,为2.68×10-5.

对比分析各区域经口摄入途径THMs总终生致癌风险,Z3区的风险水平最高,为4.37×10-5.Z1区的最低,为3.01×10-5.

2.1.2皮肤吸收

人们在使用自来水时,水中有害物质会通过皮肤接触而被吸收进入人体内.这里主要讨论的是淋浴和游泳过程中THMs暴露的致癌风险.图2和图3分别为表皮吸收途径下男性和女性THMs暴露的致癌风险.

图2表明,该市6个区域内男性因接触自来水中CHCl3,CHCl2Br和CHClBr2而导致的终生致癌风险均高于1.0×10-6.

对比不同地区的致癌风险,对于CHCl3,Z3区的风险值最高,为3.18×10-6,Z6区的值最低,为1.97×10-6.对于CHCl2Br,最高和最低值分别为Z3区和Z1区.而CHClBr2,最高风险则出现在Z6区,最低为Z1区.

6个区域的这4类物质男性皮肤吸收的终生致癌风险总值介于9.40×10-6至1.37×10-5之间.风险最高和最低地区分别为Z3区和Z1区.从表皮吸收角度分析4种THM物质对平均总致癌风险的贡献率,CHCl2Br的终生致癌风险所占比例最高,占总风险的60.52%,其余依次是CHCl3,占21.93%,CHClBr2占17.04%,CHBr3占0.51%.

女性与男性皮肤吸收所引起的致癌风险差异,主要是由两者皮肤接触面积不同而造成的,其结果的总体趋势基本一致,因此对女性皮肤吸收的致癌风险不再详细分析.

2.1.3蒸汽吸入

吸入暴露发生在呼吸时空气中含有挥发的有害物质,如游泳,淋浴,洗衣服和做饭等过程.目前研究显示淋浴过程的吸入暴露是导致人体致癌风险较高的最重要因素[12].由于CHCl3的沸点较低,因此通常认为CHCl3是淋浴和游泳过程中吸入暴露的主要物质.本研究针对THMs中CHCl3的吸入暴露计算了其致癌风险,结果如图4所示.

6个区域的自来水中CHCl3吸入暴露的致癌风险值介于6.97×10-6至1.13×10-5之间,均高于可接受风险1.0×10-6,吸入暴露平均致癌风险为9.23×10-6.其中,Z3区的CHCl3吸入暴露风险最高,Z6区的最低.

2.2THMs多途径非致癌风险评价

鉴于THMs4种化学物质的毒理学性质为可能人类致癌物及可疑人类致癌物,因此对饮用水中THMs的风险评价还应包括不同暴露途径下危险指数的计算.表3至表5为经口摄入和皮肤吸收两种途径THMs的危险指数.

表3显示口头摄取途径中CHCl3的危险指数最低为Z6区的1.03×10-7,最高为Z3区的1.67×10-7.对于CHCl2Br,危险指数范围是1.51×10-8至2.17×10-8.CHClBr2危险指数最高为Z6区的4.77×10-9,最低为Z1区的2.55×10-9.Z3区的总危险指数最高,为1.93×10-7,这可能与源水流经途中周边工厂与耕地较多,造成源水中有机质含量较多,使得处理后饮用水中THMs浓度较高.而Z6的源水流经途中环境较好,因此产生的THMs浓度较低.

表4及表5中男性和女性表皮吸收途径中THMs危险指数整体低于口头摄取途径.由于皮肤表面积的差异,男性表皮吸收危险指数要高于女性.同样,总危险指数最高和最低分别为Z3区和Z6区.从均值上看,表皮吸收途径的危险指数约占总危险指数的26.66%,因此在对饮用水非致癌危险的评估中,皮肤吸收途径也是不可忽略的.

2.3THMs多途径总致癌风险与危险指数

图5显示了饮用水中THMs通过经口摄入,皮肤吸收和蒸汽吸入途径而产生的平均致癌风险.结果表明经口摄入途径产生的致癌风险最高.这个与表3~5列出的3种暴露途径导致的平均危险指数趋势是一致的.

3、不确定性分析

USEPA健康风险评价模型,把饮用水中的有害物质与人体健康联系起来,定量描述有害物质对人体健康产生危害的风险,该模型在健康风险评价中应用较为广泛.然而在水环境中,健康风险评价系统包含了大量的不确定性因素[13],如有害物质浓度的分布、暴露量和暴露频率的大小、剂量—效应关系以及不同年龄段人群承受的风险水平限度不同等.这些不确定性使得对水质风险评价系统中给定参数的大小和出现概率不能做出很好的估算.因此,对于水质风险评价中的不确定性研究,特别是剂量—效应的风险表征和有害物质之间交互作用的不确定性的研究,将是水质风险评价下一步发展的重要方向.

4、结论与建议

(1)该地区自来水中的THMs都低于我国生活饮用水卫生标准(2006)相关限值,但其水质整体致癌风险较高.

(2)评价结果表明,3种暴露途径(经口摄入,皮肤吸收和蒸汽吸入)中,经口摄入是引起致癌风险和非致癌风险的主要途径,但其他两种途径的风险也是不可忽略的.

(3)THMs的非致癌风险研究表明,男性和女性多途径暴露的危险指数分别为2.12×10-7和2.09×10-7.

鉴于评价过程中一些局限因素,建议以后在有机污染物联合作用机理上进行更深入的研究,同时应针对不同年龄段人群特别是儿童承受风险水平的限度进行剂量—效应研究,以期获得准确数据,为我国生活饮用水卫生标准的不断完善提供可靠的参考依据.

参考文献

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2、陶大钧,丁建清.饮用水消毒过程中卤代烃的形成和控制[J].江苏环境科技,1999,12(4):1-3.

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4    JANDA V,SVECOVA M. By-products in drinking water disinfection[M].      New York,USA:Chem.Listy Pres,2000:905-908.

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费列罗致癌风险:别吃刚出炉面包致癌风险或成倍增高_原画

9    LIN T F,HOANG S W.Inhalation exposure to THMs from drinking      water in south Taiwan[J].Total Environ,2000,246(1): 41-49.

10    GRATT L B.Air Toxic Risk Assessment and Management[M].        New York,USA:Van Nostrand Reinhold,1996:476-513.

11    WHO.Guidelines for Drinking-Water Quality[R].Geneva:WHO,        1993:43-46.

12    WILKES C,SMALL M,ANDELMAN J,et al. Inhalation exposure        model for volatile chemical from indoor uses of water[J].Atmos        Environ,1992,26:22-27.

13 王永杰,贾东红.健康风险评价中的不确定性分析[J].环境工程,2003,21(6):66-69.

(责任编辑/赵建国)

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