大家之言 | 張嵐團隊：從指標調整談飲用水標準制定中指標遴選原則

圖1 水質指標遴選流程

高氯酸鹽在煙火制造、軍火工業、航天工業中作為強氧化劑有廣泛的應用。我國是傳統的煙花制造消費大國和航天大國,且高氯酸鹽生產分布全國各地,部分地區飲用水中存在高暴露情況。調查發現,我國地表水中高氯酸鹽的檢出率較高,其中長江流域最為嚴重,平均質量濃度為16.68 μg/L,最高可達152 μg/L。高氯酸鹽與人群甲狀腺疾病密切相關,可以干擾甲狀腺中碘化物的轉運系統,通過與碘離子競爭轉運蛋白而抑制碘的吸收,削弱甲狀腺功能,干擾甲狀腺素的合成和分泌,導致甲狀腺激素T3和T4合成量下降,影響人體正常的新陳代謝,阻礙人體生長和發育,對處于生長發育期的兒童、孕婦、胎兒和新生兒影響尤為嚴重。經口是高氯酸鹽最主要的暴露途徑,人體吸收高氯酸鹽后,高氯酸根離子主要分布在甲狀腺,代謝后通過排泄排出。本次修訂基于健康成人志愿者經飲用水途徑攝入高氯酸鹽的臨床研究,基于高氯酸鹽抑制50%碘的攝取效應,經健康風險評估確定限值為0.07 mg/L。飲用水中的高氯酸鹽可采用離子色譜法或液相色譜串聯質譜法進行檢測,方法最低檢測質量濃度分別為0.005 mg/L和0.002 mg/L,可滿足限值的評價要求。混凝、沉淀、過濾、消毒等常規水處理工藝對高氯酸鹽的去除能力有限,需加強污染源的控制和管理。

乙草胺具有殺草譜廣、效果突出、價格低廉和施用方便等優點,在世界范圍內應用廣泛,是我國目前使用量最大的除草劑之一。調查發現,乙草胺在我國主要水廠的檢出率高達67%。乙草胺具有環境激素效應,能夠造成動物和人的蛋白質、DNA損傷,脂質過氧化,對人體健康存在較大威脅。乙草胺可以經過皮膚、消化道和呼吸道等途徑進入體內,主要分布于血液的組織細胞中,心臟、肺和肝臟中也有部分殘留,代謝后主要通過尿液和糞便排出體外。本次修訂基于78周小鼠肝臟毒性致敏試驗的研究結果,經健康風險評估確定限值為0.02 mg/L。飲用水中的乙草胺可采用氣相色譜質譜法進行檢測,方法最低檢測質量濃度為0.02 μg/L,可滿足限值的評價要求。研究表明,水體中的乙草胺可通過臭氧生物活性炭技術、固定化的TiO2光催化技術去除。

2-甲基異莰醇及土臭素在2006年版《生活飲用水衛生標準》中為資料性附錄A中水質參考指標。目前已有的研究表明,藍藻、放線菌和某些真菌是導致水體產生2-甲基異莰醇及土臭素的主要來源。當水體中藻污染暴發等情況發生時,可導致2-甲基異莰醇及土臭素的產生。兩項指標嗅閾值較低,當水體中質量濃度超過嗅閾值(10 ng/L)時可導致飲用水產生令人極為敏感的臭味,影響可接受性。現有調查研究表明,在藻類繁殖季節,我國湖泊、水庫等部分水體中2-甲基異莰醇及土臭素質量濃度超過10 ng/L,我國近年曾發生過多起由其引發的飲用水污染事件。本次修訂基于2-甲基異莰醇及土臭素的嗅閾值,確定限值為0.000 01 mg/L。飲用水中的2-甲基異莰醇及土臭素可采用頂空固相微萃取-氣相色譜質譜法進行檢測,方法最低檢測質量濃度分別為2.2 ng/L和3.8 ng/L,可滿足限值的評價要求。飲用水中嗅味物質的降解與處理是目前國內外水處理中的難題和研究熱點。研究表明,采用活性炭吸附或臭氧生物活性炭深度處理等工藝,對水中2-甲基異莰醇及土臭素有較高的去除率。

