室内空气质量(IAQ)对公众健康非常重要[1-2]。挥发性有机污染物(VOCs)是室内空气污染的重要原因,主要污染来源有室内建筑材料、装修装饰材料(乙烯基地板、复合木地板、粘合剂、合成树脂、涂料、地毯、家具等)、家用电器、人的活动等[3-4]。吸入挥发性有机污染物对人体健康产生多种急性和慢性效应[5-6]。甲醛是室内VOCs污染的重要贡献者之一[7],也是《室内空气质量标准》(GB/T 1883-2002)[8]主要控制的污染物之一,同时其癌症风险在VOCs中处于较高位置[6]。甲醛可以对人体健康造成包括致癌性、对眼部和呼吸系统的刺激性和致敏性等在内的多种危害,有研究表明,新装修房屋甲醛暴露可能是导致近几年中国大城市儿童白血病发病率增高的主要原因之一[9]。随着经济的发展和城市化的快速推进,公共场所数量激增,成为人们工作和休闲娱乐的重要去处。有人对杭州地区公共场所羰基化合物污染的调查表明,甲醛是首要污染物,贡献比高达61.6%[10]。因此有必要开展公共场所甲醛污染及对人群健康的影响研究。
健康风险是指在某种具体暴露情景下,具体风险来源(水、食物、空气等)对具体受体(工人、儿童、动物等)带来的某种具体不利健康损害(具体癌症或具体健康损害效应)的可能定量估计,强调风险来源、风险受体和风险结局[11]。健康风险评价是通过计算环境中有害因子对人体不良影响发生概率的估计,评价暴露于该有害因子的群体健康受到的定量影响。健康风险评价将环境污染程度与人体健康联系起来,定量的描述污染对群体健康产生的可能影响[7, 12]。目前大多数研究都集中在室内空气污染中甲醛对人群造成的损害[12-14],少有研究特别关注公共场所中甲醛污染所导致的从业人员健康损害[15-17]。本文在对昆山市公共场所中甲醛浓度测定的基础上,采取健康风险评价的方法,从致癌及非致癌效应风险两方面探讨甲醛对从业人员健康造成的影响。
1 材料与方法 1.1 检测方法 1.1.1 测定时间收集2010年1月1日—2015年12月31日6年间在昆山市疾病控制中心申请公共场所检测的各类场所的甲醛测定浓度。
1.1.2 检测类别依据《公共场所卫生管理条例》[18]将检测场所分类为:①文娱类场所(包括KTV、游戏厅、舞厅等);②旅店类(包括酒店、饭店、宾馆、咖啡厅、酒吧、茶座等);③美容场所类(包括影剧院、理发厅、SPA会所,洗浴中心,健身场);④商场类(超市、商场、书店等)。
1.1.3 检测规范采样按照《公共场所卫生监测技术规范》(GB/T17220-1998)[19]的要求进行采样布点。采样点均匀分布,避开人流通风道和通风口,并离墙壁距离 0.5 m ~ 1 m远,采样高度为1.2 m ~ 1.5 m[15]。
1.1.4 检测仪器采用英国Technology PM – 400ST甲醛检测仪进行空气中甲醛浓度的检测,该方法符合《公共场所空气中甲醛测定方法》(GB/T 18204.26-2000)[20]的要求。
1.1.5 评价标准《旅店业卫生标准》(GB9663-1996)[21]、《文化娱乐场所卫生标准》(GB 9664-1996)[22]均将甲醛浓度限值规定为0.12 mg/m3,考虑到即将颁布的《公共场所卫生限值及要求》(GB/T 18883-2002)[23]及《室内空气质量标准》(GB/T 18883-2002)[8]中规定甲醛的限值为0.1 mg/m3,故本次评价标准限值为0.1 mg/m3。
1.1.6 质量控制本研究中公共场所的分类,检测规范和仪器均按上述标准严格执行。
1.2 健康风险评价 1.2.1 暴露情景描述本研究评估的是公共场所从业成年人群(不考虑老人、儿童等)长期吸入途经公共场所室内甲醛污染的健康风险。
1.2.2 非致癌效应风险评价空气污染物吸入途径的非致癌效应风险评价见公式1[23]:
$HQ=\frac{{{C}_{\text{nc}}}}{RfC}$ | (1) |
${{C}_{\text{nc}}}=\frac{C\times EF\times ED\times ET\times \frac{1}{24}}{AT}$ | (2) |
式中:HQ—非致癌危害系数,无量纲;
Cnc—非致癌反应暴露量,mg/m3;
C—污染物甲醛的质量浓度,mg/m3;
EF—暴露频率,360 d/y;
ED—暴露周期,30 y;
ET—暴露时间,h/d;
AT—计算平均暴露量的时间段,365 d/y×30 y;
RfC—参考浓度,mg/m3。
上式中RfC指环境中化学污染物的日平均最高剂量的估计值,用于非致癌物的健康风险评价,这是综合有阈化合物毒理学效应和不确定性得出的评价阈值[7]。甲醛的慢性非致癌效应的吸入参考浓度(RfC)为9.83×10-3 mg/m3[23-24]。甲醛的非致癌效应终点包括眼和上呼吸道刺激性、非特异性症状、致哮喘作用和其他肺部效应[25]。
如果HQ<1,表示甲醛暴露浓度低于产生不良反应的阈值,带来的非致癌健康风险处于可接受水平;如果HQ>1则表示暴露剂量超过阈值[7] 。
