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健康風(fēng)險評估方法在中國重金屬污染中的應(yīng)用及暴露評估模型的研究進展

2014-04-08 06:43:24劉蕊張輝勾昕羅緒強楊鴻雁
生態(tài)環(huán)境學(xué)報 2014年7期
關(guān)鍵詞:膳食重金屬人群

劉蕊,張輝,勾昕,羅緒強,楊鴻雁

健康風(fēng)險評估方法在中國重金屬污染中的應(yīng)用及暴露評估模型的研究進展

劉蕊*,張輝,勾昕,羅緒強,楊鴻雁

貴州師范學(xué)院地理與旅游學(xué)院,貴州 貴陽 550018

經(jīng)濟的快速發(fā)展導(dǎo)致中國環(huán)境質(zhì)量日趨惡化。隨著健康意識的增強,人們越來越重視污染物暴露人群的健康風(fēng)險評估。與其他污染物相比,重金屬污染區(qū)域廣,重金屬暴露人群多且集中。為了研究重金屬暴露條件下人群的健康風(fēng)險,USEPA模型、統(tǒng)計模型、地理信息系統(tǒng)、可給性研究的方法已被中國不同學(xué)者應(yīng)用。暴露評估模型作為污染物暴露人群健康風(fēng)險評估的主要環(huán)節(jié),國外的研究已經(jīng)比較成熟,但相關(guān)研究在中國還處于空白階段。對中國近年來在城市表層土壤(灰塵)、礦區(qū)土壤、膳食、地下水和飲用水、大氣顆粒物進行重金屬風(fēng)險評估中應(yīng)用的健康風(fēng)險評估方法,進行了歸納和評述,并對歐美常用暴露評估模型:環(huán)境暴露評估模型、膳食暴露評估模型進行了介紹。中國健康風(fēng)險評估工作起步晚,在評估的各環(huán)節(jié)均存在很大缺陷。隨著新技術(shù)的發(fā)展以及人群對環(huán)境健康風(fēng)險認(rèn)識的深化,健康風(fēng)險評估將成為中國熱門研究領(lǐng)域之一。污染的環(huán)境行為、劑量-效應(yīng)關(guān)系、模型、風(fēng)險信息等方面,將是未來中國健康風(fēng)險評估研究的重點。

健康風(fēng)險評估;重金屬;暴露人群;暴露評估模型

自20世紀(jì)50年代日本水俁灣發(fā)生第一次汞中毒公害事件后,重金屬污染開始受到全球關(guān)注。工業(yè)污染、交通污染、生活污染是重金屬污染的主要來源。工業(yè)污染多通過廢渣、廢水、廢氣排入環(huán)境,在人體和動植物中富集;交通污染主要通過汽車尾氣的排放進入大氣降塵;生活污染主要通過生活垃圾進入環(huán)境。過去30年以環(huán)境促經(jīng)濟的發(fā)展模式,導(dǎo)致中國大多數(shù)人群正以多途徑、長時間暴露于重金屬污染環(huán)境為代價。關(guān)于不同來源重金屬污染狀況及暴露特征的研究,中國已進行了較廣泛和系統(tǒng)的研究。史興民和王建輝(2009)、方鳳滿等(2011)對城市不同功能區(qū)土壤重金屬的來源、暴露特征進行了研究;郭偉等(2011)、高軍俠等(2013)分別對中國典型礦區(qū)土壤和農(nóng)田土壤重金屬污染狀況和特征進行了分析;楊衛(wèi)芬等(2010)、王玉秋等(2005)則以大氣顆粒物和PM2.5為研究對象,對中國大氣重金屬污染的特征進行了研究。此外,中國學(xué)者對膳食重金屬污染和地下水、飲用水重金屬污染的研究也較全面(郭明暉等,2007;蔣燕松等,2013;王若師等,2012;溫海威等,2012)。

