周晓玉

（凌源市水务局，辽宁 凌源 122500）

水是生命之源泉，获取安全饮用水是人类赖以生存的基本要求，自1980 年以来，凌源市经历了基本饮水井、人畜饮水、防氟改水、饮水解困和饮水安全等几个阶段，使得农村饮水逐步得到明显改善。农村特定的经济社会条件和自然地理环境与农村饮水健康风险评估关系密切，相较于城市饮水具有显著差异，参照城市体系无法真实反映其水质安全状况[1-3]。因此，本研究以凌源市为例，通过检测分析全市75 处代表性农村饮水工程150 个水样水质及其地域分布特征，科学评估了其健康风险状况，旨在为饮水水质检测方案设计提供参考依据。

1 研究方法

1.1 水样来源

凌源市地处辽宁省西部，总面积3278km2，截至2021 年底全市总人口65.1 万，共有827 处集中供水工程，受益人口35.7 万人。2015 年农村饮水水质检测中心投入建设使用，检测面积700km2，能够检测项目27 项，水质检测大型设备有原子荧光(吸收光)分光光度计、离子色谱仪、流动注射仪、气(液)相色谱等。

2019 年6～8 月对凌源市75 处农村集中供水工程进行水样采集，包括水源水、出厂水和管网末梢水，采集水样150 个。

1.2 检测方案

1）检测方法。依据《生活饮用水标准检验方法》中相关规定要求进行水样采集、保存、运输、分析和评价。

2）检测项目。根据凌源市具体情况，按照《生活饮用水卫生标准》对水质进行分析评价，确定凌源市农村饮水安全检测指标26 项，其中微生物学指标3 项：总大肠菌群、菌落总数、耐热和埃希氏；毒理指标8 项：氟化物、砷、镉、铬(六价)、铅、汞、硒、硝酸盐(以N 计)；感官性状和一般化学指标15 项：总硬度(以CaCO3计)、溶解性总固体、氯化物、臭和味、浑浊度、色度、pH 值、锰、铁、锌、铜、硫酸盐、耗氧量(CODMn，以O2计)、肉眼可见物、氨氮。

3）地域分布。结合检测数据，将硝酸盐(N)＞10mg/L、氟化物＞1mg/L 和硫酸盐＞250mg/L 的水样筛选出来，应用QGIS 地理信息系统聚类分析凌源市农村饮水超标地点分布特征[4]。

4）健康风险评估。一般包括风险表征、暴露评估、剂量-反应关系以及毒性评估等几个阶段，利用健康风险模型计算非致癌性物质的风险度，即[5-6]：

式中：Rig n、Dig为通过饮水途径物质i所引起的个人健康风险度(a-1)和单位体重日均暴露剂量(mg/kg·d-1)；R f Dig为通过饮水途径非致癌性物质i的参考剂量；AT为平均寿命(a)，其中数值1×10-6代表可接受风险水平。通过饮水途径非致癌性物质i的日均单位体重暴露剂量可以利用下式计算确定[7]，即：

式中：Ci、IR为物质i的质量浓度(mg/L)和每日每人平均饮水量(L/d)；BW为体重的平均值(kg)。

2 结果与分析

2.1 总体水质

经检测分析，参与研究的150 个水样仅有15个不达标，总体达标率90%。其中，50 个水源水、50 个出厂水和50 个管网末梢水中不达标水样依次为1 个、5 个、9 个，所对应的达标率为98%、90%、82%。水源水和出厂水达标率高于管网末梢水，说明农村输水管网和储水池失修渗漏以及供水设施老化，致使管内生锈、脱落和供水管线残损腐蚀可能是引起农村饮用水超标的主要原因，长期以往微生物超标，对饮水水质造成影响。不符合指标类型和不达标指标情况，如表1 所示。

表1 检测统计数据

结果显示，感官形状和一般化学指标是凌源市不符合农村饮水安全的主要指标类型，而饮水水质不达标主要是由硫酸盐超标所引起的；另外，微生物学指标中的总大肠菌群不达标率为2.0%，部分样品毒理指标中的硝酸盐(以N 计)和氟化物出现不达标的情况。

