科學(xué)的飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是水質(zhì)安全的保障，通常采用“終生持續(xù)飲用自來水不會(huì)對(duì)人類健康產(chǎn)生影響”為目標(biāo)推導(dǎo)出飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)值。由于該基準(zhǔn)值只考慮在該閾值下不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生任何已知的或可能的健康影響，未將達(dá)到該濃度值所需的經(jīng)濟(jì)成本等因素考慮入內(nèi)，所以一般將該限值作為標(biāo)準(zhǔn)的終極目標(biāo)值，通常并非現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)值。因此，在制定飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)要進(jìn)行適用性評(píng)估，如綜合考慮成本-效益分析、可行性分析等，并且須使其盡可能接近目標(biāo)值。常用的適用性評(píng)估方法有：
（1）成本-效益分析：在削減風(fēng)險(xiǎn)的過程需要消耗成本的分析。效益分析主要有三種方法：凈現(xiàn)值收益法；現(xiàn)值指數(shù)法；內(nèi)含報(bào)酬率法。其中凈現(xiàn)值法是目前應(yīng)用較多的一種方法，其利用凈現(xiàn)金效益量的總現(xiàn)值與凈現(xiàn)金投資量之差算出凈收益，然后根據(jù)凈收益的大小來評(píng)價(jià)投資方案。凈現(xiàn)值為正值，投資方案是可以接受的；凈現(xiàn)值是負(fù)值，投資方案就是不可接受的。凈現(xiàn)值越大，投資方案越好。計(jì)算方法見式（1）:
式中，Bi為某一項(xiàng)目i所可能產(chǎn)生的凈收益總值；T為項(xiàng)目建造和投入使用的第t年；bi(t）為項(xiàng)目i在第t年所產(chǎn)生的收益（注：健康收益也可折算成現(xiàn)金）；ci(t）為項(xiàng)目i在第t年所支出的成本；1/(1+r）為利息率為r時(shí)的折現(xiàn)系數(shù)；N為所分析項(xiàng)目的存在期間；Ki為項(xiàng)目i最初的投入資本。
（2）最佳可行性技術(shù)：為了達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求，應(yīng)列出可行的水處理工藝、技術(shù)或其他方法、檢測(cè)技術(shù)方法的可行性，最終標(biāo)準(zhǔn)值要考慮達(dá)到目標(biāo)時(shí)大部分的水廠改造成本。
（3）檢測(cè)分析方法可行性：應(yīng)對(duì)每種污染物指標(biāo)的檢測(cè)提出要求，包括取樣點(diǎn)、取樣頻率、水樣的保存技術(shù)、最大保存時(shí)間以及需檢測(cè)的成分。同時(shí)提供分析方法，該檢測(cè)方法應(yīng)對(duì)絕大部分水廠都有經(jīng)濟(jì)承受能力（包括自行檢測(cè)或者委托檢測(cè)），該分析過程應(yīng)由經(jīng)過認(rèn)證的實(shí)驗(yàn)室來執(zhí)行。
世界衛(wèi)生組織（WHO）根據(jù)污染物毒性數(shù)據(jù)與飲用水貢獻(xiàn)率制定《飲用水水質(zhì)準(zhǔn)則》，為世界各國制定和更新水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)提供基礎(chǔ)。1984年WHO出版了《飲用水水質(zhì)準(zhǔn)則》第一版，該版本中規(guī)定了 31 項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)（微生物2項(xiàng)、無機(jī)物9項(xiàng)、有機(jī)物18項(xiàng)和放射性2項(xiàng)），此外還提出了12項(xiàng)感官性狀指標(biāo)。此后，分別于1993年、2004年和2011年發(fā)布《飲用水水質(zhì)準(zhǔn)則》第二版（157項(xiàng)指標(biāo)）、第三版（201項(xiàng)指標(biāo)）和第四版（218項(xiàng)指標(biāo)），并于2017年發(fā)布《飲用水水質(zhì)準(zhǔn)則》第四版的第一次修訂版，主要更新內(nèi)容包括：更新或者修訂鋇、滅草松等指標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估內(nèi)容以及健康指導(dǎo)值等。
