大家之言 | 张岚团队：从指标调整谈饮用水标准制定中指标遴选原则

图1 水质指标遴选流程

高氯酸盐在烟火制造、军火工业、航天工业中作为强氧化剂有广泛的应用。我国是传统的烟花制造消费大国和航天大国,且高氯酸盐生产分布全国各地,部分地区饮用水中存在高暴露情况。调查发现,我国地表水中高氯酸盐的检出率较高,其中长江流域最为严重,平均质量浓度为16.68 μg/L,最高可达152 μg/L。高氯酸盐与人群甲状腺疾病密切相关,可以干扰甲状腺中碘化物的转运系统,通过与碘离子竞争转运蛋白而抑制碘的吸收,削弱甲状腺功能,干扰甲状腺素的合成和分泌,导致甲状腺激素T3和T4合成量下降,影响人体正常的新陈代谢,阻碍人体生长和发育,对处于生长发育期的儿童、孕妇、胎儿和新生儿影响尤为严重。经口是高氯酸盐最主要的暴露途径,人体吸收高氯酸盐后,高氯酸根离子主要分布在甲状腺,代谢后通过排泄排出。本次修订基于健康成人志愿者经饮用水途径摄入高氯酸盐的临床研究,基于高氯酸盐抑制50%碘的摄取效应,经健康风险评估确定限值为0.07 mg/L。饮用水中的高氯酸盐可采用离子色谱法或液相色谱串联质谱法进行检测,方法最低检测质量浓度分别为0.005 mg/L和0.002 mg/L,可满足限值的评价要求。混凝、沉淀、过滤、消毒等常规水处理工艺对高氯酸盐的去除能力有限,需加强污染源的控制和管理。

乙草胺具有杀草谱广、效果突出、价格低廉和施用方便等优点,在世界范围内应用广泛,是我国目前使用量最大的除草剂之一。调查发现,乙草胺在我国主要水厂的检出率高达67%。乙草胺具有环境激素效应,能够造成动物和人的蛋白质、DNA损伤,脂质过氧化,对人体健康存在较大威胁。乙草胺可以经过皮肤、消化道和呼吸道等途径进入体内,主要分布于血液的组织细胞中,心脏、肺和肝脏中也有部分残留,代谢后主要通过尿液和粪便排出体外。本次修订基于78周小鼠肝脏毒性致敏试验的研究结果,经健康风险评估确定限值为0.02 mg/L。饮用水中的乙草胺可采用气相色谱质谱法进行检测,方法最低检测质量浓度为0.02 μg/L,可满足限值的评价要求。研究表明,水体中的乙草胺可通过臭氧生物活性炭技术、固定化的TiO2光催化技术去除。

2-甲基异莰醇及土臭素在2006年版《生活饮用水卫生标准》中为资料性附录A中水质参考指标。目前已有的研究表明,蓝藻、放线菌和某些真菌是导致水体产生2-甲基异莰醇及土臭素的主要来源。当水体中藻污染暴发等情况发生时,可导致2-甲基异莰醇及土臭素的产生。两项指标嗅阈值较低,当水体中质量浓度超过嗅阈值(10 ng/L)时可导致饮用水产生令人极为敏感的臭味,影响可接受性。现有调查研究表明,在藻类繁殖季节,我国湖泊、水库等部分水体中2-甲基异莰醇及土臭素质量浓度超过10 ng/L,我国近年曾发生过多起由其引发的饮用水污染事件。本次修订基于2-甲基异莰醇及土臭素的嗅阈值,确定限值为0.000 01 mg/L。饮用水中的2-甲基异莰醇及土臭素可采用顶空固相微萃取-气相色谱质谱法进行检测,方法最低检测质量浓度分别为2.2 ng/L和3.8 ng/L,可满足限值的评价要求。饮用水中嗅味物质的降解与处理是目前国内外水处理中的难题和研究热点。研究表明,采用活性炭吸附或臭氧生物活性炭深度处理等工艺,对水中2-甲基异莰醇及土臭素有较高的去除率。

