ICP-MS在水库水源地重金属污染健康风险评价中的应用

第３４卷，第５期光谱学与光谱分析Ｖｏｌ．３４，Ｎｏ．５，ｐｐ１３９８－１４０２２０１４年５月ＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙａｎｄＳｐｅｃｔｒａｌＡｎａｌｙｓｉｓＭａｙ，２０１４ＩＣＰ－ＭＳ在水库水源地重金属污染健康风险评价中的应用高博１，２，李强３，周怀东１，２＊，高继军１，邹晓雯１，黄勇４１．中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室，北京１０００３８２．中国水利水电科学研究院水环境研究所，北京１０００３８３．华北水利水电学院资源与环境学院，河南郑州４５００１１４．吉林农业大学园艺学院，吉林长春１３０１１８摘要对辽河流域水库饮用水源地水样中重金属元素（Ｃｒ，Ａｓ，Ｃｄ，Ｃｕ，Ｚｎ和Ｐｂ）浓度进行了调查研究，并采用美国环保署推荐的健康风险评价模型对水库中重金属污染做了初步的健康风险评价。结果表明，辽河流域５个水库中６种重金属元素Ｃｒ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ａｓ，Ｃｄ和Ｐｂ的平均浓度分别为３．３６，１．０３，２．７０，１．２３，０．０２，０．０３μｇ·Ｌ－１，均未超过国家生活饮用水卫生标准（ＧＢ５７４９—２００６）。健康风险评价结果表明，研究区域的金属致癌风险较高，致癌重金属的健康风险大小依次为Ｃｒ＞Ａｓ＞Ｃｄ。其中，水库中Ｃｒ元素致癌风险最高，成人和儿童分别为４．５０×１０－５～７．５３×１０－５和６．２９×１０－５～１．０５×１０－４ａ－１。非致癌重金属引起的健康风险值为１０－１３～１０－１０ａ－１，均在国际辐射防护委员会（ＩＣＲＰ）所规定的可接受范围内，健康风险大小为Ｃｕ＞Ｚｎ＞Ｐｂ。重金属总健康风险成人为１．０７×１０－４～１．７２×１０－４ａ－１，儿童为１．４９×１０－４～２．４０×１０－４ａ－１，均超过ＩＣＲＰ推荐的５×１０－５ａ－１。辽河流域饮用水源地致癌重金属的风险明显高于非致癌重金属。关键词ＩＣＰ－ＭＳ；水库；重金属；饮用水；健康风险评价中图分类号：Ｘ８２１文献标识码：ＡＤＯＩ：１０．３９６４／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－０５９３（２０１４）０５－１３９８－０５收稿日期：２０１３－０７－２２，修订日期：２０１３－１１－１８基金项目：水利部公益性行业专项（２０１２０１０３２），国家自然科学基金创新研究群体基金项目（５１０２１０６６），国家重大科学仪器装备专项（２０１１ＹＱ１４０１５００９）资助作者简介：高博，１９７８年生，中国水利水电科学研究院水环境研究所高级工程师ｅ－ｍａｉｌ：ｇａｏｂｏ＠ｉｗｈｒ．ｃｏｍ＊通讯联系人ｅ－ｍａｉｌ：ｈｄｚｈｏｕ＠ｉｗｈｒ．ｃｏｍ引言重金属元素是水环境中普遍存在的一类污染物，具有高稳定性、可累积性以及不可降解性等特点［１，２］。水体中重金属污染物会通过各种暴露途径（饮水，食物摄入，皮肤暴露以及呼吸途径等）对人体健康产生危害，其中饮水是一条重要的暴露途径。然而，目前对水体中的重金属污染的大多数研究仅局限于重金属的实测浓度及其与国内外水质标准的对比分析。事实上，水环境中的重金属含量虽然可能低于相应的水质标准，但由于其毒性较大，经健康风险评价后仍可能会成为水体中的潜在污染物［３］。因此，对水环境中重金属污染所引起的人体健康风险评价研究具有重要的科学和现实意义。健康风险评价（ｈｅａｌｔｈｒｉｓｋａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ，ＨＲＡ）是通过估算有害因子对人体产生不良影响发生的概率，从而来评价该有害因子对人体健康产生威胁的风险［４］。目前健康风险评价已成为环境风险评价的重要组成部分［５］。我国的风险评价研究起步较晚，主要是通过应用国外提出的健康风险评价模型对水环境进行评价。近几年，我国学者利用美国环境保护署（ＥＰＡ）推荐的环境风险评价模型对不同类型水体中重金属污染进行了初步健康风险评价［３，６－８］。本研究调查了辽河流域饮用水源地六种重金属元素（Ｃｄ，Ａｓ，Ｃｒ，Ｐｂ，Ｚｎ和Ｃｕ）的含量和分布特征，并采用ＥＰＡ推荐的健康风险评价数学模型评价了辽河流域饮用水源地不同重金属的健康风险，旨在为辽河流域饮用水源地的重金属污染评价和防治提供科学依据。１实验部分１．１样品采集２０１２年７月对辽河流域５个水库（观音阁水库、汤河水库、清河水库、大伙房水库、恒仁水库）的水样进行了采集，每个水库采集水样３个，并设置两个平行样。将采集的水样经０．４５μｍ滤膜进行过滤，然后置于２５０ｍＬＰＥＴ材质的塑料采样瓶中，加入高纯浓硝酸进行酸化，将ｐＨ值调至２以下，于４℃下密封保存。用电感耦合等离子体质谱仪（ＤＲＣ－ｅ型ＩＣＰ－ＭＳ，美国Ｐｅｒｋｉｎ－Ｅｌｍｅｒ公司）检测了水样中的Ｃｄ，Ｃｒ，Ａｓ，Ｐｂ，Ｚｎ和Ｃｕ的浓度。结果表明待测物质的相对标准偏差（ＲＳＤ）均小于１０％，数据的精度和准确度符合ＵＳＥ－ＰＡ的要求（ＲＳＤ＜３０％）。１．２健康风险评价模型水环境中的有毒有害污染物一般可以分为两类：躯体毒物质和基因毒物质。其中躯体毒物质包括非