健康風(fēng)險評估是指有毒有害物質(zhì)對人體健康安全的影響程度通過收集毒理學(xué)資料、人群流行病學(xué)資料、環(huán)境和暴露的因素等,直接以健康風(fēng)險度為表征表示人體健康造成損害的可能性及其程度大小進行概率估計(Sipter,2008;Wang等,2007)。20世紀(jì)60年代,風(fēng)險評估處于萌芽時期,主要采用毒物鑒定方法進行健康影響分析,以定性研究為主,嘗試性開展定量方法進行低濃度暴露條件下的健康風(fēng)險評估(NRC,1994)。1976年美國國家環(huán)保局首先公布了可疑致癌物的風(fēng)險評估準(zhǔn)則,提出有毒化學(xué)品的致癌風(fēng)險評估方法。1983年美國國家科學(xué)院提出了健康風(fēng)險評估的定義與框架,以及危害判斷、劑量-效應(yīng)關(guān)系評估、暴露評估和風(fēng)險表征的風(fēng)險評估

四步法(NRC,1983)。1999年歐洲環(huán)境署(EEA)也頒布了環(huán)境風(fēng)險評估的技術(shù)性文件,系統(tǒng)介紹了健康風(fēng)險評估的方法和內(nèi)容(EEA,1999)。2006年和2007年韓國(Kim等,2006)和日本(http://unit.aist.go.jp/riss/crm/ exposurefactors/english_summary.html)參考USEPA的暴露參數(shù)手冊,同時根據(jù)本國居民的特點分布編制《韓國暴露參數(shù)手冊》和《日本暴露參數(shù)手冊》,并在此基礎(chǔ)上建立起適用于本國的健康風(fēng)險評估體系。

與國外相比,中國的健康風(fēng)險評估起步晚,對于風(fēng)險評估模型的研究比較缺乏。近年來,中國對健康風(fēng)險評估的研究逐漸重視。中國國家基金委從2003年開始對健康風(fēng)險評估相關(guān)研究進行資助,從每年資助1~2項,資助金額每項25萬元左右,到2013年每年資助近20項,資助金額最高達400萬元(http://nsfc.biomart.cn/)。盡管中國利用風(fēng)險概念分析方法對環(huán)境健康風(fēng)險進行評估的應(yīng)用研究已經(jīng)取得較大進展,但根據(jù)中國居民特征的健康風(fēng)險評估方法仍然沒有建立。目前中國的健康風(fēng)險評估仍然多借用國外模型,而由于人種和地區(qū)的差異,國外的暴露參數(shù)并不能準(zhǔn)確反映中國人群的暴露特征,因此簡單套用國外模型可能導(dǎo)致健康風(fēng)險評估結(jié)果的失真。

中國重金屬污染形勢嚴(yán)峻,人們對重金屬污染帶來的健康效應(yīng)越來越關(guān)注。因此,評述健康風(fēng)險評估方法在中國重金屬污染中的應(yīng)用進展,總結(jié)國外常用暴露評估模型并探究其優(yōu)缺點,展望其發(fā)展趨勢,對于推動建立適用于中國的健康風(fēng)險評估方法具有重要意義。

1 健康風(fēng)險評估方法在中國重金屬污染中的應(yīng)用

中國健康風(fēng)險評估研究起步晚,因此進行評估的污染物種類和評估區(qū)域有限。目前主要進行風(fēng)險評估的重金屬污染物有Pb、Cu、Zn、Cd、Cr、As、Ni、Hg,評估區(qū)域涉及到受重金屬污染的城市表層土壤(灰塵)和礦區(qū)土壤、膳食、地下水和飲用水、大氣顆粒物。

