健康风险评价案例学时.ppt

1 四健康风险评价案例 4 1吸烟有害健康 烟气的成分烟气有害物质含量烟气毒性评价烟气暴露评价风险表征应对措施 4 2电池应该回收吗 碱性电池的结构和成分污染物的释放途径碱性电池毒性评价碱性电池暴露评价风险表征应对措施 2 一手烟二手烟香 放松 酷疾病 肿瘤 成瘾性我国是世界最大的烟草产销国 4 1吸烟有害健康 3 4 1 1烟气的成分 Roberts的1988年烟草报告烟气中的化学成分达5068种 其中1172种是烟草本身就有的 另外3896种是烟气中独有的 4 1吸烟有害健康 4 烟气颗粒物 脂肪烃 低分子量脂肪烃大部以气态形式存在 烟气粒相物是较高分子量脂肪烃 来自烟叶中C25到C34蜡质 芳香烃 烟气中芳香烃以多环芳烃居多 它们在烟叶中含量少 大部分是由纤维素 高级烷烃等烟叶成分在燃烧过程中产生的 是烟气中主要有害成分 萜类化合物 烟叶中存在很多萜类化合物 是烟气的重要香味成分 其分子量较大 主要以其降解物及其衍生物的形式存在于烟气中 4 1 1烟气的成分 4 1吸烟有害健康 5 烟气颗粒物 羰基化合物 如紫罗兰酮 大马酮 茄尼酮以及柠檬醛 香草醛等 是形成烟气香味 香气的重要成分 酚类化合物 强化香气 有儿茶酚 莨菪亭 绿原酸 间苯二酚等 有的是烟叶中原有的 有的则是碳水化合物燃烧中形成的 儿茶酚含量最高 酚类化合物对人的呼吸道及其他器官有不良刺激作用 儿茶酚等还有一定的致癌作用 是烟气中的有害物质 4 1 1烟气的成分 4 1吸烟有害健康 6 4 1 1烟气的成分 4 1吸烟有害健康 烟气颗粒物 有机酸 挥发性脂肪酸及非挥发的棕榈酸 亚麻酸 亚油酸 油酸和硬脂酸等 以及少量游离氨基酸 氮杂环化合物 重要香气物质 在烟气颗粒碱性部分 主要是烟碱 还有吡啶 吡咯 吡嗪 吲哚 咔唑等 N 亚硝胺 种类很多 如亚硝基二甲基胺 亚硝基甲基乙基胺等 亚硝胺可能诱发肺癌 金属元素 烟草和卷烟纸中金属包括游离态金属和无机盐 主要残留在灰分中 但极少量 0 01 4 进入烟气 7 烟气气相物 氮 氧 二氧化碳 一氧化碳和氢等约占总气相物的90 占总烟气释放量的85 左右 其它包括 挥发性烃类 除脂肪烃以外 还有挥发性芳香烃 前者包括烷烃 烯烃 炔烃和脂环烃等 后者有苯 甲苯 乙苯 对 二甲苯 联 二甲苯 邻 二甲苯和苯乙烯等 挥发性酯类 甲酸甲酯 甲酸乙酯 乙酸甲酯 乙酸乙酯 乙酸乙烯酯 丙酸异丙酯 乙酸丁酯 己酸乙酯等 4 1 1烟气的成分 4 1吸烟有害健康 8 4 1 1烟气的成分 4 1吸烟有害健康 烟气气相物 呋喃类 重要的香味物质 是烟叶非酶棕色化反应产物 主要有呋喃 2 甲基呋喃 四氢呋喃 2 5 二甲基呋喃等 它们都是重要的烟草香味物质 挥发性腈类 烟草中杂环胺化合物如吡啶 甲基吡嗪等在高温下裂解生成的 有丙烯腈 乙腈 丙腈 异丁腈 戊腈 己腈等 其它 如氨 一氧化氮 二氧化氮 亚硝酸甲酯 硫化氢 氢氰酸 氯甲烷 甲醇 乙醇 丙醇 异丁醇等 9 主要有害物质 烟气气相 一氧化碳 氮氧化物 丙烯醛 挥发性芳香烃 氢氰酸 挥发性亚硝胺等烟气颗粒 多环芳烃 酚类 烟碱 亚硝胺及微量放射性元素等气相与粒相中都存在自由基 4 1 1烟气的成分 4 1吸烟有害健康 10 尼古丁 nicotine 主要与有机酸如柠檬酸结合成盐 进入人体后90 在肺部吸收 进入血液后6秒到达大脑刺激交感神经引起短暂兴奋和随后抑制 决定劲大劲小 引发成瘾 增加其它有害物质的摄入 烟碱毒性 小白鼠口服LD50为50 60mg