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为解决加拿大跨省界水源微生物污染风险评估差异问题，研究人员以受合流制下水道溢流（CSO）影响的魁北克和安大略省两市为案例，对比两省水源保护法规，结合 QMRA 量化 CSO 威胁。发现魁北克方法更利于评估风险降低策略，为跨区域水源风险管理提供科学依据。
饮用水安全是公共卫生领域的重要议题，随着城市化进程加快，地表水源面临农业活动、城市排放等多重污染压力，其中合流制下水道溢流（CSO）引发的微生物污染峰值问题尤为突出。传统的水源脆弱性和威胁评估方法多基于定性分析或长期数据，难以准确捕捉 CSO 等短期极端事件的风险，且不同地区法规差异导致跨区域水源管理面临挑战。在这样的背景下，开展对不同地区评估方法的比较研究，探索更科学的风险量化手段，对于保障饮用水安全、优化资源配置具有重要意义。
加拿大魁北克和安大略省的研究人员针对这一问题展开研究，旨在比较两省水源保护法规中微生物污染物的脆弱性和威胁评估关键要素，并利用定量微生物风险评估（QMRA）为跨区域水源威胁优先级提供科学依据。该研究成果发表在《Environmental Challenges》，为全球跨区域水源风险管理提供了重要参考。
研究主要采用了以下关键技术方法：
- ** hydrodynamic and water quality modeling**：使用 Mike 21 FM 模型耦合 Eco-lab 子模块，模拟水流及微生物（如大肠杆菌）的迁移转化过程，经校准和验证后用于 CSO 事件模拟。
- Quantitative Microbial Risk Assessment (QMRA)：通过危害识别、暴露评估、剂量反应评估和风险表征四步，结合 CSO 模拟的大肠杆菌浓度数据，估算隐孢子虫和贾第鞭毛虫浓度，计算达到健康目标所需的处理去除水平（LRT）。
- 统计分析与模型预测：利用 Gamma 分布、Weibull 分布等概率模型分析微生物浓度分布，并通过拉丁超立方抽样（LHS）处理参数不确定性。
研究结果
3.1 魁北克和安大略省脆弱性与威胁评估比较
- 脆弱性评估：魁北克基于大肠杆菌监测数据将摄入点分为低、中、高脆弱性，安大略则根据摄入点周边物理和水动力特征划分保护区域（IPZ）并赋予脆弱性评分（1-10）。魁北克方法能反映实际水质，但对峰值评估不足；安大略方法未结合水质数据，难以有效 prioritization。
- 威胁评估：魁北克通过风险矩阵结合事件频率和严重程度，安大略根据威胁在 IPZ 中的位置及脆弱性评分。魁北克方法可区分同等级威胁的风险差异（如 OA1 与 OA2 因频率不同风险等级不同），安大略则因依赖空间位置导致部分威胁分类模糊。
3.2 基于 QMRA 的威胁评估
- 模拟结果：CSO 事件导致的大肠杆菌浓度在不同摄入点和月份差异显著，下游摄入点 B2 受 OA4、OA5、OA6 影响较大，且高频率 CSO（如 OA5）导致更高的 LRT 要求。
- Log 去除目标（LRT）：对于隐孢子虫和贾第鞭毛虫，不同 CSO 事件的 LRT 差异可达 1.8 log，传统法规分类中同等级威胁（如 OA4 与 OA5）的 LRT 可能不同，表明现有分类方法未能充分反映实际风险差异。
3.3 事件型 QMRA 与传统威胁评估框架的整合
QMRA 通过量化威胁的频率、强度及处理需求，为传统评估提供补充。例如，魁北克方法结合 QMRA 可优化风险降低策略（如调整 CSO 频率或改进处理工艺），而安大略方法可通过引入定量指标提升威胁优先级的准确性。研究还指出，长期监测和累积效应分析对跨区域水源管理至关重要。
结论与讨论
本研究揭示了加拿大两省水源保护法规在微生物风险评估中的差异，魁北克的数据驱动方法在评估 CSO 等动态威胁时更具优势，而安大略的模型驱动方法在空间脆弱性划分上有其特点。QMRA 的引入填补了传统定性评估的不足，通过量化处理需求（如 LRT）为威胁优先级提供了客观依据，尤其在跨区域水源场景中，可促进协调管理和资源优化。
研究强调，全球 60% 的河流流量涉及跨区域流域，类似加拿大的案例凸显了统一评估框架的必要性。未来需进一步整合多学科方法（如水文、社会经济），并考虑气候变化对极端事件的影响，以提升水源保护的全面性和适应性。该研究为饮用水安全领域提供了新的方法论视角，对完善国际水源管理标准具有重要参考价值。
