第四章 环境健康危险评定与管理

第四章 环境健康危险评定与管理,第一节 概 述一、目的及意义1、危险度评价（Risk assessment)的目的及意义 预计可能产生的健康效应类型及其特征； 估计这些健康效应发生的概率； 提出环境中有毒物的可接受浓度建议； 提出针对性预防保健重点。,2、危险度管理(risk mangement)以危险度评价结果为根据，结合： 费用效益分析 政策分析 社会经济 政治因素决定可接受危险度和适当的管理措施。排放标准，环境卫生标准、规章条例的制定。,危害性鉴定剂量-反应关系的评定；暴露评定危险度特征分析,二、危险度评价的基本步骤,第二节 危害性鉴定,一、在危险度评价中的地位和作用危害性鉴定属定性危险评定。任务：确定化学物质对暴露人群能否产生不良健康影响；暴露与不良健康效应之间是否存在因果关系；分类产生的不良健康效应，并估计其危害强度；确定评价的必要性和可能性。,二、危害性鉴定的主要科学依据1、流行病学资料优点：直接反映出人群暴露后所产生的有害影响特征；不需要进行种属的外推，不确定因素较少；是危害性鉴定中最有说服力的依据。,局限性：环境中往往有若干有害因素同时存在以致混杂因素较多；现有资料多来自职业流行病学研究，很难用于预测一般人群的影响对发病率很低的疾病，需调查大样本的人群 很难找到理想的反映不同污染水平的暴露现场；有些新化合物尚未投入市场，无流行病学资料；,2、动物试验优点：实验条件易于人为控制。可以较确切地反映出各种特定条件下所产生的特定健康效应，其因果关系明确；容易得出剂量效应曲线。局限性：考虑动物与人存在种属差异；对实验结果需进行外推。,3、体外试验包括微生物、植物、非哺乳类动物、哺乳类动物细胞和离体器官等各种层次的非整体的动物试验。作为判断对机体有无致癌、致突变可能性的辅助资料。4、化学分子结构比较 将待评化合物与已知毒性物质进行分子结构比较，根据构效关系理论，初步判断其可能毒性。,5、主要理化性质，在环境中的迁移转化 判断该物质在环境化学性质； 人类可能接触途径和方式。 收集详尽、可靠的综合资料，进行综合分析，获得正确结论。,EPA、EARC与EEC的致癌物分类比较,第二节 暴露评定的程序和内容一、概述 暴露评定要说明以下5个主要问题： 来源； 暴露途径； 测定相估计的浓度和持续时间； 暴露人群； 综合的暴露分析。,暴露特征评价必需的内容包括：毒物的商品名、通用名、别名；化学名称和化学结构式；释放时或释放后产生的其它物质；在所有地点有无燃烧或爆炸的危害； 环境残存期内，该物质在所有地点的各种介质内的浓度；在所有暴露地点的人口分布；每个人暴露的浓度和持续时间。,二、 暴露评定的程序和主要说明1摘要： 采用的程序、提出的假设、总结性图表的结果、与结果有关的不确定性2 序言：预期目的、暴露因子、来源的类型、暴露途径和有关的暴露人群。3 化学物的基本资料 (1)鉴定 分子式、分子结构、商品名、通用名、别名 级别、污染物 、添加剂的描述； 其它有助于鉴定的特性。 (2)理化特性,(3)环境化学特征 在环境中的迁移转化特征 动物代谢 生物蓄积的潜力 植物从土壤中的吸收4 .来源污染物进入环境的地点可以知道的排放速率污染物的来源、产生、使用、消失处理和环境释放。,5暴露途径分析 说明污染物如何从污染源到暴露人群或对象的。污染物在环境中的去向，说明所有可能的暴露途径。 6暴露监测和污染物浓度的确定 监测：污染源排放量的监测、生物监测、环境监测、数学模型分析。 监测数据必须准确、精确、并有代表性。,7暴露人群特征暴露人群(危险人群)：由所有暴露于高于化学物本底值浓度的个体构成。 (1)人群 人群数量和特征； 人群地理位置；人群习俗； 高敏感的亚组人群分析； (2) 生物群落 群体规模和特征； 群体地理位置； 群体习性。,8综合暴露分析 把环境浓度的评估和暴露人群的描述结合在一起，确定总的暴露情况。