美國在水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)制定方面起步最早，體系比較完善。1914年美國頒布了最早的《公共衛(wèi)生署飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》。1974年美國國會(huì)通過《安全飲用水法》（SDWA)，并于1975年首次發(fā)布了強(qiáng)制性的《飲用水一級(jí)規(guī)程》，1979發(fā)布了非強(qiáng)制的《飲用水二級(jí)規(guī)程》。1986年，美國環(huán)境保護(hù)署（US EPA）對(duì)SDWA進(jìn)行了重大修正，提出至少每6年對(duì)《飲用水一級(jí)規(guī)程》進(jìn)行一次修訂。同時(shí)，US EPA開始采用美國國家科學(xué)院（United States National Academy of Sciences，NAS）于1983年提出的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法制定水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，一項(xiàng)指標(biāo)是否納入標(biāo)準(zhǔn)需要考慮健康危害、飲用水暴露水平和檢測(cè)及處理技術(shù)可行性等方面。
歐盟于1980年發(fā)布飲用水水質(zhì)指令（80/778/EEC），該指令是歐洲各國制定本國水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的主要依據(jù)。1994年荷蘭政府和民間組織共同開發(fā)了EUSES系統(tǒng)（European Union System for the Evaluation of Substances），此后歐盟對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行完善，包含了“人類健康”和“生態(tài)環(huán)境”兩個(gè)方面，成為歐洲各國政府制定相關(guān)法規(guī)的重要工具。1998年歐盟通過了新的《飲用水水質(zhì)指令》（98/83/EC）。該版水質(zhì)指令中污染物指標(biāo)數(shù)量從66項(xiàng)減少至48項(xiàng)，包括微生物學(xué)指標(biāo)2項(xiàng)、化學(xué)指標(biāo)26項(xiàng)、放射性指標(biāo)2項(xiàng)、感官性狀等指標(biāo)18項(xiàng)。該版水質(zhì)指令強(qiáng)調(diào)了與WHO《飲用水水質(zhì)準(zhǔn)則》的一致性。2015年10月7日，歐盟發(fā)布（EU）2015/1787號(hào)法規(guī)，修訂98/83/EC的附錄II和III，并要求于2017年10月27日起各成員國的法律、法規(guī)、行政規(guī)章必須符合該指令要求。
日本基于《水道法》于1957年頒布了飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，2004年結(jié)合WHO準(zhǔn)則對(duì)本國的飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)行了大幅調(diào)整，標(biāo)準(zhǔn)包括法定項(xiàng)目（51項(xiàng)）、水質(zhì)管理目標(biāo)設(shè)定項(xiàng)目（26項(xiàng)）和要關(guān)注項(xiàng)目（47項(xiàng)）三部分。其中水質(zhì)管理目標(biāo)設(shè)定項(xiàng)目主要是毒性數(shù)據(jù)還不充分的污染物指標(biāo)，要關(guān)注項(xiàng)目主要是毒性數(shù)據(jù)、水中暴露數(shù)據(jù)都還不充分，但值得關(guān)注的污染物。
1956年，中國首次頒布了包含15項(xiàng)指標(biāo)的飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，此后歷經(jīng)1959、1976和1986年三次修訂，水質(zhì)管控指標(biāo)數(shù)量增至35項(xiàng)。2006年衛(wèi)生部聯(lián)合國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)對(duì)中國水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂，指標(biāo)數(shù)達(dá)到106項(xiàng)，包括微生物指標(biāo)6項(xiàng)、飲用水消毒劑4項(xiàng)、毒理指標(biāo)74項(xiàng)、感官性狀和一般理化指標(biāo)20項(xiàng)以及放射性指標(biāo)2項(xiàng)。
總體來看，飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的制定經(jīng)歷了從最早重點(diǎn)關(guān)注病原微生物到重金屬、農(nóng)藥等大宗化學(xué)品和消毒副產(chǎn)物等，到現(xiàn)在關(guān)注新型污染物。
02
現(xiàn)階段中國水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)存在的問題分析