1.1USEPA模型在中國重金屬健康風(fēng)險評估的應(yīng)用

污染健康風(fēng)險評估的方法主要分2類:一類是以定量模型為主的健康風(fēng)險評估方法,一類是以不確定性模型為主的健康風(fēng)險評估方法。定量模型由于計算簡單,使用方便,輸出結(jié)果基本能代表研究區(qū)的基本水平。因此,在世界健康風(fēng)險評估中被廣泛應(yīng)用,其中美國國家環(huán)保署(USEPA)提出的人體健康風(fēng)險評估模型應(yīng)用最多。中國利用該模型對重金屬污染暴露人群的健康風(fēng)險評估研究較多,從城市表層土壤(灰塵)、礦區(qū)土壤、膳食、居民飲用水及大氣PM10均有相關(guān)研究(王若師等,2012;溫海威等,2012;李法云等,2012;方鳳滿等,2010;Du等,2013;Dong等,2011;牛小麗,2012;于云江等,2013)。這種定量風(fēng)險評估模型雖然優(yōu)點顯著,但由于直接引入國外的模型在原理、適用條件、算法、考慮介質(zhì)和過程等方面可能與中國實際情況存在較大差異,而且美國歐盟等國家在健康風(fēng)險評估方面制定和頒布了許多技術(shù)性文件,中國在此方面仍屬空白。這些技術(shù)文件的程序和參數(shù)是否適用于中國國民體質(zhì)仍有待商榷。目前,中國已有一些學(xué)者和機構(gòu)開展了針對本國人群的暴露參數(shù)調(diào)查(王喆等,2008;段小麗等,2009;王宗爽等,2009;中華人民衛(wèi)生部,2007),同時李靜等(2008)、李奔等(2012)和胡子梅等(2013)學(xué)者將暴露參數(shù)根據(jù)研究區(qū)實際情況進行了調(diào)整,然后應(yīng)用USEPA模型分別對重金屬污染的鉛鋅礦區(qū)土壤和上海市大氣PM2.5進行了健康風(fēng)險評估。

1.2統(tǒng)計模型在中國重金屬健康風(fēng)險評估的應(yīng)用

由于環(huán)境系統(tǒng)中的不確定因素,確定性評價模型,如USEPA模型在一定程度上難以反映重金屬污染的客觀情況,而不確定性模型可以通過模擬一系列隨即選擇的條件而評價每一個風(fēng)險參數(shù),比確定性評價模型表現(xiàn)出更多的優(yōu)勢。蒙特卡洛模型(Monte Carlo)是近幾年國外常采用的不確定性健康風(fēng)險評估模型并取得了大量成果。如Thomas(1994)采用蒙特卡洛模型分析了食用自產(chǎn)的污染土壤的農(nóng)產(chǎn)品對農(nóng)民身體健康的影響,并分析了模型中各參數(shù)的不確定問題對預(yù)測結(jié)果的影響。Teresa等(1994)采用該模型結(jié)合其他模型對土壤Pb元素風(fēng)險閥值的確定方法進行了研究。中國利用該模型開展的重金屬污染健康風(fēng)險評估研究較少,只有劉發(fā)欣(2007)、葉文慧和張東杰(2008)、Li等(2014)利用蒙特卡洛模型對中國水稻、蔬菜、水果等農(nóng)產(chǎn)品和礦區(qū)土壤中重金屬的健康風(fēng)險進行了評估。此外,RBCA模型、Csoil模型、EPACMTP模型、盲數(shù)模型也陸續(xù)被中國學(xué)者應(yīng)用到地下水、城市土壤(灰塵)重金屬污染健康風(fēng)險評估中(武曉峰等,2012;季文佳等,2010;陳婧,2013)。

1.3地理信息系統(tǒng)(GIS)在中國重金屬健康風(fēng)險評估的應(yīng)用

隨著健康風(fēng)險評估越來越復(fù)雜,準(zhǔn)確性要求越來越高,發(fā)展和完善各種數(shù)學(xué)模型是風(fēng)險評估

研究的重要方面。中國的GIS和地理統(tǒng)計技術(shù)發(fā)展使模擬技術(shù)有了很大提高。這些技術(shù)是在已有檢查數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上通過運用距離加權(quán)法、克里格空間內(nèi)插發(fā)、回歸分析等方法模擬區(qū)域的污染狀況,估算缺乏實際檢查數(shù)據(jù)地區(qū)的污染物濃度。中國利用GIS技術(shù)對污染物健康風(fēng)險評估研究較少。在重金屬風(fēng)險評估方面,目前只有于云江和楊彥(2013)、李如忠等(2012)采用USEPA模型與克里格內(nèi)插法結(jié)合對松花江地下水和城市表層土壤(灰塵)健康風(fēng)險進行了研究。

