提要80中代初,試論國外開展了人體總暴露研究(Total Human Exposure)。國開這一研究把人作為環境污染物的展人接受著,它彌補了目前污染物危害評價中的體總不足。它為控制污染物找到了新的暴露途徑,為鍵康風險評價提供了新的研究手段。
環境保護的試論中心任務是保護公共健康和福利不受環境污染物的危害。公共健康常指的國開是人群,而公共福利指的展人是非人口部分(如生態系統)。對于現行的體總環境管理來說,為了達到這一目的暴露,通常進行室外環境污染物濃度的研究觀測,并采取措施把污染物濃度降低到可按受的試論水平[1]。
以往,國開環境法規體系僅僅要求測量地球物理傳播媒介(如室外空氣、展人河流、土壤)中的污染物,而不是人群的實際暴露。傳統的方法認為,控制這些傳播媒介中的污染物濃度到可接受的水平就能達到保護公共健康和福利的目的。60年代后期和70年代中期,人們發現空氣污染物的人體暴露一一人體接觸污染物的實際濃度一一與地理物理傳播媒介中的空氣濃度有顯著差異[2.3],也找到了一種能精確定量人體暴露的監測手段[4]。80年代國外產生了一種人體總暴露監測方法,這一新方法以已知的精度測定環境污染物的人體暴露[5.6]。90年代這一方法巳被用于完善健康風險評價,和為真正基于風險評價的環境法規體系提供新的數據庫。本文試圖論述我國開展人體總暴露研究的必要性。
1 問題的提出
1.1 風險評價模型
在人體健康風險評價中,雖然植物和動物在污染物到人體的輸送過程中起一定的作用,但評價的對象是人體。為了評價環境污染物對人體健康的危害,必須建立污染源到影響之間的關系。要保證評價的精度,必須考慮所有的污染物,不應只限于傳統的污染源(煙囪,廢物出口,有毒廢物處理場等),而也應包括非傳統的污染源(建筑材料,消費品等)。
人體健康的風險評價模型包括以下五個環節[1.6]
①污染源
②污染物的輸送過程
③污染物的人體暴露
④人體吸收劑量
⑤污染物對人體的影響
在這模型中,后一項依賴于前一項,即前一項的輸出就是后一項的輸入。因此,如果缺少了某一環節,就不可能正確描述污染源與影響的關系,不可能正確評價污染物對人體健康的危害,也就不能決定控制污染源對降低風險的效應。
以往的研究對前后環節研究較多,而對中間環節③、④研究較少。提起環境污染,人們往往會想到傳統污染源,如廠區冒煙的煙囪、排污溝,因此把大量的人力物力投入到傳統污染源上,現在大量的知識是關于傳統污染源的,制定的法規體系也是針對傳統污染源的。另一方面,對非傳統污染源研究甚少,這些污染物會通過非傳統的暴露途徑(如室內消費品散發污染物)到達人體。
一旦確定污染源后,注意力往往轉移到污染物的輸送過程,這一方面也取得了很大的進展,如污染物擴散模型,污染物在河流、土壤、食物中的輸送模型等。與前二環節相比,第五環節也受到了很大的重視,如動物成人的劑量反應關系,一些空氣質量際準就是根據這些研究制定的。但是作為風險評價模型基本組成都分的③、④環節沒有受到應有的重視。
最近國外開展的人體總暴露研究可以彌補這一空白,得到一個完整的風險評價模型,使基于風險評價的環境管理成為可能。這一研究也幫助找出了很多非傳統污染源。這些非傳統污染源在現行的環境法規體系中是不會考慮的;在公共健康方面,它們比受到控制的傳統污染源危害更大[1]。