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保障飲用水安全是一項(xiàng)重大的民生工程，水質(zhì)安全涉及國計(jì)民生，引起了國家的高度關(guān)注。與國際上其它發(fā)達(dá)國家相比，我國飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)制定研究起步較晚。在過去的標(biāo)準(zhǔn)修訂過程中，主要參照US EPA、歐盟、WHO、俄羅斯、日本等國家或組織的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。近40年來，中國是全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度最快的國家，成為名副其實(shí)的“世界工廠”，其中2016年僅化工產(chǎn)能已經(jīng)接近全球40%。中國還是世界上農(nóng)藥使用大國，每年新批準(zhǔn)達(dá)1 700個(gè)品種，每年投放總量曾高達(dá)180萬噸。高強(qiáng)度工業(yè)排放導(dǎo)致水源水質(zhì)快速下降，威脅飲用水安全。另外，與發(fā)達(dá)國家直接飲用龍頭水不同，我國居民飲水還有喝開水喝茶的習(xí)慣，相當(dāng)于二次消毒。
近年來中國供水行業(yè)業(yè)態(tài)也發(fā)生了重大變化，部分地區(qū)采取購買服務(wù)的方式，導(dǎo)致供水模式和體制的多樣化，加上人民群眾對(duì)于飲用水安全的要求也越來越高，對(duì)供水行業(yè)的監(jiān)管能力與水平提出了新的要求。
在這種情況下，根據(jù)我國污染現(xiàn)狀和居民生活習(xí)慣的制定飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)成為國家的需求，明確水源污染特征、開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法、獲取標(biāo)準(zhǔn)制定所需的關(guān)鍵參數(shù)成為重要研究內(nèi)容。
03
基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)制定方法和實(shí)踐
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國際上對(duì)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的制定已經(jīng)形成了成熟的流程，通常包括四個(gè)步驟：①飲用水污染物篩選；②風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；③優(yōu)先控制污染物篩選；④標(biāo)準(zhǔn)制定。美國很早就建立了候選污染物清單（Contaminant Candidate List CCL）制度，為候選污染物篩選奠定了基礎(chǔ)。然后通過風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估選定非法定監(jiān)測(cè)污染物（Unregulated Contaminant Monitoring Rule，UCMR），并進(jìn)行持續(xù)調(diào)查，最終形成列入標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)先控制污染物清單。
2008年，根據(jù)《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》，我國設(shè)立了“水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)”（水專項(xiàng)），其中的飲用水安全保障主題圍繞水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的更新規(guī)劃了三個(gè)階段目標(biāo)。第一階段設(shè)立《飲用水水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法及其應(yīng)用研究》課題，針對(duì)全國重點(diǎn)城市開展水源污染特征調(diào)查，并開發(fā)飲用水水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法；第二階段啟動(dòng)了《重點(diǎn)流域水源污染特征及飲用水安全保障策略研究》，在重點(diǎn)流域開展水源污染調(diào)查，并獲取了標(biāo)準(zhǔn)制定所需的關(guān)鍵基礎(chǔ)參數(shù)；第三階段完成“城市供水全過程監(jiān)管技術(shù)系統(tǒng)評(píng)估及標(biāo)準(zhǔn)化課題”，涵蓋761項(xiàng)污染物指標(biāo)，進(jìn)一步拓展了調(diào)查區(qū)域，建立了飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)制定方法，系統(tǒng)支撐《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的修訂。