耐熱大腸菌群和大腸埃希氏菌均可作為水體是否受到糞便污染的指示菌,但大腸埃希氏菌比耐熱大腸菌群具有更強的指示性,其檢出的衛生學意義亦大于耐熱大腸菌群。2006年版《生活飲用水衛生標準》制定時,檢測機構大多不具備大腸埃希氏菌的檢測能力,因此采用了耐熱大腸菌群和大腸埃希氏菌兩項指標二選一的過渡方式。基于目前大腸埃希氏菌檢測能力已基本具備,本次修訂刪除了耐熱大腸菌群。

三氯乙醛是基本有機合成原料之一,是生產農藥和醫藥的重要中間體。飲用水中三氯乙醛主要來源于消毒過程,主要是因為采用氯系制劑預氧化/消毒飲用水引起的。基于小鼠肝臟病理學改變的健康效應,經推導得出限值為0.1 mg/L。我國多部門的水質監測、檢測和調查結果表明,三氯乙醛雖有檢出,但質量濃度水平均遠低于0.1 mg/L的限值要求。鑒于此,本次修訂將三氯乙醛指標從正文中刪除,將其調整至附錄中。

氯化氰是一種重要的化工中間體,在除草劑、殺菌劑、染料和熒光增白劑等物質的合成上有一定的應用。我國多部門的水質監測、檢測和調查結果表明,氯化氰極少有檢出,且質量濃度水平均遠低于0.07 mg/L的限值要求;此外,氯化氰在水中易分解轉化為氰化物,標準中已規定了氰化物的限值要求(0.05 mg/L),可以間接控制氯化氰風險。鑒于此,本次修訂將氯化氰(以CN-計)指標從正文中刪除,將其調整至附錄中。

六六六、對硫磷、甲基對硫磷、林丹和滴滴涕5項指標均為農藥,曾在我國大規模使用,后期鑒于其毒性及危害,我國于1983年起陸續發布公告停止生產并禁止使用上述農藥。多年飲用水監測、檢測及調查數據顯示,上述5項指標在我國飲用水中的濃度未見超過限值要求的情況,且呈逐漸降低趨勢。鑒于此,本次修訂將六六六、對硫磷、甲基對硫磷、林丹和滴滴涕5項指標從正文中刪除,將其調整至附錄中。

我國多部門的水質監測、檢測和調查結果表明,飲用水中甲醛、硫化物、1,1,1-三氯乙烷、1,2-二氯苯和乙苯5項指標雖有檢出,但檢出率很低,且近年未見超過限值要求的情況。鑒于此,本次修訂在正文中刪除了上述5項指標,將其調整至附錄中。

釩、敵百蟲、甲基硫菌靈、稻瘟靈、氟樂靈、甲霜靈、西草凈、乙酰甲胺磷、亞硝基二甲胺、碘乙酸、全氟辛酸、全氟辛烷磺酸、二甲基二硫醚、二甲基三硫醚、碘化物、鈾和鐳-226 17項指標分別為金屬、農藥、有機化合物、放射性物質等多種類型污染物。這些指標對于我國當前飲用水水質監測/檢測、管理和評價具有參考意義,但根據本次標準修訂指標遴選原則,列入標準正文的技術依據尚不充分。以全氟辛酸和全氟辛烷磺酸為例,這兩種物質均屬于全氟化合物,是具有強穩定性和防水防油特性的新型持久性有機物,廣泛應用于造紙、包裝材料及消防等行業。全氟化合物具有持久性、生物蓄積性、遠距離環境遷移特性,以及對于包括人類在內的哺乳動物等的毒性效應。近年來,全氟化合物由于在沉積物、地表水和空氣等各種環境介質和生物體內甚至人群血液中檢出而受到全球廣泛的關注。本次修訂基于動物試驗研究結果,經健康風險評估確定全氟辛酸限值為0.000 08 mg/L,全氟辛烷磺酸限值為0.000 04 mg/L。飲用水中的全氟辛酸和全氟辛烷磺酸可采用超高效液相色譜串聯質譜法進行檢測,全氟辛酸的最低檢測質量濃度為5.0 ng/L,全氟辛烷磺酸的最低檢測質量濃度為3.0 ng/L,可滿足限值的評價要求。我國“十一五”與“十二五”期間,水體污染控制與治理科技重大專項(簡稱“水專項”)的重點流域水源水質特征及飲用水安全保障策略研究課題對我國飲用水及其水源地中的全氟化合物開展的調查研究表明,全氟辛酸和全氟辛烷磺酸在飲用水中檢出率較高,其在多個城市檢出的濃度呈上升趨勢。研究表明,水體中的全氟化合物可以通過活性炭吸附、膜分離等處理工藝有效去除。限于上述工藝的普及性,本次修訂將全氟辛酸和全氟辛烷磺酸暫列入水質參考指標。