1.2.3 致癌效应风险评价本文采用美国环保局(US.EPA)推荐的健康风险评价方法原理,对公共场所空气中人群甲醛暴露进行癌症风险评价[26],其癌症风险表示为平均日暴露剂量(CDIC)与特异性致癌污染物斜率因子(SF)的乘积(公式3):
$Risk=CD{{I}_{c}}\times SF$ | (3) |
癌症风险定量用Risk来表示,可接受的风险水平为1×10-6。
其中CDIc和SF的计算方法分别见公式4和公式5:
$CD{{I}_{c}}=\frac{C\times IR\times ED}{BW\times LT}$ | (4) |
式中:CDIc—平均日暴露剂量,mg/kg/day;
C—污染物甲醛的质量浓度,mg/m3;
IR—呼吸速率,m3/d;
ED—暴露持续时间,day;
BW—体重,kg;
LT—终生时间,day,计算致癌风险时取人群平均寿命(70 年),为25 500 d。
$SF=\frac{URF\times BW\times CF}{IR\times AR}$ | (5) |
式中:SF—斜率因子,(mg/kg/day)-1;
URF—单位风险因子,m3/μg,依据美国环保局(EPA)综合风险信息系统(Integrated Risk information system,IRIS)数据库获取的甲醛URF值为1.30×10-5 m3/μg[27];
BW—标准成人体重,70 kg;
CF—单位转换因子,1 000 μg/mg;
IR—呼吸速率,假定为20 m3/d;
AR—吸收率,除特殊情况外均假定为1[11]。
暴露时间在本研究中是一个重要的参数。由于缺乏对昆山市公共场所从业人群不同场所暴露时间实际调查数据,公共场所从业人群暴露时间与消费人群和住宅等其他场所人群暴露时间有较大不同[7, 27]。同时公共场所从业人群工作变换频繁,流动量较大,国内尚无统一可以借鉴的标准[29]。本研究公共场所从业人群不同场所暴露时间参照相似场所的其他研究结果[28](表 1)。
每日工作时间/h | 每月工作时间/d | 节假日休息时间/d | 每年工作时间/d | 工作年限/a | 累计可工作时间/d | |
文化娱乐类 | 10 | 27 | 16 | 308 | 15 | 1 925 |
旅店类 | 8 | 26 | 14 | 298 | 25 | 2 483 |
美容场所类 | 12 | 28 | 14 | 322 | 30 | 4 830 |
商场类 | 8 | 26 | 14 | 298 | 30 | 2 980 |
注:累计可工作时间=每年工作时间×工作年限×每日工作时间/24。 |
呼吸速率和体重依据《中国人群暴露参数手册—成人卷》,成年男性和女性的平均呼吸速率和体重使用全国平均值,呼吸速率分别为17.7 m3/d和14.5 m3/d,体重分别为66.1 kg和57.8 kg[29],由于在公共场所工作基本为成人,故不考虑儿童的暴露风险。
1.3 统计分析将所得样本数据录入EXCEL,对录入的数据进行核对,检查无误后建立数据库。采用SPSS 22.0进行统计分析,不同类型场所甲醛质量浓度均数水平的比较采用单因素方差分析,合格率的比较采用Pearsonχ2检验,检验水准α= 0.05。
2 结果2010年—2015年的6年间,昆山市疾病预防控制中心共检测各类公共场所1 249家,甲醛检测样本量2 716个,按照公共场所不同性质分类后,其甲醛质量浓度水平见表 2,场所类型以旅店类最多,其次为美容类、文化娱乐类和商场类。经方差分析4类场所的甲醛质量浓度平均水平不同(F = 1.213,P = 0.018),差异有统计学意义,美容场所类 >旅店类 >文化娱乐类 >商场类。所有场所中均能检出甲醛,最低为0.001 mg/m3,最高为0.82 mg/m3,平均为0.57 mg/m3。四类场所的甲醛质量浓度标准差均较大,样本合格率从83.69%到94.46%,Pearson χ2检验分析显示4类场所甲醛合格率间差异有统计学意义(χ2 = 61.5,P = 0.000),美容场所类合格率最低(83.69%),依次为文化娱乐类(88.01%),旅店类(93.56%)和商场类(94.46%)。
工作场所 | 文化娱乐类 | 旅店类 | 美容场所类 | 商场类 |
检测场所数量/家 | 115 | 641 | 417 | 76 |
样本量/个 | 267 | 1 413 | 693 | 343 |
均数/(mg/m3) | 0.0545 | 0.0618 | 0.0679 | 0.0451 |
中位数/(mg/m3) | 0.042 | 0.062 | 0.05 | 0.031 |
标准差 | 0.0461 | 0.0341 | 0.0781 | 0.0569 |
最大值/(mg/m3) | 0.26 | 0.42 | 0.82 | 0.76 |
最小值/(mg/m3) | 0.001 | 0.002 | 0.001 | 0.001 |
