W市饮用水微生物与重金属的检测与风险评价

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目的:对W市X、Z水厂水源水、出厂水和末梢水中的微生物(总大肠菌群、大肠埃希菌、耐热大肠菌群、菌落总数)、重金属(铅、镉、汞、砷)、部分理化指标(浊度、COD、电导率、pH值、溶解氧和余氯)与内毒素含量进行检测,评价水源水、饮用水的安全状况,并以大肠埃希菌和重金属为指标评价饮用水的健康风险水平。方法:按《GB/T 5750.2-2006生活饮用水标准检验方法水样的采集和保存》采集2016年35月X、Z水厂的水源水、出厂水与末梢水,根据《GB/T5750.12-2006生活饮用水标准检验方法-微生物指标》中的酶底物法对采集的水样中的大肠菌群(总大肠菌群、大肠埃希菌、耐热大肠菌群)进行检测,根据平皿计数法检测水样中的菌落总数;根据《GB/T5750.12-2006生活饮用水标准检验方法-感官性状和物理性状指标》进行pH、电导率和浊度的测定;依据《GBT 5750.11-2006生活饮用水标准检验方法-消毒剂指标》进行余氯的测定;用USEPA消解比色法测定水中COD,采用荧光法测定水中溶解氧含量。通过2005版《中华人民共和国药典》中的《细菌内毒素检查法显色基质法》对两水厂的水源水、出厂水和末梢水进行内毒素含量水平的测定。参照《GBT 5750.6-2006生活饮用水标准检验方法金属指标》中的原子荧光法测定水样中的砷、汞含量,采用原子吸收法测定水样中的铅、镉含量。分别按照《GB3838-2002地表水环境质量标准》和《GB5749-2006生活饮用水卫生标准》对水源水与饮用水进行评价。采用微生物定量风险评估(QMRA)对水厂不同消毒效率与大肠埃希菌的健康风险进行评价,评价标准为美国EPA和WHO提出的微生物风险标准,EPA标准为年感染风险小于1×10-4,WHO标准为低于10-6DALYs/(人·年)。对重金属进行风险评价,参考WHO提出的饮水中致癌化合物终生风险可接受水平低于10-5以及国际辐射防护委员会(The International Commission on Radiological Protection,ICRP)提出的5.0×10-5/年,非致癌物风险以EPA提出的非致癌风险指数HI来进行评价,HI<1为可接受的非致癌风险。结果:1.3、4月份X水厂水源水符合Ⅰ类地表水的标准,5月份符合Ⅱ类水体标准。3、5月份Z水厂水源水符合Ⅱ类水体标准,4月份符合Ⅰ类地表水的标准。本次共采集出厂水、末梢水24份,其中X水厂出厂水与末梢水的不合格份数分别为2份、6份,不合格率分别为33.33%、100%,主要不合格指标均为余氯和总大肠菌群;Z水厂出厂水与末梢水不合格份数均为2份,不合格率均为33.33%,主要不合格指标分别为余氯与浊度。2.Z水厂的消毒效率为99%时,饮用Z水厂水的人群受大肠埃希菌感染的风险为2.6×10-4/年,DALYs为2.744×10-7/(人·年),消毒效率为99.9%时,感染风险为2.6×10-5/年,DALYs为2.744×10-8/(人·年),故Z水厂的消毒效率不能低于99.9%。3.X、Z水厂水源水的内毒素含量分别是未检出144.77EU/mL、197.634242.05EU/mL,出厂水含量分别是1.5815.02EU/mL与未检出,末梢水含量分别是2.645.81EU/mL、未检出1.93EU/mL。4.X水厂水源水中没有检测出汞元素,砷、铅、镉的含量分别是0.3360.403μg/L、0.120.66μg/L、未检出0.155μg/L;Z水厂水源水中汞、砷、铅、镉的含量分别是未检出0.014μg/L、2.1312.301μg/L、0.190.48μg/L、未检出0.229μg/L。X水厂出厂水中汞、砷、铅、镉的含量分别是未检出0.012μg/L、0.3430.545μg/L、未检出2.99μg/L、未检出0.057μg/L;Z水厂出厂水中汞、砷、铅、镉的含量分别是未检出0.005μg/L、1.3202.006μg/L、未检出1.19μg/L、未检出0.190μg/L。X水厂末梢水中汞、砷、铅、镉的含量分别是未检出0.007μg/L、0.3730.525μg/L、未检出0.33μg/L、未检出0.085μg/L;Z水厂末梢水中汞、砷、铅、镉的含量分别是未检出0.009μg/L、1.4291.951μg/L、未检出1.01μg/L、未检出0.132μg/L。X、Z水厂的水源水中重金属的含量均符合Ⅰ类地表水标准,末梢水符合《GB5749-2006生活饮用水卫生标准》。5.X、Z水厂末梢水中砷的终生致癌分别为2.62E-5和9.75E-5,年致癌风险分别为3.66E-7/年与1.36E-6/年。X水厂末梢水砷、汞、铅、镉的HI分别为0.0325,8.12E-4、4.38E-3、3.16E-3,总的非致癌重金属HI为0.0409;Z水厂末梢水砷、汞、铅、镉的HI分别为0.1207、1.04E-3、1.34E-2、4.90E-3,总的非致癌重金属HI为0.1400,其总的HI值均未超过1。结论:两水厂的水源水均为Ⅰ类地表水,符合生活饮用水水源要求。X水厂的水源水的水质优于Z水厂。X水厂出厂水、末梢水主要不合格指标为余氯和总大肠菌群,Z水厂出厂水、末梢水主要不合格指标为余氯和浊度。当Z水厂消毒效率低于99.9%时,饮用未煮沸末梢水的人群因大肠埃希菌导致的健康风险将超过EPA标准。两水厂饮用水中的内毒素含量在同类研究中处于较低水平。两水厂饮用水中的重金属含量均未超标。砷的终生致癌风险超过WHO标准,年致癌风险满足ICRP标准。非致癌重金属的风险也均未超出EPA标准。
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