kg 中等剂量烟碱使人呼吸加快 血管舒张 呕吐加剧 稍大剂量引起震颤和痉挛 更大剂量引发短暂的呼吸增强 血压上升 食欲减退绝大部分研究认为烟碱与癌症无关 4 1 1烟气的成分 4 1吸烟有害健康 主要有害物质1 烟碱 11 卷烟燃吸时约15 烟碱转移到主流烟气中 约30 转入侧流烟气中 约18 沉积在烟蒂内 约30 热解合成转化为3 甲基 4 甲基和3 乙烯基吡啶和吡咯等烟碱性质活泼 代谢较快 人体器官或各种组织中尚未发现有烟碱的积累 烟碱代谢主要的中间体是可天宁 其几乎无毒性每支滤嘴卷烟燃烧后 烟碱的释出量一般为1mg左右 低烟碱卷烟每支释出量可低达0 2mg 同时部分被甲醛中和 4 1 1烟气的成分 4 1吸烟有害健康 主要有害物质1 烟碱 12 烟草不完全燃烧产物 烟气中百种以上 大约30种致癌 如3 4 苯并芘 其次是二苯并 a h 蒽 苯并 b 萤蒽等每支卷烟焦油中3 4 苯并 a 芘的含量约0 02 0 03 g全世界每年向大气释放的苯并芘为超过5000吨 主要来自于焦化等化工行业 汽车尾气 取暖 室内装修等都会排放苯并芘 人们一天吸入12m3空气 即使按大气质量标准 每人每天吸入的苯并芘0 0025 g m3 12m3 0 03 g 相当于一支烟 许多城市 区域超标达50 100倍 4 1吸烟有害健康 4 1 1烟气的成分 主要有害物质2 稠环芳烃 PAH 13 已发现有300多种N 亚硝胺有致癌性 特别是肺癌 烟气N 亚硝胺是烟草所特有的 烟碱 假木贼碱等可能是胺类物质产生的前体 在燃吸过程中产生TSNA 烟草制品中含量最丰富的胺是叔胺类的烟碱 新烟气中只含有一氧化氮及微量的氧化亚氮 随着烟气的陈化 二氧化氮迅速形成 氧化氮类是烟支燃吸时形成N 亚硝胺的主要前体之一 对烟气吸入后在体内合成亚硝胺也有促进作用 4 1 1烟气的成分 4 1吸烟有害健康 主要有害物质3 N 亚硝胺 TSNA 14 4 1 1烟气的成分 4 1吸烟有害健康 主要有害物质3 N 亚硝胺 TSNA 15 2014年 复旦投毒案 二甲基亚硝胺 腌肉 烧烤 隔夜饭菜 从亚硝酸盐生成亚硝胺绿茶 生姜 大蒜 猕猴桃 苦瓜等含有Vc Ve 茶多酚和有机硫化物等物质 可清除亚硝酸盐和阻断亚硝胺合成 4 1 1烟气的成分 4 1吸烟有害健康 主要有害物质3 N 亚硝胺 TSNA 16 焦油的酸性组分中有辅助致癌物存在 其中最主要的是儿茶酚和烷基儿茶酚 有促癌作用 当与多环芳烃一起作用时 能增加多环芳烃的致癌性儿茶酚主要前体是纤维素 葡萄糖 果糖 绿原酸 果胶 淀粉和半纤维 滤嘴不能像选择性地减少挥发酚那样减少儿茶酚 使用重组烟草可以减少烟气中的儿茶酚增加烟丝硝酸盐含量可减少儿茶酚 但硝酸盐的增加会使N 亚硝胺的生成量增加 4 1 1烟气的成分 4 1吸烟有害健康 主要有害物质4 酚类物质 17 烟气的芳香族碳氢化合物是在烟丝燃烧时形成的苯最简单 可能致癌 白血病及淋巴瘤 使用打孔滤嘴 可以有选择性地减少主流烟气中苯的含量 4 1 1烟气的成分 4 1吸烟有害健康 主要有害物质5 苯 18 4 1 1烟气的成分 4 1吸烟有害健康 主要有害物质6 氯代烃 烟叶中少量的氯 1 0 在燃烧过程中生产氯代烃 如氯代甲烷和氯乙烯氯代甲烷可能是致癌物 而氯乙烯的毒性则比较明确 容易诱发肝脏血管瘤氯乙烯的含量为6 16ng 支 19 自由基可直接或间接攻击细胞的遗传物质 在诱癌和促癌过程中均起一定的作用一口烟气含自由基达106个 一支烟大约1015个 经过滤纸过滤后 