合格率/% | 88.01 | 93.56 | 83.69 | 94.46 |
HQ | 1.95 | 1.71 | 3.05 | 1.25 |
四类场所的非致癌危险系数(HQ)均大于1,表示暴露剂量超过阈值,对场所从业人员健康会产生超额健康风险。
昆山市公共场所中甲醛通过吸入途径对人体所造成的致癌超额风险具体见表 3。四类场所的致癌风险均大于US EPA提供的参考标准值(Risk = 1×10-6),男性的致癌风险均大于女性,美容场所类男性风险最高(1.57×10-4),其余依次为旅店类、文化娱乐类、商场类。致癌风险(risk)与呼吸速率和体重成正比,本研究中使用的呼吸速率和体重值男性均大于女性,因此在相同条件下甲醛对男性的致癌风险均大于女性[16],其他相关研究也发现了类似的趋势[13, 16, 28]。说明在相同的条件下,甲醛对男性从业人员健康危害更大。
男性风险 | 女性风险 | |
文化娱乐类 | 5.01×10-5 | 4.70×10-5 |
旅店类 | 7.33×10-5 | 6.87×10-5 |
美容场所类 | 1.57×10-4 | 1.47×10-4 |
商场类 | 6.41×10-5 | 6.01×10-5 |
3 讨论
甲醛是一种重要的广泛使用的化学原料,主要用于塑料工业(如制酚醛树脂、脲醛塑料—电玉)、合成纤维、皮革工业、染料等,中国是当今世界上最大的甲醛生产和消费国[9]。因此甲醛的健康风险评价成为日益关注的问题[24]。
当前对甲醛的风险评价主要集中在办公场所[7, 23]和家居场所[27, 30],对公共场所甲醛风险评价的研究还较少,仅有的几篇研究都存在研究跨度时间短、样本量较小等问题[15-17]。利用对公共场所长期监测资料,本研究以1 249家不同类型公共场所的2 716个甲醛样本为基础,开展健康风险评价。
本次评价显示,各类场所中均有甲醛检出,最高浓度值达0.82 mg/m3,6.49%的场所中存在甲醛超标问题。与其他三类场所相比,美容场所类超标率最高,HQ最高、致癌风险也最高,这与熊文艳等[15]的研究是一致的,这很有可能与此类场所普遍包间过小,内部布局拥挤,通风不足以及过度装修有关。也可能是美容类场所装修过度且使用大量的化妆品、染发烫发剂及各种美容用途的化学制剂中含有甲醛有关。其具体原因需要进一步分析。
四类场所的甲醛HQ均大于1,说明在昆山地区公共场所存在慢性非致癌超额风险[23],同时得到的甲醛致癌超额风险超过可接受水平的50倍 ~ 150倍。虽然本次研究对公共场所人群从业时间进行了合理的调整,但与居室环境相比,癌症超额风险依然很高[28],说明空气中甲醛含量过高。
昆山市公共场所中甲醛浓度存在部分超标现象,以美容类场所危害风险最高,其次为文化娱乐类、旅店类和商场类。甲醛暴露对从业人员带来较高的癌症超额风险,相同条件下对男性的健康风险大于女性。
[1] | Wu XM, Apte MG, Maddalena R, et al. Volatile organic compounds in small-and medium-sized commercial buildings in California[J]. Environ Sci Technol, 2011, 45(20): 9075–9083. 10.1021/es202132u . |
Click to display the text | |
[2] | Wainman T, Zhang J, Weschler CJ, et al. Ozone and limonene in indoor air:a source of submicron particle exposure[J]. Environ Health Perspect, 2000, 108(12): 1139–1145. 10.1289/ehp.001081139 . |
Click to display the text | |
[3] | Paciência I, Madureira J, Rufo J, et al. A systematic review of evidence and implications of spatial and seasonal variations of volatile organic compounds (VOC) in indoor human environments[J]. J Toxicol Environ Health B Crit Rev, 2016, 19(2): 47–64. 10.1080/10937404.2015.1134371 . |
Click to display the text | |
[4] | Shin SH, Jo WK. Longitudinal variations in indoor VOC concentrations after moving into new apartments and indoor source characterization[J]. Environ Sci Pollut Res, 2013, 20(6): 3696–3707. 10.1007/s11356-012-1296-z . |
