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 污水回用的現(xiàn)狀及問題
　　由于工業(yè)發(fā)展人口增加和水體污染加劇，全球的水資源短缺已成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。城市污水回用是解決水資源嚴(yán)重短缺的有效途徑。建設(shè)部規(guī)劃2010年我國(guó)年城市排水量600×lO⁸m³，若平均回用率為10％，回用量約8×10⁶m³／d，可見污水回用將為緩解水資源短缺做出巨大貢獻(xiàn)。但是,污水回用中可能產(chǎn)生一系列問題，表1為污水回用的主要方向和可能出現(xiàn)的問題。

表1 回用水的用途及可能產(chǎn)生的問題

回用途徑 可能產(chǎn)生的問題 城市雜用(綠化，沖車等) 回用水中致病菌通過直接接觸或氣溶膠傳播對(duì)公眾健康產(chǎn)生危害 農(nóng)業(yè)灌溉(食用、非食用作物、灌溉等) 食用農(nóng)作物是否被接受；高營(yíng)養(yǎng)素含量對(duì)某些處于生長(zhǎng)期的作物有不利影響；生水需消毒再灌溉，否則不可放牧；灌溉噴頭易堵；土壤板結(jié)；污染地下水。 工業(yè)循環(huán)回用(冷卻水，鍋爐補(bǔ)給水) 致病菌通過風(fēng)吹震落等途徑對(duì)人體產(chǎn)生危害，設(shè)備及管道的結(jié)垢，腐蝕，堵塞和微生物滋生 環(huán)境補(bǔ)給水（公園、池塘、濕地、人工造雪等） 細(xì)菌、病毒對(duì)人體的眼、鼻、喉等接觸部位產(chǎn)生危害，富營(yíng)養(yǎng)化及藻類繁殖，某些成分對(duì)水生生物的病理學(xué)、毒理學(xué)影響 地下水回灌（地下水補(bǔ)給、防止地面沉降） 可能污染作為飲用水源的地下水含水層；回用水中的難降解有機(jī)物，重金屬等對(duì)地下水的影響 飲用水源（直飲，與水庫等天然水體混合的非直飲） 細(xì)菌病毒對(duì)人體健康的危害，公眾的可接受程度，有機(jī)物的病理、毒理學(xué)影響