1.4可給性研究在中國重金屬健康風(fēng)險評估的應(yīng)用

不論采用確定性風(fēng)險模型、不確定性風(fēng)險模型還是GIS技術(shù),研究者通常利用攝入重金屬總量進行計算,而人體消化系統(tǒng)不可能100%吸收存在于結(jié)合物中的污染物(Freeman等,1994,1996)。利用生物可給性研究重金屬對人體的健康風(fēng)險,已經(jīng)成為重金屬對人體健康風(fēng)險評估的重要方法之一(Abrahams等,2006;Brandon等,2006)。歐美一些國家已經(jīng)對此方法的應(yīng)用進行了較系統(tǒng)的研究。美國已經(jīng)把重金屬對人體的生物可給性的體外實驗結(jié)果應(yīng)用于健康風(fēng)險評價工作,并且美國環(huán)保局(USEPA)還頒布了體外消化法研究土壤中Pb的生物可給性國家標(biāo)準(zhǔn)(UKEA,2005)。中國生物可給性研究起步較晚,利用重金屬的生物可給性結(jié)果進行人體健康風(fēng)險評估的研究屈指可數(shù),目前只有陳曉晨等(2010)、Luo等(2012)和Hu等(2012,2011)在研究城市表層土壤重金屬、公園土壤重金屬和大氣總懸浮顆粒物及PM2.5中重金屬時,將生物可給性研究用于健康風(fēng)險評估中。

2 健康風(fēng)險評估中的暴露評估模型

健康風(fēng)險評估四步法中危害識別和危害特征,描述是由FAO/WHO下的幾個國際權(quán)威性的從事危險評估的專家組織完成。他們的研究結(jié)果被各成員國直接采用(錢永忠和李耘,2007)。而暴露評估則因各國、各地區(qū)食品生產(chǎn)、消費習(xí)慣、污染物性質(zhì)及水平的客觀差異而常各自進行(Kroes等,2002)。由此可見,在對一國污染物暴露人群健康風(fēng)險進行評估時,暴露評估環(huán)節(jié)至關(guān)重要。

評估人體對環(huán)境中風(fēng)險因子暴露情況可以采用不同的方法,最理想的方法是直接計算人體一生中對某中風(fēng)險因子吸收的精確劑量,這需要掌握該污染物通過不同環(huán)境媒介和暴露途徑進入人體的數(shù)據(jù),但在大多數(shù)情況下直接監(jiān)測人體數(shù)據(jù)比較困難,因此不得不采用一些間接方法。目前數(shù)學(xué)模擬、概率模型、劑量重建分析、GIS等技術(shù)已廣泛應(yīng)用于暴露評估中,其中利用暴露評估模型為基礎(chǔ)進行健康風(fēng)險評估已成為研究熱門。中國該方面研究還處于空白,但國外對暴露風(fēng)險模型的研究已經(jīng)比較成熟,目前常用于風(fēng)險評估的暴露模型包括環(huán)境暴露評估模型、膳食暴露評估模型(Fryer等,2006)。

2.1環(huán)境暴露評估模型

環(huán)境暴露評估模型是為了對自然環(huán)境中的化學(xué)物質(zhì)在暴露人群中的量化而建立起來的模型。根據(jù)提供參數(shù)的不同,環(huán)境暴露評估模型被分為2類:環(huán)境濃度模型和人群吸入模型。環(huán)境濃度模型包括污染物淋溶模型ConSim和LandSim、空氣擴散模型UKADMS和AERMOD、污染物排放模型SIMCAT(Fryer等,2006)。其中,ConSim和LandSim主要應(yīng)用于確定地下水污染物的暴露水平;UKADMS和AERMOD主要用于量化大氣污染物暴露水平;SIMCAT主要應(yīng)用于地表水污染物的暴露量化。利用環(huán)境濃度模型可以對個人或人群平均時間的活動模式及污染物,在時間和空間的變異進行有效模擬,然后再根據(jù)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境指導(dǎo)值對污染物在暴露人群的健康風(fēng)險進行評估。該模型的缺陷是不能完全模擬污染源-污染暴露途徑-污染物最終受體這一整體過程,因此,應(yīng)用該模型進行暴露評估時還需要加入一個額外暴露組成。

人體吸入模型是為了量化人群在接觸相關(guān)環(huán)境媒介時吸入的化學(xué)污染物而建立起來的。CLEA模型是人體吸入模型常用模型(Fryer等,2006)。該模型主要應(yīng)用于處理污染土壤的直接或間接暴露。它的缺點是目前構(gòu)建的CLEA模型,只能用在實驗室獲得土壤參考值,不能用于具體場地的暴露模擬。在應(yīng)用人體吸入模型進行暴露評估時,除了要求獲得與污染物和環(huán)境相關(guān)的參數(shù),也要獲得暴露人群活動參數(shù)及暴露人群生理參數(shù)。