3.1 污染物篩查清單
我國一直缺乏針對(duì)飲用水中污染物的系統(tǒng)全面調(diào)查數(shù)據(jù)。水專項(xiàng)飲用水主題從“十一五”開始開展了為期近十五年的水質(zhì)調(diào)查，涵蓋中國長江、黃河等七大流域，以及西南、浙閩、西北等6個(gè)小流域重要斷面，完成超過15萬條有效水質(zhì)數(shù)據(jù)，水質(zhì)指標(biāo)覆蓋了大部分國際上關(guān)注的污染物以及我國特有的部分污染物。
調(diào)查結(jié)果顯示，我國水源中農(nóng)藥類污染較為普遍，多種農(nóng)藥共存，其中以標(biāo)準(zhǔn)外乙草胺的污染最為普遍；此外，全氟化合物、高氯酸鹽等新污染物的檢出率較高。其中，高氯酸鹽在長江一帶飲用水中的濃度平均達(dá)到16.7 μg/L，最高濃度高達(dá)117 μg/L（如圖1所示）。污染物種類數(shù)量由高到低依次為長江、松花江、黃河、珠江、淮河、東南沿海、海河、遼河、瀾滄江流域。
3.2 污染物健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估
風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估分為暴露評(píng)估、毒性評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)定量三個(gè)部分。暴露評(píng)估主要考慮飲用水中污染的濃度水平和攝入量。毒性評(píng)估數(shù)據(jù)主要來自文獻(xiàn)、流行病調(diào)查、毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)和計(jì)算毒理學(xué)等。風(fēng)險(xiǎn)定量通常選擇熵值法、相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)法和概率法，也可選擇以疾病負(fù)擔(dān)/社會(huì)負(fù)擔(dān)為終點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法。疾病負(fù)擔(dān)/社會(huì)負(fù)擔(dān)終點(diǎn)具有風(fēng)險(xiǎn)可加性，在毒性數(shù)據(jù)充分情況下使全指標(biāo)累計(jì)風(fēng)險(xiǎn)和比較風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)成為可能。對(duì)調(diào)查的污染物進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的方法有：①采用左刪失數(shù)據(jù)混合處理模型對(duì)污染物在水源水和飲用水中的暴露濃度進(jìn)行概率分布估計(jì)，完成各污染物的飲用水貢獻(xiàn)率及水廠去除率等關(guān)鍵參數(shù)的計(jì)算。②統(tǒng)合不同來源的毒性數(shù)據(jù)，采用無影響安全閾值概率分布方法推導(dǎo)基準(zhǔn)值。③根據(jù)污染物數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不同，分別采用傷殘調(diào)整壽命年方法、概率法、風(fēng)險(xiǎn)熵或相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)法等進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)定量。
基于三個(gè)五年計(jì)劃水質(zhì)調(diào)查結(jié)果，將全國污染物中濃度除以其對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)限值或者無影響作用效應(yīng)對(duì)應(yīng)濃度，求得各污染物的相對(duì)健康風(fēng)險(xiǎn)值，如圖2所示。結(jié)果表明中國飲用水中有29種物質(zhì)相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)值超過0.1，其中PFOA風(fēng)險(xiǎn)值最大，為1.76，其次為高氯酸鹽，風(fēng)險(xiǎn)值為1.67，此外，風(fēng)險(xiǎn)超過1的物質(zhì)還有乙草胺，風(fēng)險(xiǎn)值為1.01。風(fēng)險(xiǎn)值在0.4左右的物質(zhì)有三種，分別為PFOS、砷和銻。風(fēng)險(xiǎn)值在0.1~0.4之間的物質(zhì)有鋅、釩、林可霉素、鋇、鉛、鎳、莠去津、硒。此次檢測(cè)大部分物質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)均低于0.1，其中排名靠前的物質(zhì)有鈷、鉬、鉍、對(duì)氨基苯磺酰胺、氟化物、鉻、青霉素、氧氟沙星、溴酸鹽、鍶、三唑磷、啶蟲脒、阿奇霉素、克林霉素、三環(huán)唑。