,实例： 一次铁路交通事故导致某化合物排放入附近的环境。该化合物无挥发性，它流入邻近的一条河中，该河水供沿河居民饮用。由于雨水地表径流和其它稀释水的排入，排放口下游50m处，毒物被稀释到未检出水平。大约在排入河中48h后，该毒物被水解为无毒形态。对一个毒物的暴露特征完全的描述应包括： 暴露人群数量；暴露浓度、频度、强度；持续时间以及暴露途径；暴露人群的行为特征和生物学特征要描述；各种浓度下的人群暴露；并且要评估与其有关的不确定性。,本例中：确定暴露评定的范围；确定每一地区饮用该水的人口数；计算出各地的暴露浓度和持续时间。,第三节 剂量反应关系评定,一、有阈化学物质的剂量反应关系的评定(一) 目的 利用动物或人的定量研究资料，确定人暴露于该物质不致引起有害健康效应的最高剂量，以此做为参考值(或基准值，RfD)，来评价危险人群在某种暴露量下的危险度； 推算该物质在环境介质中的最高容许浓度(或可接受的限量)。(二) 方法 根据对化学物所引起的关键效应的研究所获得的NOAEL、或LOAEL，并充分考虑研究资料应用到人类的所有不确定因素，确定可接受的安全水平(acceptable safety level,ASL)不确定系数法,ASL又称：参考剂量(reference dose, RfD)实际的安全剂量(Virtually Safe Dose,VSD)可接受的日摄入量(acceptable daily intake, ADI） 最大容许浓度(Maximum Allowable Concentration, MAC)估计的人群效应阈值(Estimated Population Threshold for Human,EPT-H) 关键效应(critical effect)：经判断被认为是最适用于确定参考剂量的有害效应。 针对关键效应的研究关键研究。一般是选择具有最低NOAEL的有害效应做为关键效应。,不确定系数（Uncertainty Factor，UF)又称为安全系数（Safty Factor, SF)当资料不完整时，会增加外推的不确定性，需加以修正，修正系数（Modifying Factor，MF)。,不确定系数法,(三)参考剂量的推导步骤,1毒性资料库的全面收集包括多方面整体及体外定量研究资料。 2选择关键研究和关键效应 (1)关键研究必需具备的条件 1) 有准确有效的定量化剂量反应资料，量组间距不应过大。剂量谱带应在合理范围内尽可能宽广。 2)实验研究组应与危险人群组在各方面尽可能相匹配。匹配度愈高，评价结果愈准确。,(2)关键研究选择的优先顺序 1)首选流行病学研究资料 2)动物实验资料 (3)关键效应及其NOAEL的确定 1)确定关键效应时必需判断所检出的效应是否是有害效应。 2)NOAEL(或NOEL、LOAEL)是多种参数的函数。 3)确定多个候选“关键效应”及其关键数据，再通过比较由它们推导出的RfD值，最终选定关键效应及其NOAEL值。,3不确定性系数的选定,(一)目的关键目的：确定低剂量范围内的剂量反应的定量关系，以作为预测危险人群在某特定暴露水平下的危险度的方法学依据。核心内容：根据线性无阈数学模型确定致癌物的致癌强度系数(carcinogenic potency index)，即终身持续暴露于一个单位浓度的化学致癌物时，所导致的终身超额致癌危险度(lifetime excess risk)。,二、无阈化学物质的剂量反应关系的评定,低剂量范围外推必要性 动物实验：大剂量染毒； 危险度评定：需要在产生极低发生率的剂量范围内估计效应发生率。,(二) 方法 1完全禁止法 完全禁止无阈化学物质的生产或向环境中释放。 最安全、保守的方法。 主要缺点：理论依据不足、经济技术上不合理、不适用于环境中天然存在的一些致癌物。2不确定性系数法 用较大的不确定性系数，如5000。