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中国人群环境暴露参数研究进展

期刊:环境科学研究DOI:10.13198/j.issn.1001-6929.2022.06.13

本文是一篇发表于《环境科学研究》2022年9月第35卷第9期的综述性论文,题为“中国人群暴露参数研究进展”。文章作者包括杨彦(广东工业大学环境健康与污染控制研究院等)、张梦迪、陈浩佳、麦碧娴(中国科学院广州地球化学研究所)和徐建(中国环境科学研究院)。该文旨在系统梳理中国人群暴露参数的研究现状,分析现有《中国人群暴露参数手册》的不足,并展望未来的研究方向。

论文的主要观点及阐述

1. 暴露参数是环境健康风险评估的关键,其本土化至关重要。 文章开篇即强调了暴露参数在环境健康风险评估中的核心地位。暴露参数是描述人体暴露于环境介质(如空气、水、土壤、食物)中的特征和行为参数,例如呼吸速率、饮水量、饮食摄入量、皮肤接触面积与时间等。这些参数的准确性直接决定了风险评估结果的可靠性。由于不同国家、地区的人群在遗传特征、生活习惯、饮食结构、活动模式等方面存在显著差异,直接引用国外(如美国EPA)的暴露参数会导致评估结果出现偏差。因此,发展适用于中国人群的本土化暴露参数,是我国环境健康风险评估领域一项至关重要的基础性工作。论文指出,我国自“十一五”以来,在国家科技支撑计划、环境保护规划等政策推动下,已在此领域取得了阶段性成果,并于2013年发布了《中国人群暴露参数手册》(成人卷及儿童卷),为相关评估提供了初步的数据支撑。

2. 暴露参数体系需不断完善,生物可给性等新参数应被纳入考量。 论文对暴露参数进行了系统的分类,主要依据暴露途径分为呼吸道暴露(如呼吸速率)、消化道暴露(如饮水、饮食、土壤/尘摄入量)和皮肤暴露(如皮肤黏附系数、皮肤渗透系数)三大类。文章对比了美国、加拿大、欧盟、日本、韩国、澳大利亚、德国、法国及中国发布的暴露参数手册收录情况,指出各国手册收录的核心参数基本一致,但中国手册在皮肤暴露相关参数(如土壤/尘皮肤黏附系数)方面存在缺失。 尤为重要的是,论文提出了一个关键观点:生物可给性(Bioaccessibility)是影响暴露评估准确性的重要参数,应被纳入暴露参数的研究范畴。 生物可给性是指环境介质中的污染物在人体内可被吸收利用的潜在比例。传统的风险评估通常假设污染物100%被人体吸收,这往往高估了实际风险。文中列举了国内研究数据:例如,多环芳烃(PAHs)在胃肠模拟中的生物可给性为3.4%~60.5%,重金属在肺部模拟液中的生物可给性为6.77%~57.32%。这些数据表明,污染物的实际生物有效性远低于总量,忽略这一参数会导致风险评估不够精准。因此,未来研究需要加强对不同污染物、不同暴露途径下生物可给性的测定与标准化工作。

3. 不同暴露参数的研究方法各有优劣,需根据研究目标和条件选择适用方法。 论文花费大量篇幅详细比较了获取关键暴露参数的主要研究方法及其优缺点,为未来研究提供了方法论参考。 * 呼吸速率:研究方法包括直接测量法(准确但操作复杂)、心率-呼吸速率回归法(较方便)、双标记水法(准确但昂贵)和人体能量代谢估算法(适用于大样本)。文章指出,鉴于中国人口基数大,基于人体能量代谢模型(如Schofield公式)的估算法是快速获取我国人群长期呼吸速率的有效方法。 * 土壤/尘摄入量:主要研究方法有行为模式法(通过观察手口接触频率估算,适用于小规模研究)、生物动力学模型对照法(如IEUBK模型,通过血铅等生物标志物反推,适用于儿童长期摄入量评估)和示踪元素法(通过分析粪便、尿液中示踪元素含量计算,适用于短期评估)。论文提到,我国已发布《儿童土壤摄入量调查技术规范 示踪元素法》(HJ 876-2017),对该方法进行了规范。同时指出,直接引用国外模型系数(如美国IEUBK默认值)会导致对中国儿童血铅含量的低估,强调了参数本土化的重要性。 * 皮肤暴露参数: * 皮肤黏附系数:可通过直接测量法(称量皮肤黏附的尘土质量)或示踪元素法测定,需考虑身体部位和灰尘性质的差异。 * 皮肤渗透系数:研究方法包括动物试验法(有伦理限制)、体外试验法(使用离体皮肤,如猪皮,是常用替代方案)和模型计算法(如定量构效关系QSAR模型,高效但需实验数据验证)。论文建议,模型计算法结合可靠的实验数据,是未来进行大范围研究的可行方向。

