ＱＭＲＡ可用來確定績效目標(biāo)并作為改善水質(zhì)對人群和亞人群健康影響的評估基礎(chǔ)。 數(shù)學(xué)模型可用來評估飲用水中低濃度病原體對健康的影響。
風(fēng)險評估、包括ＱＭＲＡ，首先從提出問題開始，其目的是確定各種可能的危害及危 害從源頭到消費者的各種遷移路徑。然后，將人接觸病原體的情況（環(huán)境濃度及攝入 量）和所選（或參考）生物體的劑量 反應(yīng)關(guān)系綜合起來以描繪出風(fēng)險的特征。結(jié)合其他 信息（社會、文化、政治、經(jīng)濟、環(huán)境等）就可提出一些優(yōu)先選用的管理辦法。為鼓勵利 益相關(guān)各方的支持和參與，在處理過程的每一階段，都能做到透明并主動溝通有關(guān)危險 性的信息是非常重要的。表７．３給出了危險性評估的一個例子并在下面進(jìn)行詳細(xì) 描述。
１）問題的形成和危害的確定
對飲用水系統(tǒng)的每一個環(huán)節(jié)，不論它是否受飲用水供應(yīng)者的直接監(jiān)控，對所有的潛在危 害，包括導(dǎo)致微生物病原體出現(xiàn)的原因和具體的事件（可能發(fā)生什么和如何發(fā)生），都應(yīng)該查 明并形成文件。這包括點污染源（如生活和工業(yè)污水的排放）和分散污染源（如農(nóng)業(yè)和畜牧 業(yè)活動造成的污染）。也要考慮持續(xù)的、間歇的或季節(jié)性的污染，還要考慮到極端的和不常 見的事件，如干旱和洪水。
廣義上的危害還包括危害場景，比如那些可導(dǎo)致消費者接觸某種病原微生物的事件。 在這種情況下，危害性事件（如由生活廢水引起的水源污染高峰）可稱為危害。
由于ＱＭＲＡ不可能用于每一個確認(rèn)的危險，就需要選擇代表性（或參考）生物體，如果 代表性生物體得到控制，就可以確保所有關(guān)注的病原體得到控制。通常，這意味著至少要包 括一種細(xì)菌、病毒、原蟲或蠕蟲。在這一部分中，彎曲桿菌、輪狀病毒和隱孢子蟲已經(jīng)作為示 例參考病原體來說明如何應(yīng)用風(fēng)險評估和計算性能目標(biāo)。
２）暴露評估
針對飲用水消費的暴露評估包括個體接觸病菌數(shù)量的估計，主要是指經(jīng)口攝入的病菌。 暴露評估不可避免地存在不可確定性，因此必須交代各種因素的變化，如在某個時段內(nèi)攝入 病原體的濃度和攝入量。
暴露可以是消費者在某一個時間段一次攝入的病原體劑量，或是多次暴露的總量（如一 年）。暴露取決于飲用水中病原體的濃度和消耗的水量。
不大可能或很難定期直接測定飲用水中的病原體。常見的做法是推測或測定原水中的 濃度，并用估計的減少量（如經(jīng)過水處理）去估計已攝入飲用水中病原體的濃度。最好是在 病原體濃度最高的水域（一般為水源）進(jìn)行病原體測定。通常使用指示生物如大腸桿菌替代 腸道病原菌來估計經(jīng)過各種連續(xù)控制措施后的去除率（見７．４節(jié)及附錄１支持性文件《水處 理和病原體控制》）。
對所有的病原體來說，暴露評估的另一個組成部分便是人群攝入的未經(jīng)煮沸的用 水量，其中包括飲水習(xí)慣的個體差異，特別是亞弱勢人群的飲水習(xí)慣。在微生物危害的 危險性評估中，采用未經(jīng)煮沸的飲用水量（包括直接飲用和用于食品制作）是至關(guān)重要 的，因為加熱會使病原體迅速失活。這一水量比用于推導(dǎo)水質(zhì)目標(biāo)，如化學(xué)準(zhǔn)則值所用 的水量低。
