中国城市集中式饮用水源地痕量元素健康风险的全域评估与空间分异研究

针对中国城市饮用水源地痕量元素暴露的健康风险认知空白，研究人员基于2016-2021年全国321个城市1,193个水源地的时序监测数据，首次系统评估了21种痕量元素的非致癌/致癌风险。发现As、Mo、F、Mn、Sb、Fe六种元素在华北松辽/黄河流域风险突出，3.8%水源对儿童存在风险。该研究为水源地精准保护与SDG6（可持续发展目标6）实现提供科学依据。

　　

随着全球城市化进程加速，联合国预测205年城市人口将超总人口三分之二。城市供水系统作为支撑人类健康与可持续发展的命脉，其水质安全直接关联联合国可持续发展目标（SDGs）的实现。然而全球水源质量持续恶化，2015年不安全饮水导致130万人死亡，中国每年更造成1.9亿人患病。在这一背景下，痕量元素（Trace elements）因其"剂量-效应"的双重特性成为研究焦点——既是必需微量元素，过量暴露又可引发从慢性中毒到癌症的严重疾病。尽管已有研究关注地表水与末梢水中的健康风险，但针对供水系统源头——饮用水源地的系统性评估仍属空白。

中国环境监测总站等机构的研究人员基于2016-2021年全国321个地级以上城市1,193个集中式饮用水源地的月度监测数据，采用GB3838-2002和GB/T14848-2017标准，通过健康风险评价模型（Health risk assessment model）对21种痕量元素进行非致癌风险商（HQ）和致癌风险（CR）计算。研究整合了水源类型（地表水/地下水）、流域分布、城市规模等多维度数据，运用空间插值法揭示风险地理格局。

主要技术方法
研究团队收集了全国水源地6年连续监测数据，依据中国国家标准进行痕量元素浓度检测。采用美国环保署推荐的健康风险评价框架，计算经口摄入途径的HQ和CR值，设定儿童/成人差异化的暴露参数。通过构建城市-水源二级评估体系，结合GIS空间分析技术识别高风险聚集区。

水质量监测数据与风险识别
在1,193个水源地中，7.5%存在痕量元素超标现象，其中地下水超标率（12.3%）显著高于地表水（6.1%）。通过健康风险模型筛选出As、Mo、F、Mn、Sb、Fe六种高风险元素，其超标主要源于地质背景（如华北平原高砷地下水）与工业排放（如锑矿开采）的复合作用。

空间分布特征
风险呈现明显地域聚集性：8.1%的城市（26个）对儿童存在健康风险，且集中分布于松辽流域（HQ均值1.32）和黄河流域（HQ均值1.18）。对比发现，经济发达城市因采用先进处理工艺（如反渗透）和优质水源，风险水平降低47%。

供水系统风险传递分析
通过对比水源-水厂-管网三阶段数据，证实As、F、Mo、Sb的风险主要源自水源本底值偏高。传统工艺（沉淀-过滤-消毒）对这类元素去除率不足30%，而采用深度处理技术的城市可使风险降低60%。

讨论与启示
该研究首次揭示中国城市水源地痕量元素风险的"北高南低"空间格局，证实地质成因与工业活动的协同效应是主因。特别值得注意的是，儿童因更高的单位体重摄水量，其HQ值可达成人的2.7倍。研究建议：1）在松辽流域等高风险区实施水源替代策略；2）推动GB3838标准中Sb等新兴污染物的限值修订；3）构建从"源头到龙头"的全流程风险管控体系。这些发现为《水污染防治行动计划》的精准实施提供了科学依据，对实现SDG6.1"人人享有安全饮水"目标具有重要实践意义。