Click to display the text | |
[5] | Dodson RE, Houseman EA, Levy JI, et al. Measured and modeled personal exposures to and risks from volatile organic compounds[J]. Environ Sci Technol, 2007, 41(24): 8498–8505. 10.1021/es071127s . |
Click to display the text | |
[6] | Loh MM, Levy JI, Spengler JD, et al. Ranking cancer risks of organic hazardous air pollutants in the United States[J]. Environ Health Perspect, 2007, 115(8): 1160–1168. 10.1289/ehp.9884 . |
Click to display the text | |
[7] | Huang LH, Mo JH, Sundell J, et al. Health risk assessment of inhalation exposure to formaldehyde and benzene in newly remodeled buildings,Beijing[J]. PLoS One, 2013, 8(11): e79553. 10.1371/journal.pone.0079553 . |
Click to display the text | |
[8] | 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,卫生部.GB/T 18883-2002室内空气质量标准[S].北京:中国标准出版社,2003. |
Click to display the text | |
[9] | Tang XJ, Bai Y, Duong A, et al. Formaldehyde in China:production,consumption,exposure levels,and health effects[J]. Environ Int, 2009, 35(8): 1210–1224. 10.1016/j.envint.2009.06.002 . |
Click to display the text | |
[10] | Weng ML, Zhu LZ, Yang K, et al. Levels and health risks of carbonyl compounds in selected public places in Hangzhou,China[J]. J Hazard Mater, 2009, 164(2-3): 700–706. 10.1016/j.jhazmat.2008.08.094 . |
Click to display the text | |
[11] | USEPA.Risk Assessment Guidance for Superfund,Volume I:Human Health Evaluation Manual (Part A)[R].EPA/540/1-89/002.Washington,DC:EPA Press,1989. |
Click to display the text | |
[12] | Zhou J, You Y, Bai ZP, et al. Health risk assessment of personal inhalation exposure to volatile organic compounds in Tianjin,China[J]. Sci Total Environ, 2011, 409(3): 452–459. 10.1016/j.scitotenv.2010.10.022 . |
Click to display the text | |
[13] | 冯文如, 于鸿, 郑睦锐, 等. 广州市室内环境中苯和甲醛的健康风险评价[J]. 环境卫生学杂志, 2011, 1 (6): 7–10. |
Click to display the text | |
[14] | 李湉湉, 程艳丽, 颜敏, 等. 贵阳市室内空气中苯和甲醛的健康风险评价[J]. 环境与健康杂志, 2008, 25 (9): 757–759. |
Click to display the text | |