耐热大肠菌群和大肠埃希氏菌均可作为水体是否受到粪便污染的指示菌,但大肠埃希氏菌比耐热大肠菌群具有更强的指示性,其检出的卫生学意义亦大于耐热大肠菌群。2006年版《生活饮用水卫生标准》制定时,检测机构大多不具备大肠埃希氏菌的检测能力,因此采用了耐热大肠菌群和大肠埃希氏菌两项指标二选一的过渡方式。基于目前大肠埃希氏菌检测能力已基本具备,本次修订删除了耐热大肠菌群。

三氯乙醛是基本有机合成原料之一,是生产农药和医药的重要中间体。饮用水中三氯乙醛主要来源于消毒过程,主要是因为采用氯系制剂预氧化/消毒饮用水引起的。基于小鼠肝脏病理学改变的健康效应,经推导得出限值为0.1 mg/L。我国多部门的水质监测、检测和调查结果表明,三氯乙醛虽有检出,但质量浓度水平均远低于0.1 mg/L的限值要求。鉴于此,本次修订将三氯乙醛指标从正文中删除,将其调整至附录中。

氯化氰是一种重要的化工中间体,在除草剂、杀菌剂、染料和荧光增白剂等物质的合成上有一定的应用。我国多部门的水质监测、检测和调查结果表明,氯化氰极少有检出,且质量浓度水平均远低于0.07 mg/L的限值要求;此外,氯化氰在水中易分解转化为氰化物,标准中已规定了氰化物的限值要求(0.05 mg/L),可以间接控制氯化氰风险。鉴于此,本次修订将氯化氰(以CN-计)指标从正文中删除,将其调整至附录中。

六六六、对硫磷、甲基对硫磷、林丹和滴滴涕5项指标均为农药,曾在我国大规模使用,后期鉴于其毒性及危害,我国于1983年起陆续发布公告停止生产并禁止使用上述农药。多年饮用水监测、检测及调查数据显示,上述5项指标在我国饮用水中的浓度未见超过限值要求的情况,且呈逐渐降低趋势。鉴于此,本次修订将六六六、对硫磷、甲基对硫磷、林丹和滴滴涕5项指标从正文中删除,将其调整至附录中。

我国多部门的水质监测、检测和调查结果表明,饮用水中甲醛、硫化物、1,1,1-三氯乙烷、1,2-二氯苯和乙苯5项指标虽有检出,但检出率很低,且近年未见超过限值要求的情况。鉴于此,本次修订在正文中删除了上述5项指标,将其调整至附录中。

钒、敌百虫、甲基硫菌灵、稻瘟灵、氟乐灵、甲霜灵、西草净、乙酰甲胺磷、亚硝基二甲胺、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、铀和镭-226 17项指标分别为金属、农药、有机化合物、放射性物质等多种类型污染物。这些指标对于我国当前饮用水水质监测/检测、管理和评价具有参考意义,但根据本次标准修订指标遴选原则,列入标准正文的技术依据尚不充分。以全氟辛酸和全氟辛烷磺酸为例,这两种物质均属于全氟化合物,是具有强稳定性和防水防油特性的新型持久性有机物,广泛应用于造纸、包装材料及消防等行业。全氟化合物具有持久性、生物蓄积性、远距离环境迁移特性,以及对于包括人类在内的哺乳动物等的毒性效应。近年来,全氟化合物由于在沉积物、地表水和空气等各种环境介质和生物体内甚至人群血液中检出而受到全球广泛的关注。本次修订基于动物试验研究结果,经健康风险评估确定全氟辛酸限值为0.000 08 mg/L,全氟辛烷磺酸限值为0.000 04 mg/L。饮用水中的全氟辛酸和全氟辛烷磺酸可采用超高效液相色谱串联质谱法进行检测,全氟辛酸的最低检测质量浓度为5.0 ng/L,全氟辛烷磺酸的最低检测质量浓度为3.0 ng/L,可满足限值的评价要求。我国“十一五”与“十二五”期间,水体污染控制与治理科技重大专项(简称“水专项”)的重点流域水源水质特征及饮用水安全保障策略研究课题对我国饮用水及其水源地中的全氟化合物开展的调查研究表明,全氟辛酸和全氟辛烷磺酸在饮用水中检出率较高,其在多个城市检出的浓度呈上升趋势。研究表明,水体中的全氟化合物可以通过活性炭吸附、膜分离等处理工艺有效去除。限于上述工艺的普及性,本次修订将全氟辛酸和全氟辛烷磺酸暂列入水质参考指标。