有一部分可富集在焦油中 称为烟气粒相自由基 烟气气相中自由基与烟气粒相自由基不同 它们体积小 重量轻 稳定性差 危害更大 烟气气相自由基的主要成分是烷类自由基 R 和烷氧自由基 RO 其中烷氧自由基约占60 70 4 1 1烟气的成分 4 1吸烟有害健康 主要有害物质7 自由基 20 4 1 1烟气的成分 4 1吸烟有害健康 主流烟气中的一氧化碳含量极少 不足以对人体形成明显危害 一支烟可产生0 3 0 4mg的一氧化碳 放射性物质来源于烟草生长中所施的磷肥 磷肥中含有铀 经过一系列衰变 成为铅 210和钋 210 其放射性物质由烟草上的茸毛所吸收 含有放射性同位素的烟草燃烧时 茸毛成为不熔性物质而被吸入肺内组织 香烟中还发现有 射线 这些物质在烟气中含量极微 不能构成对人体的危害 主要有害物质8 一氧化碳和放射性物质 21 4 1 2烟气毒性评价 香烟烟气的健康风险评价分为致癌效应和非致癌效应 致癌的有N 亚硝胺 主要是NAT NAB NNN NNK 氯代烃 氯乙烯 苯 苯并芘和自由基 非致癌的主要有烟碱 多环芳烃 氯代烃 苯和酚烟气中 亚硝胺的数据来源于对美国大部分过滤嘴香烟的数据 毒性参考二甲基亚硝胺 氯乙烯的数据查到的 氯甲烷暂时用氯乙烯的数据 自由基 烟碱 尼古丁 多环芳烃 以苯并芘Bap代表 苯系物 酚类的含量均参考文献 4 1吸烟有害健康 22 SFi为吸入途径致癌斜率因子 mg kg d 1RfDi为吸入途径参考剂量 mg kg dIUR呼吸吸入单位致癌因子 m3 mgRfC为呼吸吸入参考浓度 mg m3BWa为平均成人体重 kg 参考值56 8DAIRa为平均成人呼吸量 m3 d 参考值14 5 4 1 2烟气毒性评价 4 1吸烟有害健康 23 4 1 2烟气毒性评价 4 1吸烟有害健康 参考污染场地风险评估技术导则 24 只考虑吸烟过程对健康的影响 假设烟都是带滤嘴的 吸烟者没有因为唾液溶解烟叶中的亚硝胺而摄入 受害人群分为吸烟者和被动吸烟者 吸入量不同 吸烟者通过嘴吸入体内的主流烟占全支烟燃烧烟雾的15 而其余85 的侧流烟气为被动吸烟者吸收假设烟雾都被人群吸收 没有滞留在外吸烟者不仅吸收主流烟 而且本身被动吸烟者 这样吸烟者吸入总烟雾量的50 仅考虑成年人 4 1 3烟气暴露评价 4 1吸烟有害健康 25 I 摄入速率 mg kg dayC 在暴露点的浓度 mg L或mg m3CR 接触速率 L day或m3 day C CR即烟气中的量mgEF 频率 day yr 假设天天吸烟 则为365ED 暴露持续时间 yr 假设吸烟40年RR 保留因子 设为50 ABS 血液系统吸收分数 假设为1BW 体重 kg 设为56 8kgAT 平均时间 day 致癌效应设70年 25550天 4 1 3烟气暴露评价 4 1吸烟有害健康 26 每天吸入不同根数香烟的暴露情况mg kg d 4 1 3烟气暴露评价 4 1吸烟有害健康 27 每天被动吸入不同根数香烟的暴露情况mg kg d 4 1 3烟气暴露评价 4 1吸烟有害健康 28 4 1吸烟有害健康 4 1吸烟有害健康 最大暴露浓度设为平均浓度的2倍 4 1 3烟气暴露评价 29 1 致癌风险 致癌风险 I SF 把所有风险全部加和 主被动吸烟者相同 实际上主流烟气和测流烟气成分有所区别 4 1 4风险表征 4 1吸烟有害健康 30 2 非致癌风险 HI CDI RFD 把所有风险全部加和 主被动吸烟者相同 实际上主流烟气和测流烟气成分有所区别 4 1 4风险表征 4 