2.2 膳食暴露評估模型

膳食暴露評估模型分為確定性模型和概率模型2類(FAO/WHO,2009,2006)。確定性模型可用于評估某時期或某時刻人群暴露于污染物下的風(fēng)險,模型中數(shù)據(jù)的輸入為單一的數(shù)字。該模型應(yīng)用簡單,節(jié)省時間,但是對于風(fēng)險情況缺乏全面、深入的理解,通常忽略評估信息的“變異性”和“不確定性”

概率模型中,數(shù)據(jù)輸入為一個可能的取值范圍,該范圍內(nèi)所用值的概率組成一個概率分布。概率模型的結(jié)果中尤其強調(diào)了數(shù)據(jù)的“變異性”和“不確定性”,考慮了幾乎所用的可能性及其可能的

發(fā)生方式。由于概率模型的分析和計算相對復(fù)雜,經(jīng)常需要應(yīng)用相關(guān)的工具和計算軟件。美國和歐盟在這方面的研究一直處于前沿,目前相繼建立了評估美國人群和歐洲人群的膳食暴露評估模型。

2.2.1 美國膳食暴露評估模型

USEPA目前使用的膳食暴露評估模型包括DEEM、Calendex和LifeLine(Kroes等,2002;USEPA,2000;USEPA,1999)。DEEM(Dietary Exposure Evaluation Model)的目的是利用蒙特卡洛方法評估毒物、營養(yǎng)素、農(nóng)藥、食品添加劑和某些天然成分的攝入水平,該模型有估計急性和慢性模塊并且能急性確定性評估和概率評估。該模型中還含有美國農(nóng)業(yè)部的食物消費調(diào)查數(shù)據(jù)和農(nóng)藥數(shù)據(jù),可以根據(jù)食物中污染物濃度分布數(shù)據(jù),結(jié)合膳食消費數(shù)據(jù)庫信息,展開模擬,得到膳食所用個體、所有天數(shù)暴露量的頻率分布,進而繪出膳食暴露情況的各百分位數(shù)分布圖。此外,該模型還可以分析各種食物、污染物對總暴露的貢獻率。DEEM模型被USEPA農(nóng)業(yè)計劃辦公室廣泛用于農(nóng)業(yè)最大殘留限量的建立,因此得到美國農(nóng)藥公司的廣泛使用。

Calendex是美國第一個為蓄積性和累積性農(nóng)藥暴露評估特別設(shè)計的模型。該模型將1年內(nèi)個體的膳食消費信息、農(nóng)藥使用情況及人群在劇中環(huán)境中與農(nóng)藥的接觸情況等信息,編制成時間表,利用蒙特卡洛方法計算得到某人在1 d、1周或1年內(nèi)可能的蓄積性和累積性暴露風(fēng)險。Calendex模型還可以與DEEM模型一起進行膳食暴露評估,稱為DEEM/Calendex模型。

LifeLine模型基于個體的特定特征,計算個體每日經(jīng)由特定途徑的污染物攝入量,再完成多個個體的模擬后,生成整個人群攝入量的分布。LifeLine模型最初設(shè)計是用于評估來自居住環(huán)境、膳食和自來水的農(nóng)業(yè)暴露。該模型通過模擬人群每個個體一生中各暴露情況,對環(huán)境污染物的蓄積性暴露風(fēng)險進行評估。

2.2.2 歐盟膳食暴露評估模型

目前,歐洲用于膳食暴露評估的模型主要有Consumer(Consumer Exposure Model)模型和POCER(the Pesticide Occupational and Environmental Risk Indicator)模型(Ferriera等,2000;Vercruysse和Steurbant,2002)。

Consumer模型包括慢性和急性評估模型。前者涉及水果、蔬菜、谷類和肉類等共計14大類125小類的初級及其加工日用品;后者則共涉及16大類125小類。其消費數(shù)據(jù)由英國食品安全局1986、1992—1993、1994—1995、1997和2001年的國家膳食和營養(yǎng)調(diào)查提供。模型涉及了嬰兒、學(xué)步的孩子、4~6歲的兒童、7~10的兒童11~14歲的兒童、15~18歲的青少年、成人、素食者和年長者,共10個暴露人群。