3.3 污染物優(yōu)控清單制定
通常飲用水中優(yōu)先控制污染物選擇要考慮兩個(gè)因素：風(fēng)險(xiǎn)值和控制成本。制定污染物水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值需要兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)：水質(zhì)基準(zhǔn)和飲用水貢獻(xiàn)率。飲用水貢獻(xiàn)率是關(guān)鍵指標(biāo)，但我國過去標(biāo)準(zhǔn)制定過程中一直缺乏貢獻(xiàn)率數(shù)據(jù)。通常有兩種估算法方法：暴露數(shù)據(jù)充分的污染類型采用外暴露模型進(jìn)行估算；對(duì)于外暴露數(shù)據(jù)匱乏的污染物則采用檢測(cè)體內(nèi)組織樣品（血液等）和飲用水途徑濃度水平，采用生理藥理（PBPK）模型進(jìn)行估算。如果飲用水中污染暴露途徑貢獻(xiàn)率很低，制定飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)意義就不大。因此，我們提出了從總風(fēng)險(xiǎn)和飲用水貢獻(xiàn)率兩個(gè)維度選擇優(yōu)先控制污染物的思路，根據(jù)管理目標(biāo)將象限分成三個(gè)不同優(yōu)先級(jí)分區(qū)，如圖3所示?？傦L(fēng)險(xiǎn)高且飲用水途徑貢獻(xiàn)大的污染物為優(yōu)先控制污染物，總風(fēng)險(xiǎn)很小的污染物列為低風(fēng)險(xiǎn)污染物，其他列為關(guān)注指標(biāo)。該方法為解決標(biāo)準(zhǔn)制定過程中污染指標(biāo)增刪問題提供了一種新的思路。
根據(jù)全國重點(diǎn)流域飲用水中污染物相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)排序結(jié)果（圖2）及上述雙維方法篩查我國飲用水中優(yōu)先控制污染物，發(fā)現(xiàn)高氯酸鹽、乙草胺、全氟化合物等應(yīng)列為優(yōu)先控制污染物，其他已經(jīng)禁用多年的農(nóng)藥，如DDT、六六六等風(fēng)險(xiǎn)已經(jīng)很低。
3.4 飲用水中污染物水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值的推導(dǎo)
針對(duì)優(yōu)控污染物，需要進(jìn)一步確定其基準(zhǔn)值。污染物通常分為致癌物質(zhì)、非致癌物質(zhì)和影響感官類物質(zhì)，不同效應(yīng)物質(zhì)基準(zhǔn)值制定的方法也不同。致癌污染物通常以10-6到10-4的終生癌癥風(fēng)險(xiǎn)為依據(jù)確定其飲用水基準(zhǔn)值；非致癌物質(zhì)一般通過可接受每日攝入量（ADI）和飲用水途徑分配系數(shù)推導(dǎo)其基準(zhǔn)值。影響感官類指標(biāo)物質(zhì)，則要求低于感官閾值，如果該物質(zhì)還有其他健康效應(yīng)，則需要綜合考慮選擇閾值更低的濃度。
上述飲用水基準(zhǔn)值是管理的目標(biāo)值，并不是標(biāo)準(zhǔn)的最終值。該目標(biāo)值的制定過程中沒有考慮經(jīng)濟(jì)因素，即不考慮達(dá)到該濃度值所需的成本。因此在制定飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)要綜合考慮成本-效益分析、最佳可行性技術(shù)和檢測(cè)分析方法可行性等?；谝陨狭鞒蹋贫藘?yōu)先控制污染清單中的高氯酸鹽和乙草胺的飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值。
04
結(jié)語
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在“水專項(xiàng)”的支持下,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)經(jīng)過近十五年的努力,初步明確了我國飲用水水源的污染特征,建立了針對(duì)不同類型污染物的飲用水健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法,并對(duì)一些重點(diǎn)污染物進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)排序, 建立基于風(fēng)險(xiǎn)和飲用水貢獻(xiàn)雙因子的優(yōu)先控制污染物篩選方法,為我國飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)制定提供了數(shù)據(jù)和方法學(xué)基礎(chǔ)。
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