1吸烟有害健康 31 致癌风险 无论对于主动还是被动吸烟者 每天1支烟 存在致癌风险但在可接受范围内10 4到10 6范围内 取决于风险偏好 每天2支 就超过了可接受范围10 4非致癌物质的风险指数 1 0 可接受吸烟的健康风险主要是致癌风险 按10 4计算 即每万人中有1人因为长期吸烟罹患癌症 上述计算除部分数据为假设外 没有考虑其它因素的影响 比如其它饮食 健身习惯对风险因子的抵销作用 如部分饮食可以显著降低亚硝胺的形成 4 1 4风险表征 4 1吸烟有害健康 32 4 1 5应对措施 4 1吸烟有害健康 不吸烟少吸烟 替代物健康饮食与健身注意概率的含义大致每15根香烟可能导致一个突变 但绝大部分都是中性的 长寿吸烟者拥有更强的体内细胞损伤修复能力 1904 1997 33 4 2电池是否要回收 真的 假的 34 4 2电池是否要回收 35 4 2电池是否要回收 4 2 1碱性电池的结构和成分 36 4 2电池是否要回收 干电池锰 锌等在填埋 焚烧处理时 可能释放到环境中 对敏感生态群体造成影响2015年全国销售碱性电池6 6亿支 假定所有电池全部进入到了生活垃圾中 碱性电池无汞化 0 0001 无镉化 0 001 4 2 1碱性电池的结构和成分 37 生活垃圾一般采用填埋处理 正逐步被焚烧和回收替代 尽管焚烧能减少垃圾的体积 而产生的飞灰浓缩了有毒有害物质 残渣中也可能含有较高的重金属含量 另外还存在将有毒污染物排放到空气中的可能 废电池的回收经济上的可行性是主要的因素 因为回收废电池难以产生经济上的效益 在废电池贮存时 残留的电压由于短路可能产生足够的热量引发火灾 残留的能量也会使电池更容易腐蚀 4 2电池是否要回收 4 2 2碱性电池污染物释放途径 38 1 填埋只考虑渗滤液中由电池析出重金属造成的污染 碱性电池在填埋条件下主要会释放出对环境有害的Cd Mn Hg Ni和Zn等 近年来 公众越来越关注由于垃圾填埋处置引起的地表水和地下水地污染 这种污染主要是由于垃圾填埋场产生的渗滤液引起的 垃圾填埋对周围环境的影响取决于以下几个主要因素 渗滤液的迁移 渗滤液中所含物质可能的危害 渗滤液中各种污染物的浓度 目标人群的暴露途径 4 2电池是否要回收 4 2 2碱性电池污染物释放途径 39 4 2电池是否要回收 1 填埋当废电池与其它生活垃圾一起填埋时 电池会受到不同的压力而断裂 腐蚀 渗出重金属 释放到填埋场内的渗滤液中 废电池在填埋场环境分解破坏时 分解破坏的速率和程度取决于电池的种类 电池的电量状况 和填埋场的物理环境 4 2电池是否要回收 4 2 2碱性电池污染物释放途径 40 1 填埋电池中重金属不会很快从填埋场中释放出来 重金属的迁移受土壤固定 吸收 解吸等特性的控制 土壤的理化性质会控制渗滤液的迁移 如土壤结构 颗粒大小 水合氧化物 有机物 阳离子交换能力和pH等 实验研究表明 生活垃圾渗滤液不会明显影响聚合物衬层 同时 因为重金属在黏土质中会被吸收 在采用黏土质衬层的地方 金属从填埋场流出进入到地下水的量也是非常有限的 4 2电池是否要回收 4 2 2碱性电池污染物释放途径 41 4 2电池是否要回收 1 填埋垃圾填埋场周围的土壤性质极大地影响着重金属迁移 如果不能阻止渗滤液泄漏 土质土壤有很大的延缓作用 而砂质土壤对水的滞留作用小 对于废电池析出的Cd Ni和Zn等移动性较低 而Hg更容易迁移 在理想的填埋环境中 重金属不会很快渗漏通过填埋场和土层进入到地下水中 在长时期内存在渗漏到含水层的潜在危险 4 2 