本次標準修訂以健康風險評估為技術原則開展了水質指標遴選、限值制定等工作,同時兼顧現有標準執行過程當中的一些問題,保留了反映水質基本特征的指標,將可能帶來健康風險或嚴重影響水質感官性狀的指標納入標準,力求使標準更科學、更規范、更便于實施。與此同時,本次標準修訂也對未來我國飲用水衛生標準制修訂中水質指標的遴選有所啟示。

隨著經濟、環境和科學技術的不斷發展,世界范圍內水環境和飲用水衛生狀況及對新污染物的科學認知都有了較大變化。國際上有權威性的水質標準如世界衛生組織的《飲用水水質準則》、美國的《國家飲用水標準》、歐盟《飲水水質指令》及日本《飲用水水質標準》在水質指標滾動修訂及指標遴選方面有相對成熟的技術體系以適應新的形勢和需要。以美國的《國家飲用水標準》為例,在指標遴選時,首先需制定污染物候選名單(CCL),以確定對哪些污染物進行關注。根據污染物的健康效應、水工藝處理及檢測方法來設定污染物的優先級別,開展實際水質監測(UCMR),確定污染物在飲用水中的存在水平,從而最終確定標準中的污染物指標。此程序每5年重復一次,監測所得數據存入美國國家污染物數據庫中。目前美國環保局已發布第五版污染物候選名單(CCL5),與上一版相比,清單中新增內分泌干擾物及抗生素等多種新污染物。

我國目前在飲用水標準指標遴選方面尚未建立成熟和完善的技術體系。一方面,從污染物候選清單來看,生態環境部曾于2017年和2020年分別發布《優先控制化學品名錄(第一批)》及《優先控制化學品名錄(第二批)》,這些化合物是指環境中可能長期存在的并可能對環境和人體健康造成較大風險的化學品,可為環境標準中污染物篩選提供參考和依據。《優先控制化學品名錄》雖然對于飲用水標準中污染物的篩選具有借鑒意義,但不具有針對性。我國目前還沒有發布飲用水中優先控制污染物清單。另一方面,從監測體系上看,對于《生活飲用水衛生標準》正文中所列指標,國家衛健委和國家疾控局通過歷年開展的全國城鄉飲用水水質監測工作來了解全國飲用水水質基本狀況。但針對標準中附錄所列水質參考指標及飲用水中不斷涌現的新污染物,目前尚無官方的監測體系對其監測范圍、頻次提出明確要求。現有的來自疾控系統和科研機構,依托工作和科研經費建立的新污染物監測體系,因缺乏長期穩定的經費支持,難以持續。且沒有政策上的支撐,存在覆蓋范圍缺乏全面性、監測指標存在局限性等實際問題。

標準制定過程中水質指標的遴選要考慮科學性,以保證不會給公眾帶來不可接受的健康風險或嚴重影響到公眾的可接受性為基本原則,同時也要考慮標準的可實施性,結合各地實際的飲用水水質特征或時空分布特征有針對性地實施和落實水質指標的管控。通過建立我國飲用水中新污染物監測體系,提出我國飲用水中優先控制污染物清單,可為未來飲用水標準制修訂中指標遴選提供充分的理論依據和數據支持,有利于提升飲用水相關標準的科學性和可操作性,可有效引導和推動飲用水安全保障工作的開展,提高我國的飲用水安全水平。

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