雖然把污染源同暴露乃至影響聯系起來是很重要的,但即使把污染源同暴露(不一定是影響)聯系起來也能為管理者、決策者提供大量新的信息。如果能建立某種污染物的污染源一一暴露關系,就有可能找到經濟有效的控制造徑來降低暴露,達到降低潛在風險的目的。
1.2 目前大氣監測站存在的問題
大氣監測站一般提供室外空氣質量狀況,但是其價為該地區人群暴露的代表程度是不清楚的[7]。已有資料表明,人們有三分之二以上的時間,甚至90%的時間是在室內度過的[8.9]。據計算,美國工人只有2%的時間是在室外度過的,而美國家庭婦女只有1.4%的時間是在室外度過的[10]。出于人們大部分時間是在室內度過的,因此對室內空氣質量的研究顯得特別重要。
國外人體總暴露研究表明,一氧化碳主要污染源是交通工具、室內煤氣灶及職業性暴露。因此個人活動和CO室內濃度對個人暴露影響極大[11.12]對波士頓家庭的NO2研究表明[13],冬/春、夏、秋三個斷段的研究中,煤氣灶家庭的所有微環境濃度高于電炊灶家庭的相應微環境濃度,且變化范圍廣;煤氣灶家庭室內NO2濃度高于室外濃度,而電炊灶家庭則相反。平均NO2濃度以廚房、起居室、臥室這一順序遞減。煤氣炊家庭的平均NO2個人暴露接近于,但稍低于室內濃度;電炊灶家庭的平均NO2,個人暴露位于室內、室外濃度之間[14]。個人暴露依賴于室內濃度。單用室外濃度不能很好預測個人暴露,而室內、室外加權活動模型能很好地預測個人暴露。因此,傳統的那種只限于室外污染物濃度的監測方法有待改進。
在70年代以前,雖然人們已認識到了大氣監測站的不是,但由于還沒有研制出個人暴露監測器,空氣污染的個人暴露是從大氣監測站獲得的[15]。這種數據假定人處于相同的微環境中,以相同的方式活動,這不能不得出粗劣的結論[16]。這種數據只能說明一種“潛在暴露”,而不能反映實際的人體暴露[15]。
70年代,由于成功地研制了個人暴露監測器,并在小型化方面取得了進展,國外才真正地開展了個人暴露的研究,并在80年代發展成為人體總暴露研究。
2 人體總暴露概念
用統計學術語表示,暴露就是個人接觸污染物的事件[6.15],如用括號表示出現的事件,假定參數系為三維空間。“暴露”定義為兩事件的聯合事件[6.7]:
{ t時個人i在(x,y,z)點}
∩{ t時點(x,y,z)的濃度C=c}
如果知道濃度的空間分布C(x,y,z),并知道個人i的空間坐標(x,y,z),就可以把個人所接觸的濃度即暴露表示為:
C(x,y,z)=Ci(t)L L L L L L L L (1)
個人暴露依賴于遇到的濃度及在微環境中度過的時間,人體總暴露就是人在不同微環境中接觸污染物濃度的總和。人體總暴露可以描述為一個包圍目標棗人體棗的一個“泡泡”[1]。
在某時任何接觸這一“泡泡”的污染物棗通過空氣、食品、水或皮膚棗被認為是該時污染物的一種暴露。有些污染物如CO,通過一種傳播媒介空氣進入人體,其它的如鉛和氯仿,可以通過二種或多種暴露途徑,(如空氣、食品和水)進入人體。如果有多種暴露途徑,人體總暴露方法試圖確定通過所有可能暴露途徑(空氣、食品、飲用水、皮膚)的人體暴露(某時某地每一傳播媒介中的污染物濃度)。人體總暴露方法以已知的精確度和準確度,提供一些經所有環境媒介的公眾暴露數據。它試圖在暴露人數、暴露程度及與之有關的污染源方面提供一些可靠的定量數據。
總暴露計算公式為[7,15]
平均暴露計算公式為[7,15]:
標準暴露計算公式為[7,15]
其中ts是與某一空氣標準相對應的時間,它可與現有空氣質量標準相比較。