水质指标 钡

关键词：水质 水质指标 

    钡(barium，Ba)是一种碱土金属，其化合物可用于塑料、橡胶、电子、纺织行业，并可用于陶瓷、玻璃制造、制砖、造纸、药物和化妆品、石油和天然气行业等。

1在环境中的存在及人群暴露水平

1．1在水及其他环境中的含量水平钡广泛存在于海水、地表水和地下水中。由于地质条件的差异，在不同地区钡在水中的含量变化很大，可以相差几个数量级。

根据美国的调查结果，钡在地面水中的浓度列于表1—1。

表1—1 美国地表水中钡的含量

注：引自WHo：EHC：1070

    在文献中，有许多调查报告报道了在城市供水中钡的浓度。在加拿大供水中钡的质量浓度范围为5～600μg／L。在瑞典城市供水中钡的质量浓度范围为1～20μg／L。美国的一系列调查表明， 钡的质量浓度范围为微量至10 000μg／L。钡在海水中的浓度可能随海水深度的增加而增加。在大西洋和太平洋海水中钡的质量浓度范围从低于1μg／L至几十微克每升。

    此外，钡也存在于食物、空气以及尘埃样品中。在谷物、饲料植物、黑胡桃、巴西坚果、烟草、大豆、土豆、小麦、水果等中均有一定含量。

1．2人群暴露水平 钡主要通过饮水和食物摄人人体。Tipton等的研究发现，从食物中摄入钡的范围为650～1 770μg／d，个体间差异很大。英国的调查估计钡从膳食中的摄入量为603μg／d，钡在饮水中的含量取决于当地的地球化学情况。美国对100 个大城市供水的调查表明，钡在饮水中含量的中位值为43μg／L；94％的末梢水含量≤100μg／L，钡从饮水中的平均摄人量≤200μg／d。最近的调查指出，美国有2．14亿人饮水用的公共供水中钡的含量为1～20μg／L；从饮水中的摄入量为2--40μg／d；但是在某些区域钡的含量为10 000μg／L，其摄入量可高达20000μg／d。因此，饮水是钡的重要摄入途径。

2对实验动物‘和体外试验系统的毒性

2．1急性毒性各种钡的化合物对实验动物急性经口半数致死量(LD₅₀)为小鼠200mg／kg，大鼠118～3 000mg／kg(RTECS资料)。

2．2亚(急)慢性毒性 McCanley等进行了一系列实验研究了饮水中氯化钡对大鼠组织病理学和心血管系统的影响。将Sprague—Dawley雄性大鼠分为5组，饮水中钡的质量浓度分别为0、 lmg／L、10mg／L、100mg／L、250mg／L，共饮用36周。雌性大鼠饮用钡质量浓度为0和250mg／L的饮水共46周。另一项实验是，饮水中钡质量浓度分别为0、lmg／L、10mg／L、100mg／L、1 000mg／L，共饮用16周。实验结果表明，除接受1 000mg／L饮水的大鼠出现肾小球超微结构改变外，其余均未发现明显的组织病理学和心血管系统(包括血压)的改变。

2．3生殖毒性、胚胎毒性和致畸性 几乎没有经饮水或饲料染毒而研究钡的生殖毒性、胚胎毒性和致畸性的报道。但经吸入染毒具有一定的生殖毒性。

2．4致突变性关于钡致突变性的研究很少。有限的报道未发现钡具有明显的致突变性。

2．5慢性毒性和致癌性Perry等使用雌性Long—Evans大鼠进行了饮水中钡的慢性毒性研究。动物被分为4组，饮水中氯化钡的质量浓度分别为0、1mg／L、10mg／L和100mg／L，基于动物的饮水量，经过计算所得到的平均每日钡的摄入量分别为O、 0.051mg／L、0．51mg／L，、5．1mg／kg。在16个月中，最低剂量组动物的收缩压无明显改变；中剂量组动物在8个月以后血压平均增加0．533～0．933kPa(4～7mmHg柱)；最高剂量组动物在1个月以后血压增加1．60kPa(12mmHg柱)，16个月以后血压增加2．13kPa(16mmHg柱)，而且心脏收缩率、电刺激感应性、ATP和磷酸化作用降低。由于血压增高4～7mmHg柱不足以引起有害作用，所以认为，当饮水中钡质量浓度为10mg／L时，未引起动物的明显异常。在该项实验中，未观察到有害作用的剂量(NOAEL)是含钡量O．51mg／(kg·d)，而最低可观察到有害作用的剂量(LOAEL)是(按体重计)5．1mg／(kg·d)。

    Schroetar等研究了钡和其他金属的慢性毒性和致癌性。使用Long—Evans大鼠和CD小鼠，终生饮用含钡质量浓度为0和5mg／L的饮水。结果表明，实验组和对照组动物的肿瘤发生率无明显差异，因此，在该实验条件下，未观察到钡具有致癌性。

3对人体健康的影响

    Brenniman等在美国伊利诺斯州的16个社区进行回顾性流行病学调查，研究饮水中的钡浓度与心血管病年龄和性别调整死亡率之间的关系，比较了在饮用高钡饮水(含钡量2．0～10mg／L)社区与饮用低钡饮水(<2mg／L)社区心血管病死亡率之间的差异。两组社区在人口、种族、特点、年龄分布、每户人口数、完成学校教育年数和平均收入方面均相匹配。调查结果表明，心血管病年龄调整死亡率与饮水中含高钡浓度具有高度相关，但存在一些混杂因素。有一些其他的研究未发现饮水中钡浓度和心血管病死亡率之间的相关。

    Brennimarl等又进一步开展了前瞻性调查，研究了从饮水中增加钡的摄入与血压增高之间的关系。一个社区饮用高钡饮水，含钡量为7·3mg／L，而另一个社区饮用低钡饮水，含钡量为0．1mg／L，两个社区饮水中其他成分一致。在问卷调查中，除一般项目外，特别调查了在该社区居住的时间以及水的软化剂或其他家庭水处理器的使用情况。结果表明，未观察到摄人高钡和低钡的人群中血压的明显差异，说明高钡饮水未明显使人群的血压增高。

4在饮水中限值的确定

4·1依据动物实验得到的限值迄今，未证实钡具有致癌性。 故应使用TDI的方法确定限值。慢性动物试验表明，NOAEL含钡量为0·51mg／(kg·d)。采用不确定系数为10(种问差异1，种内差异10)，其理由是流行病学调查显示，钡对人的毒性并不比对动物的大，也就是说人并不比动物敏感。因此，从NOAEL可以计算得到TDI为0.051mg／(kg·d)。基于人从饮水中摄入钡的量占总摄入量的20％，体重为60kg的人饮水量为2L／d，可获得钡在饮水中的限值为0．3mg／L，计算如下。

限值= [0．051mg／(kg·d)×60kg×20％]/ (2L／d)=0．3mg／L(取整数)

4·2依据人体资料得到的限值 流行病学调查表明，在饮用平均钡质量浓度为7．3mg／L饮水的人群以及钡质量浓度为0．1mg／L饮水的人群中未见血压和心血管病死亡率有明显差别。因此，NOAEL为7·3mg／L，采用不确定系数为10(种内差异)，计算得到钡在饮水中的限值为0．7mg／L。

    综上所述，依据流行病学资料得到的钡在饮水中的限值为0·7mg／L，而从动物实验资料获得的限值为0．3mg/L。考虑到人的资料比较充分，作为确定限值的依据更合理，WHO建议的限值为0·7mg／L。因此，我国《生活饮用水水质卫生规范》中钡的限值为0．7mg／L。