　　這就迫切需要利用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)將處理后回用水中的成份對(duì)公眾健康可能產(chǎn)生的影響進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，為污水處理向水回用、水循環(huán)邁進(jìn)和有關(guān)部門制定標(biāo)準(zhǔn)打下技術(shù)基礎(chǔ)。
2 污水回用的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)
　　風(fēng)險(xiǎn)，即不幸事件或不良后果發(fā)生的概率。定義為影響或危害發(fā)生概率與后果的乘積。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是近20年發(fā)展起來的新興學(xué)科，已應(yīng)用于食品，制藥。環(huán)保等領(lǐng)域。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是一個(gè)判斷風(fēng)險(xiǎn)是否可以被接受的過程，主要包括人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。由于二級(jí)出水即使深度處理后仍含有對(duì)公眾健康乃至子孫后代造成危害的物質(zhì)，考慮現(xiàn)有技術(shù)和經(jīng)濟(jì)因素需要將這些有害物質(zhì)(致病微生物，化學(xué)有機(jī)物，重金屬)，其可能對(duì)人體健康產(chǎn)生危害的概率，程度進(jìn)行定性及定量的評(píng)價(jià)，進(jìn)而有效地進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理，保證污水回用的安全性。污水回用具有污染物含量低，應(yīng)用范圍廣，與人體接觸幾率大持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)，綜合國(guó)際上風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，對(duì)于污水回用的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)建議采用如下的步驟進(jìn)行。
2.1 健康風(fēng)險(xiǎn)鑒別
　　在廣泛收集病理學(xué)毒理學(xué)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上對(duì)有害物質(zhì)即風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行識(shí)別。目前污水回用健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中主要考慮有機(jī)物，致病微生物(細(xì)菌，病毒，寄生蟲等)，重金屬。
2.2 劑量反應(yīng)分析及暴露量評(píng)估
　　經(jīng)常使用由高劑量向低劑量外推，由動(dòng)物實(shí)驗(yàn)資料向人體推廣的手段。對(duì)于殘留化學(xué)物質(zhì)常用Multistage模型和線性多階段低劑量反應(yīng)外推模型，低劑量時(shí)劑量一反應(yīng)直線的斜率即為單位劑量引起的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于有毒化學(xué)物質(zhì)美國(guó)國(guó)家環(huán)保局(USEPA)定義了參考劑量法(RfD )。其出發(fā)點(diǎn)認(rèn)為低于計(jì)算參考劑量時(shí)不發(fā)生有害效應(yīng)。RfD定義為：
　　RfD=NOAEL or LOAEL/(UF₁×UF₂×…)×MF
　　式中：某種致癌物的參考劑量，mg／(kg·d)；
　　　　　NOAEL最高未觀測(cè)到的有害物水平，ms／(kg·d)；
　　　　　LOAEL最低可觀測(cè)到的有害物水平，ms／(kg·d)；
　　　　　UF₁，UF₂不確定因子；MF為調(diào)整因子。
　　對(duì)于致病微生物國(guó)外研究建立了一系列指示生物濃度與感染風(fēng)險(xiǎn)關(guān)系的方程，并給出了輪狀病毒濃度與感染風(fēng)險(xiǎn)成對(duì)數(shù)正態(tài)分布的劑量反應(yīng)模型。有人認(rèn)為用大腸桿菌作為指示菌的傳統(tǒng)方法由于其在系統(tǒng)內(nèi)部的增殖和大量非糞腸道球菌的混入致風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)過高。建議采用糞便腸道球菌作為指示生物，并對(duì)灰水(不包括沖廁的生活污水)回用進(jìn)行了微生物方面的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，經(jīng)對(duì)比結(jié)果較準(zhǔn)確。USEPA認(rèn)可的腸病毒接受風(fēng)險(xiǎn)閾值為10^-4，致癌物的可接受風(fēng)險(xiǎn)閾值為10^-5。
　　暴露量評(píng)估應(yīng)確定暴露量與暴露途徑。在暴露量估計(jì)中，由于污水回用途徑的不同，人群吸收這些物質(zhì)的途徑(呼吸吸入、食入、直飲、表皮吸收等)也就不同，故產(chǎn)生的危害也不盡相同。美國(guó)John Acquavella等對(duì)美國(guó)農(nóng)業(yè)中常用的25種殺蟲劑，除草劑，殺菌劑與使用人群患癌癥的關(guān)系進(jìn)行的流行病學(xué)研究表明，在混合，裝卸，噴灑過程中均佩戴手套且封閉作業(yè)時(shí)與不做任何防護(hù)情況下的表皮吸收量(按吸收率20％計(jì))分別0.00024，0.021 ms／(kg·d)。可見，采取一定的防護(hù)措施可以將暴露吸收量和致癌幾率降至最低。
2．3 健康風(fēng)險(xiǎn)特征分析
　　在以上步驟的基礎(chǔ)上進(jìn)行總結(jié)，給出健康風(fēng)險(xiǎn)定性或定量的表達(dá)，并評(píng)估給出不確定性程度。
2．4 健康風(fēng)險(xiǎn)管理
　　包括選擇管理實(shí)施方案；在對(duì)管理措施進(jìn)行公共衛(wèi)生，經(jīng)濟(jì)，社會(huì)，政治等因素的影響評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上，制定相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)；確定必要的技術(shù)，將風(fēng)險(xiǎn)限制在可接受水平。
3 存在的問題與發(fā)展方向
　　國(guó)外一些暴露量估計(jì)和低劑量反應(yīng)分析中經(jīng)常出現(xiàn)“u”型、“J”型曲線而非線性，要求對(duì)某些受體進(jìn)行分析時(shí)需要對(duì)常用線性模型進(jìn)行改進(jìn)或修正。由于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)各部門的獨(dú)立和保密，造成某些表達(dá)方式不統(tǒng)一。因此，國(guó)外提出了“綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)”的概念。在綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中還應(yīng)注意共用術(shù)語的解釋；數(shù)據(jù)共享；不同資料來源權(quán)值的規(guī)范；不確定性表達(dá)的標(biāo)準(zhǔn)化等問題。可致遺傳變異有機(jī)物及新生回用材料的統(tǒng)計(jì)；同一時(shí)刻系列受體的暴露效應(yīng)的評(píng)價(jià)等也是專業(yè)人士應(yīng)考慮的問題。
4 結(jié)論
　　綜上所述，利用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)這一新興技術(shù)進(jìn)行污水回用健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)對(duì)于保證人體健康，制定符合我國(guó)國(guó)情的回用水標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范是十分必要的。要建立系統(tǒng)的污水回用健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系還需要在借鑒，國(guó)內(nèi)外研究成果的基礎(chǔ)上做大量細(xì)致艱苦的工作。
參考文獻(xiàn)
[1] George Tehobanoglo118 eta1．Wastewater Engineering Treatment and Reuse(FourthEdition)[M]．ENISB：0—07—11250—8 McGraw—HillCompanles，Inc．2003．1345—1438．
[2] 張自杰，張忠祥，龍騰銳，等．廢水處理理論與設(shè)計(jì)[M]．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003．18—21．
[3] Jakob．Ottoson，T．A．Stenstrom．Faecal Contamination of Greywater and Associated Microbial Risks[J]．Water Research，2003，37：645 — 655．
[43 Juan M．Lopez—Pila，eta1．Estimating The Infetion Risk in Rereational Waters from The Faecal Indicator Concentration and from
The Ratio betwen Pathogens and Indicators[J]．Water Research，2OOO，34：4195 —4200．
Is] AcqnaveUa eta]．Regulatory Risk Assessments and Bidogic Plausi·bility[J]．Cancer and Occupational Use of Pe8ticides，2003，13 (1)：1—7．
[6] Jim Bridges Human Health and Environmental Risk Assessment：The Need for a More Harmonised and Integrated Approach[J]．Chemosphere，2003，52：134 7— 1351．