硝酸盐(以N 计)、溶解性总固体、总硬度及浑浊度超标水样无特定分布规律，水样较少。随机散布的总大肠菌群是影响凌源市农村饮水水质的重要因素，不达标率2.0%，参与检测的农村供水工程中有2 处总大肠菌群超标，并且均来源于管网末梢水。其中，农村地区特定的环境和历史条件是导致微生物指标超标的主要原因，如管网分布较分散难以实现集中保养、维修等，而最重要的原因是农村饮水消毒设施的运行条件、配备情况相较于城市差距很大。为了解决农村饮水问题有条件的地区通常会建设规模较大的集中连片供水工程，但较分散、距离较远的供水末端地区受管网限制必须实施二次供水，这些地区存在水体流动性差、放水频次过低和管网末梢管理不合理，未定期清理输水管网和储水池等问题，消除系统的运行及配套存在一定潜在风险。

2.2 地域分布

1）硫酸盐。依据硫酸盐地域分布情况可知，凌源市西部个别乡镇农村饮水中的硫酸盐含量偏高，这可能与当地分布的一些矿产资源等因素有关。

2）氟化物。结合氟化物地域分布情况可知，凌源市西北部一带农村饮水中的氟化物含量偏高，究其原因该地区蒸发作用较强、地下水层较强且处于河流上游，矿产开采致使土壤中的氟和含氟较高的岩石很容易浓缩富集于地下水中，从而导致饮水含氟量偏高。

2.3 健康风险评估

1）评估指标。经检测分析，所有水样的化学指标数据均小于检出限的有铬(六价)、硒、汞、砷、锰、铜，统计这些指标对健康风险评估无实际意义，故以上指标不参与分析；由于在IRIS 系统中查询不到铁、氯化物、硫酸盐饮食途径的毒理学依据，故也不参与分析。综上分析，健康风险评估最终选择锌、铅、镉、氟化物、硝酸盐（以N 计）5 个指标。

2）毒性评估。硝酸盐(以N 计)可以转变成具有一定致突变、致畸、致癌风险的亚硝胺或亚硝酸盐类物质；氟是一种能够降低龋齿患病率的微量元素，但人体摄入剂量过高会影响骨骼、牙齿的发育，甚至引起氟骨病、氟斑牙等；镉会引起肾、肝出现症状，还会刺激肠胃黏膜；铅会对导致呼吸、免疫、神经和消化等系统出现慢性或急性毒性，尤其是会危害儿童智力发育；铅的毒性一般较低，但人体摄入剂量过高会产生恶心呕吐和刺激肠胃的情况[5]。

3）暴露评估。以凌源市75 处农村集中供水工程所覆盖的常住人口作为本研究的暴露人群，由于是以饮水为暴露途径，故健康风险评估仅考虑末梢水检测数据。以满足正常生理需要为基准确定每日每人饮水量3L，按成人体重60kg 作为平均体重，以2021 年人均预期寿命77.5 年作为人均平均寿命，依据IRIS 系统查询信息和美国EPA 相关资料确定参考剂量，如表2 所示。

表2 各指标参考剂量值

5）风险表征。非致癌物的健康风险度利用公式(1)～(2)计算确定，如表3 所示。结果显示，镉、铅、锌、硝酸盐(以N 计)和氟化物指标健康风险度均未超出健康风险水平(1×10-8a-1)，这表明虽然凌源市个别地区存在硝酸盐(以N 计)、氟化物超标的现象，但整体农村饮水具有较高的安全水平，健康风险较低。

表4 饮水途径非致癌物的年健康风险

具体而言，宋杖子和万元店的氟化物健康风险度1.55×10-8、1.35×10-8，大刘杖子、大王杖子、八道沟、北沟、平房和段杖子的硝酸盐（以N 计）风险度依次为2.15×10-8、2.06×10-8、1.20×10-8、1.18×10-8、1.66×10-8、1.25×10-8，超出健康风险水平(1×10-8a-1)，这表明以上地区的农村饮水具有一定健康风险，虽然风险度较低但必须给予重视，应加强对长期积累的有毒物质风险控制，及时采集降低健康风险的有效措施[13]。其它指标风险度均未超过健康风险水平(1×10-8a-1)，基本可以忽略该数量级所产生的健康风险，也无需采取有关治理措施。

3 结 论

农村特定的经济社会条件和自然地理环境与农村饮水健康风险评估关系密切，相较于城市饮水具有显著差异，如何对农村饮水水质实施科学有效地管理逐渐成为当前研究的热点。文章以辽宁省西部的凌源市为例，结合当地实际情况合理选择水质检测指标，通过健康风险评估、地域分布分析和指标评价，可以为科学制定农村供水管理政策一定参考依据。目前，研究评估农村饮水健康风险的指标体系尚不完善，应结合各地具体情况综合考虑多方面因素建立更加完善的体系，从而实现农村供水可持续发展及集中供水工程管理水平提升。