,3数学外推模型法,模型的选择保守程度的顺序线性模型和一次打击模型多次打击模型威布尔模型逻辑斯蒂模型多阶段模型对数正态模型二阶段线性模型。,选择依据 有关毒作用机理等生物学证据和统计学方面的证据致癌机理很不确切：首选线性多阶段模型；如条件合适，可用多种模型外推，并作结果比较，以减少外推误差；有纵向研究肿瘤发生的资料：时间肿瘤发生模型；目前尚无一个公认的最合适的外推模型。评价结果报告中，应对所选用模型的合理性加以说明。,第四节 危险度特征分析,危险度特征分析是定量危险性评价的最后步骤。目的：在对前三个阶段评定结果的综合、分析、判断的基础上，确定暴露人群(危险人群)中，有害效应发生率 (即危险度)的估计值及其可信或不确定性程度；详细说明有害化学物质可能引起的(或真实的)公众健康问题；最终形成危险度管理人员可利用和易懂的文件，为管理机构做决策提供科学依据。,一、综合、分析、判断各阶段的结果1、对各阶段的判断进行审查；2、总结和讨论每个阶段中的假设和不确定性；3、评价危险度评价总的质量和可信度 ；4、说明可用资料的局限性。,二、危险度分析 (一)有阈毒物的危险度分析 危险度的表示方法：1暴露量达某一重要水平的估计人数 暴露水平 RfD(或RfC)：不大可能有危险； RfD：可能有危险。2提出持定的暴露情况 以“如果，会?的问话形式提出特定的暴露情况,3剂量反应关系评定结果与危险人群总暴露量估计值(EED)相结合 (1)将EED值与RfD值直接比较衡量危险人群发生某种特定有害效应的可能性的大小。EED RfD：可能性很小；EEDRfD：可能性较大。 (2)用“暴露界限值” (Margin of Exposure MOE)描述 MOE：NOAEL与 EED的比值。MOE总不确定性系数，说明危险人群发生危害的可能性很小。,4用真实的危险度估计值R表示 REED/RfD10-6 式中： R发生某种特定有害健康效应而造成等效死亡的终生危险度； 10-6 与R相对应的假设危险度水平.若考虑多种有阈化学物质：危害指数（Harzard Index, HI),(二)无阈化学物质的危险度分析 包括计算超额危险度(excess risk)和预期超额病例数(number of excess cases)，并讨论各种误差来源对结果的影响。1、根据毒理学试验合流行病学调查资料计算,Pe：超额危险度Pt：暴露组的效应发生率， Pt=Xt/NtPc：对照组的效应发生率，Pc=Xc/Nc,2、根据外推数学模型计算 终身暴露量 D=CIT 式中： C暴露介质浓度；T终身暴露时间；I日摄入量。例：计算暴露于以下条件工人的超额危险度：0.2 mgm3， 29L/min ，8hd，5d周，50周年，持续 45年，采用与动物实验中的剂量反应数据有很高拟合度的方程：Pe0.002十0.02 InD。解： 暴露时间T=5d /周50周/年45年=11250d; 日摄入量I=29L/min 8hd =13.9 m3/d; 终身暴露量D=CIT=31275mg Pe=0.002+0.02 ln 31275=0.21,第五节 在制定环境标准中的应用,一、基本概念1、标准：对重复性事物和概念所作的统一规定。 分国家标准（GB)、行业标准(HY)、地方标准和企业标准四级。2、基准：物质与特定对象之间的剂量效应的定量关系，是客观规律的反映，不具有法律效力。 基准是制定标准的核心科学依据。3、环境标准：为保护人群健康和生活质量，对生活环境中与人群健康有关的各种因素，以法律形式所作的量值规定以及为实现量值所作的有关的技术行为规范的规定。,二、制定环境标准的原则1、对人体健康无直接危害；2、对人的主观感觉无不良影响；3、对人体健康无间接危害；4、选用最敏感指标的原则；5、掌握经济合理和技术可行的原则。,三、环境毒理学在制定环境标准中的应用1、有阈化学物安全系数法 C=Dj/(IT)式中：C可接受浓度 ；DjNOAEL (mg)； I日摄入量（mg/人日）；