ＱＭＲＡ可用來確定績效目標并作為改善水質對人群和亞人群健康影響的評估基礎。 數學模型可用來評估飲用水中低濃度病原體對健康的影響。
風險評估、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（環境濃度及攝入 量）和所選（或參考）生物體的劑量 反應關系綜合起來以描繪出風險的特征。結合其他 信息（社會、文化、政治、經濟、環境等）就可提出一些優先選用的管理辦法。為鼓勵利 益相關各方的支持和參與，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行詳細 描述。
１）問題的形成和危害的確定
對飲用水系統的每一個環節，不論它是否受飲用水供應者的直接監控，對所有的潛在危 害，包括導致微生物病原體出現的原因和具體的事件（可能發生什么和如何發生），都應該查 明并形成文件。這包括點污染源（如生活和工業污水的排放）和分散污染源（如農業和畜牧 業活動造成的污染）。也要考慮持續的、間歇的或季節性的污染，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，就可以確保所有關注的病原體得到控制。通常，這意味著至少要包 括一種細菌、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作為示 例參考病原體來說明如何應用風險評估和計算性能目標。
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量的估計，主要是指經口攝入的病菌。 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過各種連續控制措施后的去除率（見７．４節及附錄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煮沸的用 水量，其中包括飲水習慣的個體差異，特別是亞弱勢人群的飲水習慣。在微生物危害的 危險性評估中，采用未經煮沸的飲用水量（包括直接飲用和用于食品制作）是至關重要 的，因為加熱會使病原體迅速失活。這一水量比用于推導水質目標，如化學準則值所用 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定為每天一升，但是飲用水消耗量最好使用當地 數據。
３）劑量 反應評估
暴露于一種或多種病原體后產生有害健康反應的概率是從劑量 反應模型中推導出來 的。已有的劑量 反應數據主要來源于對健康成年志愿者進行的研究結果。但對某些亞弱 勢人群如兒童、老人和免疫功能受損者，他們可能會產生更嚴重的致病后果，這方面還缺乏 充分的數據資料。
劑量 響應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致感染可能， 即攝入一種或多種不同的病原體是傳染病發生的必要前提。而且，這些攝入的病原體必須 已在宿主體內存活。單擊理論（即一個病原體也能使人感染得病）是一個重要的概念。這一 概念取代了以往文獻中常用的（最小）感染劑量概念（見附錄１支持性文件《食物和水中病原 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 反應關系可簡化成指數函數。但如果這一概率存在異質性時，就導 致β 泊松分布的劑量 反應關系，其中“β”指的是各種病原體（和宿主）的個體概率分布。當 接觸程度低時，這種情況在飲水中最常見，其劑量 反應模型接近線性關系，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
危險性特征將有關病原體暴露、劑量 反應、發病率和嚴重性等方面收集的數據資料集 中在一起。
感染概率可以估計為暴露于飲用水后的結果和暴露于一個微生物就會導致感染的可能 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，并且沒有產生保護性免疫。這種簡化只有在低風險時才是合理的，例如上 述討論。
并非所有感染個體都會出現臨床癥狀，大多數病原體常常引起無癥狀感染。出現臨床 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中的數字表達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。
當需將一個病例中發生特定疾病的風險轉化為疾病負擔時，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（腹瀉），也反映了 死亡率和更嚴重的終點反應（如與彎曲桿菌有關的格林 巴利綜合癥，即急性感染性多發神 經炎）。每個病例的疾病負擔變化很大。例如，每１０００例輪狀病毒的疾病負擔在低收入地 區為４８０ＤＡＬＹｓ，而且還經常發生兒童死亡。但在大多數居民都能得到醫療救助的高收入 地區僅為１４ＤＡＬＹｓ／１０００例（見附錄１支持性文件《世界衛生組織飲用水水質準則中公共 衛生風險量化》）。由于這種疾病負擔上的明顯差別，為了要達到相同的危險程度（以 ＤＡＬＹｓ／人／年表示），在相同水源質量的情況下，在低收入地區就需要實施更嚴格的水處 理。表７．４中１０－６ＤＡＬＹ／人／年這樣的健康結果目標最好能與具體國情相結合。表７．４中 沒有免疫缺陷人群的計算數值（如 ＨＩＶ／ＡＩＤＳ患者中的隱孢子蟲病），在某些國家，這些人群的數量還是很多的。３．２節中有更多關于ＤＡＬＹ的信息，及關于如何將其用于獲取風險 參考值。
ＤＡＬＹ，殘疾調整生命年。
ａ數據得自高收入地區，在低收入地區的嚴重程度更高（見支持性文件《在飲用水水質準則中定量公共衛生危險》附 錄１）。
ｂ對彎曲桿菌和輪狀病毒的劑量 反應來自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，因為在感染首次發作后可產生免疫 力或患病后可獲終生免疫保護，例如ＨＡＶ和輪狀病毒。據估計在發展中國家，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，他們總是反復地接觸該病毒 所致。所以，總人口中，平均有１７％對輪狀病毒是敏感的。在發達國家的嬰幼兒中，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，在發達國家中，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據的不確定性和可變性導致了危險性評估結果的不確 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該對這些可變性和 不確定性進行合理的解釋。
對每一個變量來說，選擇最適當的點值估計是很重要的。理論上說，風險與攝入量的算 術平均值成正比。因此，推薦了下列變量的算術平均值：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化成對數值，并按對數刻度進行計算和解釋。這樣得出的評估值 是幾何平均值，而不是算術平均值，這樣會明顯低估所評價風險。因此，分析現場數據時可能要求返回去使用原始數據（例如計數結果和測試體積等），而不是依靠所報告的對數轉換 值，否則會引起模棱兩可。
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