本次标准修订以健康风险评估为技术原则开展了水质指标遴选、限值制定等工作,同时兼顾现有标准执行过程当中的一些问题,保留了反映水质基本特征的指标,将可能带来健康风险或严重影响水质感官性状的指标纳入标准,力求使标准更科学、更规范、更便于实施。与此同时,本次标准修订也对未来我国饮用水卫生标准制修订中水质指标的遴选有所启示。

随着经济、环境和科学技术的不断发展,世界范围内水环境和饮用水卫生状况及对新污染物的科学认知都有了较大变化。国际上有权威性的水质标准如世界卫生组织的《饮用水水质准则》、美国的《国家饮用水标准》、欧盟《饮水水质指令》及日本《饮用水水质标准》在水质指标滚动修订及指标遴选方面有相对成熟的技术体系以适应新的形势和需要。以美国的《国家饮用水标准》为例,在指标遴选时,首先需制定污染物候选名单(CCL),以确定对哪些污染物进行关注。根据污染物的健康效应、水工艺处理及检测方法来设定污染物的优先级别,开展实际水质监测(UCMR),确定污染物在饮用水中的存在水平,从而最终确定标准中的污染物指标。此程序每5年重复一次,监测所得数据存入美国国家污染物数据库中。目前美国环保局已发布第五版污染物候选名单(CCL5),与上一版相比,清单中新增内分泌干扰物及抗生素等多种新污染物。

我国目前在饮用水标准指标遴选方面尚未建立成熟和完善的技术体系。一方面,从污染物候选清单来看,生态环境部曾于2017年和2020年分别发布《优先控制化学品名录(第一批)》及《优先控制化学品名录(第二批)》,这些化合物是指环境中可能长期存在的并可能对环境和人体健康造成较大风险的化学品,可为环境标准中污染物筛选提供参考和依据。《优先控制化学品名录》虽然对于饮用水标准中污染物的筛选具有借鉴意义,但不具有针对性。我国目前还没有发布饮用水中优先控制污染物清单。另一方面,从监测体系上看,对于《生活饮用水卫生标准》正文中所列指标,国家卫健委和国家疾控局通过历年开展的全国城乡饮用水水质监测工作来了解全国饮用水水质基本状况。但针对标准中附录所列水质参考指标及饮用水中不断涌现的新污染物,目前尚无官方的监测体系对其监测范围、频次提出明确要求。现有的来自疾控系统和科研机构,依托工作和科研经费建立的新污染物监测体系,因缺乏长期稳定的经费支持,难以持续。且没有政策上的支撑,存在覆盖范围缺乏全面性、监测指标存在局限性等实际问题。

标准制定过程中水质指标的遴选要考虑科学性,以保证不会给公众带来不可接受的健康风险或严重影响到公众的可接受性为基本原则,同时也要考虑标准的可实施性,结合各地实际的饮用水水质特征或时空分布特征有针对性地实施和落实水质指标的管控。通过建立我国饮用水中新污染物监测体系,提出我国饮用水中优先控制污染物清单,可为未来饮用水标准制修订中指标遴选提供充分的理论依据和数据支持,有利于提升饮用水相关标准的科学性和可操作性,可有效引导和推动饮用水安全保障工作的开展,提高我国的饮用水安全水平。

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