消毒副产物的致癌风险计算
消毒副产物种类很多,包括三卤甲烷(包括三氯甲烷、二氯一溴甲烷、一氯二溴甲烷和三溴甲烷)、卤乙酸(包括一氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、一溴乙酸和二溴乙酸)、卤乙腈和卤化酮等。
饮用水中污染物的单位致癌风险是指人终生饮用含有该污染物的饮用水(按每人平均体重70kg,每人每天饮水2升计),1ug/l该污染物所产生的癌症发病率。例如二氯乙酸的单位致癌风险为2.6×10-6,即终生饮用每日含1ug/l二氯乙酸的饮用水,每百万人将有2.6人得癌症。
表1是三卤甲烷和卤乙酸的理化特性和单位致癌风险。其中一氯二溴甲烷、一氯乙酸、一溴乙酸和二溴乙酸的致癌风险未被检测出来。表中单位致癌风险数据是出自美国水厂协会(AWWA)研究基金会关于消毒副产物致癌风险的报告,美国环保局制订有关消毒副产物法规时,也采用了相应数据。
表1 三卤甲烷和卤乙酸的理化特性和单位致癌风险[5]
三卤甲烷
分子量
沸点℃
单位致癌风险×10-6
三氯甲烷
119
61
0.056
二氯一溴甲烷
164
90
0.35
一氯二溴甲烷
208
120
ND
三溴甲烷
253
151
0.10
一氯乙酸
188
94
ND
二氯乙酸
194
129
2.6
三氯乙酸
197
163
5.5
一溴乙酸
208
139
ND
二溴乙酸
195
218
ND
ND:未检测出来。
一般认为,水中致癌化合物在浓度很低时,所产生的致癌风险与其浓度之间存在线形关系,这种关系被广泛应用于有关环境污染健康影响评价的规范制定[6]和研究[5]中。因此,将各种消毒副产物的单位致癌风险数据,与其浓度相乘,即为饮用水中每种消毒副产物的致癌风险。消毒副产物的总致癌风险则为各种消毒副产物致癌风险之和。
除三卤甲烷和卤乙酸外,卤乙腈和卤化酮等消毒副产物的致癌风险较低,且在饮用水中的浓度也较低,所以它们的致癌风险与三卤甲烷和卤乙酸相比可忽略不计。因此,饮用水中消毒副产物的总致癌风险主要由卤甲烷和卤乙酸的致癌风险构成。由于一氯二溴甲烷、一氯乙酸、一溴乙酸和二溴乙酸的致癌风险未被检测出来,且它们在饮用水中浓度也一向较低,所以它们的致癌风险也忽略不计。
由于二氯一溴甲烷的单位致癌风险高于三氯甲烷,如果水中溴离子浓度较高(如沿海地区的地下水),将使三卤甲烷对消毒副产物的总致癌风险影响提高。不过,二氯乙酸和三氯乙酸的单位致癌风险分别是二氯一溴甲烷单位致癌风险的7.4倍和15.7倍,因此这种影响不会太大。
由此可以得到:
三卤甲烷的致癌风险=三氯甲烷浓度×0.056×10-6+二氯一溴甲烷浓度×0.35×10-6+三溴甲烷浓度×0.10×10-6
卤乙酸的致癌风险=二氯乙酸浓度×2.6×10-6+三氯乙酸浓度×5.5×10-6
消毒副产物的总致癌风险=三卤甲烷的致癌风险+卤乙酸的致癌风险