当前位置: 首页   >   科技快讯   >   正文

【科技快讯】大连理工大学李雪花等揭示中国农村地下水污染的健康风险

作者: 张若晗   信息来源:    发布时间: 2020-11-27

第一作者:李雪花 (大连理工大学环境学院)

通讯作者:陈景文 (大连理工大学环境学院)、门上希和夫 (日本北九州市立大学国际环境工学部,大连理工大学客座教授、海天学者)。

大连理工大学环境学院硕士毕业生田甜和尚晓晨、硕士生张若晗等均对该论文有重要贡献。

论文链接:https://doi.org/10.1289/EHP6483

环境污染物的健康风险评价所面临的挑战是暴露和毒性数据大量缺失,导致高风险物质的甄别效率低。近日,大连理工大学陈景文教授、李雪花副教授团队与日本北九州市立大学Kadokami教授合作,在国际环境健康领域权威期刊《Environmental Health Perspectives》上发表了题为“Occurrence and Health Risks of Organic Micro-Pollutants and Metals in Groundwater of Chinese Rural Areas”(中国农村地下水中有机微污染物和金属的存在水平及健康风险)的研究论文(DOI: 10.1289/EHP6483)。该研究首次对中国农村地下水中1300种有机微污染物和25种金属进行筛查,并采用计算毒理学模型和蒙特卡罗模拟相结合的方法,填补毒性阈值的缺口,系统评价了所检出污染物对饮用地下水人群健康的致癌和非致癌风险(图1)。

在我国,70%的人口将地下水作为主要饮用水源。由于饮用水处理设施在农村未完全普及,超过95%的农村居民将地下水作为直接饮用水。因此,地下水的水质在很大程度上影响我国农村居民的健康。但是,我国农村地下水中有机微污染物和金属的存在水平及其健康风险总体上不清楚。

针对以上问题,该课题组于2016-2017年,在我国28个省、自治区及直辖市(不包括北京市、上海市和浙江省,这些区域未能采集到供居民饮用的地下水)农村居民饮用地下水的水井中,采集了166个地下水样品,筛查了1300种有机微污染物(包括886种半挥发性有机物、484种极性有机物)和25种金属,并评价了居民的非致癌和致癌风险。该研究主要发现如下:

(1) 中国农村地下水样品中,共检出233种有机微污染物和25种金属。有机微污染物在所有采样点的浓度范围为2.9 ng/L – 170 μg/L。对比《地下水水质标准》中的III级标准(适用于集中式生活饮用水的水源),锰和硒两种元素在18%的样点超标。

(2) 中国农村地下水样品中有机微污染物的累积非致癌风险可以忽略不计。在23%的采样点中,金属具有较高的非致癌风险。检出的42种致癌物(包括38种有机微污染物)在34%的采样点中累积致癌风险超过万分之一(一万人中有一个增加的癌症病例)。致癌风险主要与金属的暴露有关,金属对累积致癌风险的贡献为79% (样点间的变化范围为从0到100%)。

(3) 发展了计算毒理学模型和蒙特卡罗模拟相结合的方法,填补风险评估中的数据缺失,并评价结果的不确定性,为日益增多的新污染物及化学品的健康风险评价提供了一种有效的方法。

这项工作提供了中国农村地下水污染和风险的全景图,为解决中国农村人口饮用水安全问题提供了基础数据和技术支持,对于我国地下水的污染防治、保障农村居民饮用水安全等具有重要意义。

图1 通过反距离权重插值估算的有机微污染物和金属累积致癌风险的空间分布

然而,该研究仍有一定的局限性。在部分省份的采样点偏少,未考虑蒸煮加热等过程中污染物的降解去除,这些均可能导致暴露量估计的误差。同时,在计算风险时,未考虑多种污染物的协同、拮抗等作用,且使用的每日参考剂量为点值而非概率模型,部分由计算毒理学预测的化合物不在模型的应用域内,这些均可导致健康风险评估的不确定性。

没有全民健康,就没有全面小康。人民健康是社会文明进步的基础,是民族昌盛和国家富强的重要标志,也是广大人民群众的共同追求。在2018年全国生态环境保护大会上,习近平总书记强调,要重点解决损害群众健康的突出环境问题。不久前召开的科学家座谈会上,习近平总书记号召“坚持面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康,不断向科学技术广度和深度进军”。增强早期监测预警能力,完善疾病预防控制体系,开展环境污染物和化学品暴露的健康风险预测、预警和评价工作,对于实施预防为主的健康风险防控至关重要。

大连理工大学以陈景文为学术带头人的团队,多年来一直面向化学品风险管理与控制的需求,在环境计算化学与毒理学、污染生态化学等领域开展研究工作,努力为化学品和微量污染物的环境暴露监测与预测、危害性评价与预测、风险预测和预警,研发核心关键技术。

相关工作得到国家自然科学基金(21777019, 21477016, 21661142001)和高等学校学科创新引智计划(B13012)的资助。感谢大连理工大学的学生志愿者参加地下水样品采集和数据收集等工作。

《Environmental Health Perspectives》是环境健康领域国际权威期刊。经Web of Science检索,该刊2019年共发表论文174篇,其中第一完成单位在中国的论文共有15篇。

此篇论文是该团队2020年在《Environmental Health Perspectives》上发表的第2篇论文,前一篇论文是“Quantitative structure-activity relationship models for predicting inflammatory potential of metal oxide nanoparticles, Environmental Health Perspectives, 2020, 128(6): 067010”。该论文针对纳米材料肺部毒性数据大量缺失的问题,首次发展了纳米炎症效应的机器学习计算毒理学模型,并识别和证明了纳米肺部炎症的关键细胞事件。论文链接:https://doi.org/10.1289/EHP6508


 

 Copyright© 2019All Rights Reserved. 大连理工大学环境学院版权所有  辽ICP备15000288 号