用飲水中病原體的濃度乘上飲水體積（也就是劑量）便可評估一個消費者的日暴露量。對于示例模型計算，未煮沸飲用水消耗量設(shè)定為每天一升，但是飲用水消耗量最好使用當(dāng)?shù)?數(shù)據(jù)。
３）劑量 反應(yīng)評估
暴露于一種或多種病原體后產(chǎn)生有害健康反應(yīng)的概率是從劑量 反應(yīng)模型中推導(dǎo)出來 的。已有的劑量 反應(yīng)數(shù)據(jù)主要來源于對健康成年志愿者進(jìn)行的研究結(jié)果。但對某些亞弱 勢人群如兒童、老人和免疫功能受損者，他們可能會產(chǎn)生更嚴(yán)重的致病后果，這方面還缺乏 充分的數(shù)據(jù)資料。
劑量 響應(yīng)模型的概念基于以下觀察，即接觸了已知劑量的病原體就會導(dǎo)致感染可能， 即攝入一種或多種不同的病原體是傳染病發(fā)生的必要前提。而且，這些攝入的病原體必須 已在宿主體內(nèi)存活。單擊理論（即一個病原體也能使人感染得?。┦且粋€重要的概念。這一 概念取代了以往文獻(xiàn)中常用的（最?。└腥緞┝扛拍睿ㄒ姼戒洠敝С中晕募妒澄锖退胁≡?體的危害特性》）。
一般來說，在水中分散良好的病原體屬泊松分布。當(dāng)任何生物體的存活和開始感染的 個體概率相同時，劑量 反應(yīng)關(guān)系可簡化成指數(shù)函數(shù)。但如果這一概率存在異質(zhì)性時，就導(dǎo) 致β 泊松分布的劑量 反應(yīng)關(guān)系，其中“β”指的是各種病原體（和宿主）的個體概率分布。當(dāng) 接觸程度低時，這種情況在飲水中最常見，其劑量 反應(yīng)模型接近線性關(guān)系，并僅代表因接觸 單個微生物引起的感染概率（見附錄１支持性文件《食物和水中病原體的危害特性》）。
４）危險性特征
危險性特征將有關(guān)病原體暴露、劑量 反應(yīng)、發(fā)病率和嚴(yán)重性等方面收集的數(shù)據(jù)資料集 中在一起。
感染概率可以估計為暴露于飲用水后的結(jié)果和暴露于一個微生物就會導(dǎo)致感染的可能 性。每天的感染概率乘上３６５可計算出每年的感染概率。這樣計算時，假定不同的暴露事 例是各自獨立的，并且沒有產(chǎn)生保護(hù)性免疫。這種簡化只有在低風(fēng)險時才是合理的，例如上 述討論。
并非所有感染個體都會出現(xiàn)臨床癥狀，大多數(shù)病原體常常引起無癥狀感染。出現(xiàn)臨床 癥狀人群的百分比取決于病原體，也取決于其他因素如宿主的免疫狀況。年患病風(fēng)險可用 感染率乘上感染后患病的概率來表示。
表７．４中的數(shù)字表達(dá)了某一個體在一給定年份中得病的概率。如得彎曲桿菌病的風(fēng)險 是２．２×１０－４／年，表明平均每４６００名攝入該飲用水的消費者中會有一人得此病。
當(dāng)需將一個病例中發(fā)生特定疾病的風(fēng)險轉(zhuǎn)化為疾病負(fù)擔(dān)時，可以使用ＤＡＬＹ（ｍｅｔｒｉｃ ｄｉｓａｂｉｌｉｔｙａｄｊｕｓｔｅｄｌｉｆｅｙｅａｒ）（見第３章３．１）。這不但反映了急性終點反應(yīng)（腹瀉），也反映了 死亡率和更嚴(yán)重的終點反應(yīng)（如與彎曲桿菌有關(guān)的格林 巴利綜合癥，即急性感染性多發(fā)神 經(jīng)炎）。每個病例的疾病負(fù)擔(dān)變化很大。