POCER模型是以歐洲法令91/414/EC為基礎(chǔ),以經(jīng)濟合作和發(fā)展組織對農(nóng)藥風(fēng)險指標(biāo)的設(shè)定為原則制定的。該模型既可以發(fā)音農(nóng)藥噴施對人體職業(yè)、非膳食和膳食暴露造成的風(fēng)險,也可以反映農(nóng)藥的使用對環(huán)境造成的風(fēng)險。POCER模型共分POCERⅠ和POCERⅡ 2類。其中POCERⅠ包括10個子模型,3個模型是針對農(nóng)藥的職業(yè)和非膳食暴露建立的,主要涉及的人群有農(nóng)藥施用者、農(nóng)場工人及路人;7個模型針對農(nóng)藥環(huán)境造成的風(fēng)險,評估對對象為鳥類、蜜蜂、有益動物、水生生物、蚯蚓、土壤和地下水。POCERⅡ在POCERⅠ基礎(chǔ)上又新增了4個模型,其中3個是針對農(nóng)藥對環(huán)境造成的風(fēng)險,評估對象為空氣、抗病性誘導(dǎo)效應(yīng)和農(nóng)場開銷;最后一個是針對農(nóng)藥對消費者風(fēng)險開展的人體膳食暴露評估。

3 總結(jié)與展望

3.1總結(jié)

健康風(fēng)險評估作為交叉研究項目,歐美等發(fā)達國家在標(biāo)準(zhǔn)制定、模型建立、毒理資料研究、風(fēng)險管理等方面已發(fā)展較為成熟。近年來雖然USEPA模型、蒙特卡洛模型、地理信息系統(tǒng)等健康風(fēng)險評估方法已用來對中國重金屬污染人群進行健康風(fēng)險評估,但由于中國健康風(fēng)險評估工作起步晚,在評估的各環(huán)節(jié)均存在很大缺陷。隨著新技術(shù)的發(fā)展以及人群對環(huán)境健康風(fēng)險認(rèn)識的深化,健康風(fēng)險評估將成為中國熱門研究領(lǐng)域之一。污染的環(huán)境行為、劑量-效應(yīng)關(guān)系、模型、風(fēng)險信息等方面,將是未來中國健康風(fēng)險評估研究的重點。

3.2展望

3.2.1 污染物環(huán)境行為

隨著監(jiān)測手段和技術(shù)的不斷發(fā)展,污染物在人體內(nèi)的轉(zhuǎn)化行為應(yīng)該是未來健康風(fēng)險評估的研究重點。這包括污染物在人體胃腸到的消化行為和在小腸的吸收行為。除了利用模擬人體胃腸消化液的生物可給性研究,應(yīng)該繼續(xù)應(yīng)用到健康風(fēng)險評估中,考慮到小腸對污染物的吸收作用,因此,將Caco-2細(xì)胞模型應(yīng)用到生物可給性研究,并在此基礎(chǔ)上進行健康風(fēng)險評估將是未來研究的趨勢。

3.2.2 劑量-效應(yīng)關(guān)系

劑量-效應(yīng)是健康風(fēng)險評估的基礎(chǔ)與關(guān)鍵。因此,應(yīng)用機理模型和數(shù)據(jù)來減少危害識別和劑量-效應(yīng)評估中的不確定性,將是今后健康風(fēng)險評估研究中迫切要解決的問題。這要求準(zhǔn)確計算目標(biāo)器官暴露劑量,建立目標(biāo)器官暴露劑量的定量預(yù)測模型。通過發(fā)展和評估新的毒理學(xué)測試方法來識別表征污染物的危害與毒理機制,形成機理模型來取代致癌與非致癌評估中的默認(rèn)值方法。對于中國而言,盡快利用毒理學(xué)方法完成各污染物在不同介質(zhì)中的基準(zhǔn)研究,編寫中國的環(huán)境基準(zhǔn)手冊,是建立適用于中國健康風(fēng)險評估方法的基礎(chǔ)。

