城市污水回用健康风险评价

Preliminary Study for Health Risk Assessment of Urban Wastewater Reuse
ZHANG Nan;jI Min;ZHANG Jun．zhen
(School of Environmental Science and Engineering，Tianjin University，Tianjin，300072，China)

Abstract：With increasing quantity of wastewater reuse，the dangers which would caused by reclaimed water become more and more important．To evaluate the health risk of wastewater reuse，risk assessment technique has became the key to guaranteeing the safety of reclaimed water．In this paper，th e basic idea，method of health risk as sessment were discussed．
Key words：wastewater reuse;health risk assessment

1 污水回用的现状及问题
　　由于工业发展人口增加和水体污染加剧，全球的水资源短缺已成为制约经济发展的重要因素。城市污水回用是解决水资源严重短缺的有效途径。建设部规划2010年我国年城市排水量600×lO⁸m³，若平均回用率为10％，回用量约8×10⁶m³／d，可见污水回用将为缓解水资源短缺做出巨大贡献。但是,污水回用中可能产生一系列问题，表1为污水回用的主要方向和可能出现的问题。

表1 回用水的用途及可能产生的问题

回用途径 可能产生的问题 城市杂用(绿化，冲车等) 回用水中致病菌通过直接接触或气溶胶传播对公众健康产生危害 农业灌溉(食用、非食用作物、灌溉等) 食用农作物是否被接受；高营养素含量对某些处于生长期的作物有不利影响；生水需消毒再灌溉，否则不可放牧；灌溉喷头易堵；土壤板结；污染地下水。 工业循环回用(冷却水，锅炉补给水) 致病菌通过风吹震落等途径对人体产生危害，设备及管道的结垢，腐蚀，堵塞和微生物滋生 环境补给水（公园、池塘、湿地、人工造雪等） 细菌、病毒对人体的眼、鼻、喉等接触部位产生危害，富营养化及藻类繁殖，某些成分对水生生物的病理学、毒理学影响 地下水回灌（地下水补给、防止地面沉降） 可能污染作为饮用水源的地下水含水层；回用水中的难降解有机物，重金属等对地下水的影响 饮用水源（直饮，与水库等天然水体混合的非直饮） 细菌病毒对人体健康的危害，公众的可接受程度，有机物的病理、毒理学影响

　　这就迫切需要利用风险评价技术将处理后回用水中的成份对公众健康可能产生的影响进行健康风险评价，为污水处理向水回用、水循环迈进和有关部门制定标准打下技术基础。
2 污水回用的健康风险评价
　　风险，即不幸事件或不良后果发生的概率。定义为影响或危害发生概率与后果的乘积。风险评价是近20年发展起来的新兴学科，已应用于食品，制药。环保等领域。风险评价是一个判断风险是否可以被接受的过程，主要包括人体健康风险评价和生态环境风险评价。由于二级出水即使深度处理后仍含有对公众健康乃至子孙后代造成危害的物质，考虑现有技术和经济因素需要将这些有害物质(致病微生物，化学有机物，重金属)，其可能对人体健康产生危害的概率，程度进行定性及定量的评价，进而有效地进行风险管理，保证污水回用的安全性。污水回用具有污染物含量低，应用范围广，与人体接触几率大持续时间长的特点，综合国际上风险评价方法，对于污水回用的健康风险评价建议采用如下的步骤进行。
2.1 健康风险鉴别
　　在广泛收集病理学毒理学数据基础上对有害物质即风险源进行识别。目前污水回用健康风险评价中主要考虑有机物，致病微生物(细菌，病毒，寄生虫等)，重金属。
2.2 剂量反应分析及暴露量评估
　　经常使用由高剂量向低剂量外推，由动物实验资料向人体推广的手段。对于残留化学物质常用Multistage模型和线性多阶段低剂量反应外推模型，低剂量时剂量一反应直线的斜率即为单位剂量引起的风险。对于有毒化学物质美国国家环保局(USEPA)定义了参考剂量法(RfD )。其出发点认为低于计算参考剂量时不发生有害效应。RfD定义为：
　　RfD=NOAEL or LOAEL/(UF₁×UF₂×…)×MF
　　式中：某种致癌物的参考剂量，mg／(kg·d)；
　　　　　NOAEL最高未观测到的有害物水平，ms／(kg·d)；
　　　　　LOAEL最低可观测到的有害物水平，ms／(kg·d)；
　　　　　UF₁，UF₂不确定因子；MF为调整因子。
　　对于致病微生物国外研究建立了一系列指示生物浓度与感染风险关系的方程，并给出了轮状病毒浓度与感染风险成对数正态分布的剂量反应模型。有人认为用大肠杆菌作为指示菌的传统方法由于其在系统内部的增殖和大量非粪肠道球菌的混入致风险估计过高。建议采用粪便肠道球菌作为指示生物，并对灰水(不包括冲厕的生活污水)回用进行了微生物方面的健康风险评价，经对比结果较准确。USEPA认可的肠病毒接受风险阈值为10^-4，致癌物的可接受风险阈值为10^-5。
　　暴露量评估应确定暴露量与暴露途径。在暴露量估计中，由于污水回用途径的不同，人群吸收这些物质的途径(呼吸吸入、食入、直饮、表皮吸收等)也就不同，故产生的危害也不尽相同。美国John Acquavella等对美国农业中常用的25种杀虫剂，除草剂，杀菌剂与使用人群患癌症的关系进行的流行病学研究表明，在混合，装卸，喷洒过程中均佩戴手套且封闭作业时与不做任何防护情况下的表皮吸收量(按吸收率20％计)分别0.00024，0.021 ms／(kg·d)。可见，采取一定的防护措施可以将暴露吸收量和致癌几率降至最低。
2．3 健康风险特征分析
　　在以上步骤的基础上进行总结，给出健康风险定性或定量的表达，并评估给出不确定性程度。
2．4 健康风险管理
　　包括选择管理实施方案；在对管理措施进行公共卫生，经济，社会，政治等因素的影响评价基础上，制定相应的行业标准与法规；确定必要的技术，将风险限制在可接受水平。
3 存在的问题与发展方向
　　国外一些暴露量估计和低剂量反应分析中经常出现“u”型、“J”型曲线而非线性，要求对某些受体进行分析时需要对常用线性模型进行改进或修正。由于风险评价各部门的独立和保密，造成某些表达方式不统一。因此，国外提出了“综合风险评价”的概念。在综合风险评价中还应注意共用术语的解释；数据共享；不同资料来源权值的规范；不确定性表达的标准化等问题。可致遗传变异有机物及新生回用材料的统计；同一时刻系列受体的暴露效应的评价等也是专业人士应考虑的问题。
4 结论
　　综上所述，利用风险评价这一新兴技术进行污水回用健康风险评价对于保证人体健康，制定符合我国国情的回用水标准和规范是十分必要的。要建立系统的污水回用健康风险评价体系还需要在借鉴，国内外研究成果的基础上做大量细致艰苦的工作。
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