例如，每１０００例輪狀病毒的疾病負(fù)擔(dān)在低收入地 區(qū)為４８０ＤＡＬＹｓ，而且還經(jīng)常發(fā)生兒童死亡。但在大多數(shù)居民都能得到醫(yī)療救助的高收入 地區(qū)僅為１４ＤＡＬＹｓ／１０００例（見附錄１支持性文件《世界衛(wèi)生組織飲用水水質(zhì)準(zhǔn)則中公共 衛(wèi)生風(fēng)險量化》）。由于這種疾病負(fù)擔(dān)上的明顯差別，為了要達(dá)到相同的危險程度（以 ＤＡＬＹｓ／人／年表示），在相同水源質(zhì)量的情況下，在低收入地區(qū)就需要實施更嚴(yán)格的水處 理。表７．４中１０－６ＤＡＬＹ／人／年這樣的健康結(jié)果目標(biāo)最好能與具體國情相結(jié)合。表７．４中 沒有免疫缺陷人群的計算數(shù)值（如 ＨＩＶ／ＡＩＤＳ患者中的隱孢子蟲?。?，在某些國家，這些人群的數(shù)量還是很多的。３．２節(jié)中有更多關(guān)于ＤＡＬＹ的信息，及關(guān)于如何將其用于獲取風(fēng)險 參考值。
ＤＡＬＹ，殘疾調(diào)整生命年。
ａ數(shù)據(jù)得自高收入地區(qū)，在低收入地區(qū)的嚴(yán)重程度更高（見支持性文件《在飲用水水質(zhì)準(zhǔn)則中定量公共衛(wèi)生危險》附 錄１）。
ｂ對彎曲桿菌和輪狀病毒的劑量 反應(yīng)來自Ｈａａｓ，Ｒｏｓｅ＆Ｇｅｒｂａ（１９９９）；隱孢子蟲來自附錄１支持性文件《飲用水中 隱孢子蟲的風(fēng)險評估》。
ｃ一人每天飲用一升水（犞）。
人群中可能只有一部分人對某些病原體是敏感的，因為在感染首次發(fā)作后可產(chǎn)生免疫 力或患病后可獲終生免疫保護(hù)，例如ＨＡＶ和輪狀病毒。據(jù)估計在發(fā)展中國家，所有５歲以 上兒童都對輪狀病毒有免疫力。這是由于在生命的頭幾年中，他們總是反復(fù)地接觸該病毒 所致。所以，總?cè)丝谥?，平均有１７％對輪狀病毒是敏感的。在發(fā)達(dá)國家的嬰幼兒中，輪狀病 毒感染也很普遍，主要是在低齡兒童中診斷出此病，但他們在整個人口中的百分比是較低 的。這樣，在發(fā)達(dá)國家中，平均有６％的人口是敏感的。
危險性評估的各個階段所收集數(shù)據(jù)的不確定性和可變性導(dǎo)致了危險性評估結(jié)果的不確 定性。雖然我們這里只提到點值的估計（見下文），但危險性評估模型應(yīng)該對這些可變性和 不確定性進(jìn)行合理的解釋。
對每一個變量來說，選擇最適當(dāng)?shù)狞c值估計是很重要的。理論上說，風(fēng)險與攝入量的算 術(shù)平均值成正比。因此，推薦了下列變量的算術(shù)平均值：病原體在原水中的濃度，水處理后 除去的量，以及消耗的飲用水量。這一推薦與微生物學(xué)家和工程師們常用的計算是不同的， 他們將濃度和處理效果轉(zhuǎn)化成對數(shù)值，并按對數(shù)刻度進(jìn)行計算和解釋。這樣得出的評估值 是幾何平均值，而不是算術(shù)平均值，這樣會明顯低估所評價風(fēng)險。因此，分析現(xiàn)場數(shù)據(jù)時可能要求返回去使用原始數(shù)據(jù)（例如計數(shù)結(jié)果和測試體積等），而不是依靠所報告的對數(shù)轉(zhuǎn)換 值，否則會引起模棱兩可。
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