2碱性电池污染物释放途径 42 4 2电池是否要回收 4 2电池是否要回收 2 焚烧废电池混入生活垃圾中 电池中重金属成为细颗粒存在于飞灰或底灰中 在烟气处理系统中 99 9 飞灰被布袋除尘器和生石灰去除 还可以去除超过99 的Cd和Zn 90 98 的汞 在焚烧的过程中产生的飞灰和底灰比例大约为1 9 重金属在飞灰中的比例决定于焚烧温度和焚烧的方式 生活垃圾焚烧飞灰属于危险废物 4 2 2碱性电池污染物释放途径 43 4 2电池是否要回收 4 2电池是否要回收 4 2 3碱性电池毒性评价 44 4 2电池是否要回收 4 2电池是否要回收 4 2电池是否要回收 4 2 4碱性电池暴露评价 I为摄入量 mg kg dayCW为水中浓度 mg LWIR为水的饮用量 L day 成人2 5BW为人体重量 kg 成人56 8GI为保留因子 保守取100 GLC为地面空气中化学物浓度 mg m3RR呼吸气体量 m3 day 成人14 5CF转换因子 保守取100 饮水途径暴露量 呼吸途径暴露量 45 1 全部填埋处理假定渗滤液产生时 进入到生活垃圾中的废电池的重金属有0 05 会通过渗滤液迁移途径污染地下水 相对于垃圾填埋场渗滤液的迁移速率而言 这是一个非常保守的估计 假定地下水源在被渗滤液污染后 10 为人们所饮用 实际上填埋场禁止建在地下水 地表水上游 影响填埋场周边居民 全国填埋场约2000座 估计其周边人口占全国人口比例的万分之一 或者说填埋场影响到万分之一的人口 1 4E05 4 2电池是否要回收 4 2电池是否要回收 4 2电池是否要回收 4 2电池是否要回收 4 2 4碱性电池暴露评价 46 4 2电池是否要回收 4 2电池是否要回收 4 2电池是否要回收 4 2电池是否要回收 4 2 4碱性电池暴露评价 47 2 全部焚烧处理电池所含的部分金属成为气体或细小颗粒释放出来 这时污染物的暴露会通过呼吸的途径进行 或通过其他介质进行 比如污染食物和水之后通过饮食的途径进行 焚烧飞灰和底灰中都含有重金属 10 的焚烧残余物会成为飞灰 90 成为底灰 70 的重金属存在于底灰中 30 存在于飞灰中 而布袋除尘系统可以去除99 9 的飞灰 4 2电池是否要回收 4 2 4碱性电池暴露评价 48 泄露的1 的飞灰还会发生沉积 转化等 假设其中10 的量最终影响焚烧厂周边的暴露人群 估计暴露人群全国人口的万分之一 或者说焚烧厂影响万分之一的人口 1 4E05 焚烧飞灰同时导致致癌风险和非致癌风险 呼吸途径致癌风险主要由镉产生 4 2电池是否要回收 4 2 4碱性电池暴露评价 49 4 2电池是否要回收 4 2电池是否要回收 4 2 4碱性电池暴露评价 50 风险指数HI CDI RfDCDI 长期日摄入量 mg kg day RfD 参考剂量 mg kg day 致癌风险计算 CR CDI SF式中 CDI 长期日摄入量 mg kg day SF 致癌斜率因子 mg kg day 1 4 2电池是否要回收 4 2 5风险表征 51 4 2电池是否要回收 4 2 5风险表征 1 全部填埋条件下 52 填埋条件下 不产生致癌风险 因为这些重金属中没有通过食入致癌的 对于非致癌风险 成人的危险指数 1 儿童指数可能略超过1 可计算得到 但考虑到保守的计算 碱性电池的填埋处理不会造成什么风险 4 2电池是否要回收 4 2 5风险表征 1 全部填埋条件下 53 4 2电池是否要回收 4 2 5风险表征 2 全部焚烧条件下 54 4 2电池是否要回收