3.2.3 健康風(fēng)險評估模型

數(shù)學(xué)模型在健康風(fēng)險評估中的作用越來越重要,歐美國家的健康風(fēng)險評估模型在不斷改進中趨于完善。隨著GIS技術(shù)在模型中的廣泛應(yīng)用,未來健康風(fēng)險評估模型的發(fā)展趨勢將是:簡單化、推廣能力強、能適應(yīng)不同時空尺度、可信度高。建立的模型具有多模塊模擬功能,能夠?qū)⒈O(jiān)測數(shù)據(jù)、人群的行為方式數(shù)據(jù)、人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)、污染物釋放-傳輸-轉(zhuǎn)化過程于一體,并兼?zhèn)漕A(yù)測與預(yù)警功能。從中國污染物暴露情況、人群特征、生活習(xí)慣等方面為入手點,盡快建立適用于中國暴露人群的健康風(fēng)險評估模型及針對不同污染物和介質(zhì)的暴露評估模型是今后的研究重點。

3.2.4 數(shù)據(jù)的收集與監(jiān)測

定量評估污染物的健康風(fēng)險需要收集和應(yīng)用大量的數(shù)據(jù)。這不僅包括環(huán)境污染數(shù)據(jù),也包括污染物劑量效應(yīng)、人群的生活行為等數(shù)據(jù)。因此今后一方面要加強對環(huán)境污染的監(jiān)測,建立區(qū)域尺度的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),例如歐洲土壤監(jiān)測網(wǎng)絡(luò);另一方面要加強對風(fēng)險信息資料的收集與積累,建立為風(fēng)險評估提供支持的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。盡管USEPA已經(jīng)建立了綜合風(fēng)險信息系統(tǒng),但人類的生活方式及人群特征很大程度對污染物的暴露于效應(yīng)有影響,因此,建立一個全國尺度的人類活動模型數(shù)據(jù)庫,也是未來發(fā)展趨勢。

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Approaches of Health Risk Assessment for Heavy Metals Applied in China and Advance in Exposure Assessment Models: A Review

LIU Rui, ZHANG Hui, GOU Xin, LUO Xueqiang, YANG Hongyan
School of Geography and Tourism, Guizhou Normal College, Guiyang 550018, China

With the increasingly development of economy, the environmental quality in China is becoming severely worse and worse. Much more attention to health risk assessment for human exposed by contaminations is paid due to the increasing healthy awareness. Compared to other contaminations, larger area and more people are contaminated by heavy metals. In order to research the health risk for human exposed by heavy metals, USEPA model, statistical models, GIS and bioavailability have been applied in China. Although exposure assessment model, as a key part of health risk assessment, has been widely studied in other countries, the relevant report is limited in China. This paper summarize both the approaches of health risk assessment for heavy metals applied in urban soil (dust), mining areas, diet, ground water, table water, atmospheric particulates, and some classical exposure assessment models applied in USA and Europe: environmental exposure assessment models and diet exposure assessment models. Due to the late start in the study on the health risk assessment, there are lots of shortcomings in every aspects of the health risk assessment in China. Along with the development of new technologies, the health risk assessment will be one of the most popular research fields. The study on the contaminated environmental behavior, the relationship between dose and response, models and risk information will be extensively conducted in the future in China.

health risk assessment; heavy metals; exposure human; exposure assessment models

X820.4

A

1674-5906(2014)07-1239-06

貴州省科學(xué)技術(shù)基金(黔科合J字[2014]2141號);貴州師范學(xué)院自然科學(xué)研究基金(13BS022)

劉蕊(1984年生),女,副教授,博士研究生,主要從事污染控制原理與生態(tài)修復(fù)及環(huán)境健康風(fēng)險研究。E-mail: martinaluu@sina.com

*通訊聯(lián)系人,E-mail:martinaluu@sina.com

2014-04-24

劉蕊,張輝,勾昕,羅緒強,楊鴻雁. 健康風(fēng)險評估方法在中國重金屬污染中的應(yīng)用及暴露評估模型的研究進展[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報, 2014, 23(7): 1239-1244.

LIU Rui,ZHANG Hui, GOU Xin, LUO Xueqiang, YANG Hongyan. Approaches of Health Risk Assessment for Heavy Metals Applied in China and Advance in Exposure Assessment Models: A Review [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2014, 23(7): 1239-1244.

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