[15] | 熊文艳, 邱荣发, 钟淙, 等. 南昌市公共场所空气中甲醛污染对从业人员的健康风险评价[J]. 现代预防医学, 2014, 41 (1): 14–16. |
Click to display the text | |
[16] | 刘世明, 刘泽春, 郑天可, 等. 农村室内公共场所甲醛污染及致癌风险评价[J]. 公共卫生与预防医学, 2015, 26 (1): 61–64. |
Click to display the text | |
[17] | 李国强, 卢新卫. 西安市娱乐场所室内空气中苯与甲醛的健康风险评价[J]. 上海环境科学, 2012, 31 (3): 112–115. |
Click to display the text | |
[18] | 中华人民共和国卫生部.公共场所卫生管理条例[S].北京:中国标准出版社,1987. |
Click to display the text | |
[19] | 中华人民共和国卫生部.GB/T 17220-1998公共场所卫生监测技术规范[S].北京:中国标准出版社,1998. |
Click to display the text | |
[20] | 国家技术监督局.GB/T 18204.26-2000公共场所空气中甲醛测定方法[S].北京:中国标准出版社,2001. |
Click to display the text | |
[21] | 国家技术监督局.GB 9663-1996旅店业卫生标准[S].北京:中国标准出版社,2006. |
Click to display the text | |
[22] | 国家技术监督局.GB 9664-1996文化娱乐场所卫生标准[S].北京:中国标准出版社,1996. |
Click to display the text | |
[23] | Wu P C, Li Y Y, Lee C C, et al. Risk assessment of formaldehyde in typical office buildings in Taiwan[J]. Indoor Air, 2003, 13(4): 359–363. 10.1111/ina.2003.13.issue-4 . |
Click to display the text | |
[24] | ATSDR.Agency for toxic substances and disease registry[EB/OL].[2016-05-08].http://www.atsdr.cdc.gov/mrls/index.asp. |
Click to display the text | |
[25] | Nielsen GD, Larsen ST, Wolkoff P. Recent trend in risk assessment of formaldehyde exposures from indoor air[J]. Arch Toxicol, 2013, 87(1): 73–98. 10.1007/s00204-012-0975-3 . |
Click to display the text | |
[26] | USEPA.Integrated risk information system[EB/OL].(2016-03-08)[2016-05-08] http://www.epa.gov/iris. |
Click to display the text | |
[27] | Li TT, Liu ZR, Bai YH. Human cancer risk from the inhalation of formaldehyde in different indoor environments in Guiyang City,China[J]. Bull Environ Contam Toxicol, 2008, 81(2): 200–204. 10.1007/s00128-008-9409-6 . |
Click to display the text | |
[28] | 段小丽, 黄楠, 王贝贝, 等. 国内外环境健康风险评价中的暴露参数比较[J]. 环境与健康杂志, 2012, 29 (2): 99–104. |
Click to display the text | |
[29] | 环境保护部. 中国人群暴露参数手册-成人卷[M]. 北京: 中国环境出版社, 2014 . |
[30] | Zhai L, Zhao J, Xu B, et al. Influence of indoor formaldehyde pollution on respiratory system health in the urban area of Shenyang,China[J]. Afr Health Sci, 2013, 13(1): 137–143. . |
Click to display the text |