4. 现行《中国人群暴露参数手册》在全面性、代表性和时效性上存在不足,亟待更新完善。 论文在肯定2013版《手册》里程碑意义的同时,也客观指出了其存在的局限性,这是本文的核心批判性分析部分。 * 全面性不足:《手册》未收录皮肤渗透系数、生物可给性系数、母乳摄入量等对风险评估有重要影响的参数。行为模式参数也缺乏频次数据,仅有时间数据。 * 代表性有待提高:首先,部分参数直接引用了美国EPA的推荐值(如成人土壤/尘摄入量),未能体现中国人群的实际情况。其次,调查样本的地理分布不均衡。虽然加权后数据可代表全国水平,但原始调查显示,东南地区样本量远高于西北地区,西藏自治区的儿童数据甚至缺失。不同省份的调查人口比例差异巨大(如青海0.044%,广东仅0.005%),可能影响对地域差异的反映。 * 时效性滞后:《手册》的基线数据(如饮食摄入量)主要基于2002年的全国营养调查,未能纳入2013-2014年等更新的全国监测数据以及部分省份(如湖南、福建)的专项调查结果。其调查质量控制(如问卷复核率)与后续发布的《暴露参数调查技术规范》(HJ 877-2017)的要求也存在差距。

5. 中国暴露参数研究受政策驱动明显,未来需向精细化、基础科学和标准规范方向发展。 论文通过对2010-2021年间171篇中英文相关文献进行计量学分析,发现中国暴露参数研究的发文量与政策导向高度相关。2012年(《手册》发布前)和2018年(“十三五”环境与健康规划发布后)是两个研究成果发表的高峰期。研究热点集中在健康风险评价、成人群体、太湖流域、城区环境以及重金属、多环芳烃、空气污染和街道灰尘等具体污染物与介质上。同时,“生物可给性”也成为英文文献中的一个重要节点。 基于以上分析,论文对“十四五”期间的研究方向提出了明确建议: * 开展精细化暴露研究:充分考虑不同地区、不同人群(特别是儿童等高危群体)、不同暴露场景(城乡差异、职业差异等)的多样性。 * 更新和完善《手册》:充分吸收国内最新研究成果,包括国家营养健康监测、重点研发计划项目成果等,填补参数空白,更新陈旧数据。 * 加强基础科学研究:对呼吸速率、土壤/尘摄入量、皮肤暴露参数、生物可给性等难以通过问卷获取的参数,进行更深入、更扎实的实验研究和模型开发。 * 建立标准规范体系:制定和完善暴露参数相关的调查、测定、评估的标准、规范和指南,为研究的规范化和数据的可比性提供支撑。

论文的价值与意义

本文是一篇系统性强、分析深入的综述。其价值主要体现在以下几个方面: 1. 系统性梳理:首次全面回顾和总结了中国人群暴露参数研究近二十年的进展,涵盖了参数定义、分类、国内外手册对比、研究方法学比较、国内研究现状计量分析等多个维度,为相关领域的研究人员提供了一份清晰的“知识地图”。 2. 批判性评估:没有停留在简单介绍成就,而是客观、具体地指出了现行权威《手册》在三个维度上的不足,并分析了文献发表与政策周期的关联,这种批判性视角对于推动领域发展至关重要。 3. 前瞻性指导:基于现状分析,提出了未来“十四五”期间具体、可操作的研究方向和建议,强调从“有无”向“精准”转变,从“应用”向“基础”深化,具有明确的政策参考价值和科研导向作用。 4. 桥梁作用:文章强调了暴露参数作为环境科学与公共健康交叉领域的关键纽带作用,其精准化是实现环境污染精准治理和健康风险精准防控的前提。文中对生物可给性的强调,也体现了从“总量评估”向“有效剂量评估”的国际前沿趋势靠拢。

这篇论文不仅是对过去工作的总结,更是对未来发展的蓝图规划,对中国环境健康风险评估领域的科学研究和实际应用都具有重要的指导意义。

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