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這篇風險評估論文發表了塑料包書皮有機物健康風險評估,論文以市售塑料包書皮為研究對象,對其進行揮發性有機物檢測,并建立評估模型對其進行健康風險評估。一些塑料包書皮中揮發性的有機物的種類對使用者造成一定的危害,論文對其潛在的健康風險進行初步評價。
關鍵詞:風險評估論文,塑料包書皮,揮發性有機物,風險評估
塑料包書皮樣式繁多、圖案鮮艷,同時具有防水功能,將其包裹到書本上后,既可以使書本外表美觀,也可以保護書本,使其不易褶皺或沾染污漬。因此,很多中小學生在擁有新書本后都會包裹塑料包書皮。為了更加美觀和吸引小孩子的注意,大多塑料包書皮表面印刷了鮮艷圖案或卡通形象,而大量油墨的使用會導致產品有溶劑殘留,進而使其帶有異味。此外,帶有自黏膠的包書皮,其膠黏劑部分含有更多的有機溶劑,這些有機溶劑會給使用者帶來一定的危害。為了解塑料包書皮中揮發性有機物的種類及其對使用者的危害。
1材料與方法
1.1樣品與檢驗方法
從各大型商場、批發市場、文具店以及網店隨機購買不同品牌的塑料包書皮40批次,其中包書膜和包書套各20批次。按GB/T10004—2008《包裝用塑料復合膜、袋干法復合、擠出復合》[1]中的方法進行前處理后,參照QB/T2929—2008《溶劑型油墨溶劑殘留量限量及其測定方法》[2]對塑料包書皮中的乙醇、異丙醇、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、苯、甲苯、二甲苯、丙二醇乙醚、丙二醇甲醚進行檢測分析;同時,參照GB19340—2014《鞋和箱包用膠黏劑》[3]對塑料包書皮中正己烷、1,2-二氯乙烷、二氯甲烷、1,1,1-三氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷進行檢測分析。
1.2暴露評估模型
塑料包書皮產品中的溶劑殘留可以通過呼吸道以及皮膚兩種途徑進入體內。參考美國EPA和歐盟對化學物質暴露量的計算模型及其他相關研究,根據包書皮產品的特點,建立了上述兩種途徑的暴露量計算模型,分別為:式中:Exinn為經呼吸途徑的化學物質日均暴露量,mg/(kg•d);w為產品中各化學物質的含量,mg/m2;Qinn為產品使用量,m2;Fv為揮發系數,%;D為稀釋因子;ET為暴露時間,即人群每天暴露的小時數,h/d;ED為暴露持續時間,即接觸人員的持續接觸天數,d;ATd為平均暴露時間,d;Vroom為使用人體空間體積,m3;AIR為呼吸速率,m3/h;BW為人體體重,kg。Exskin為經皮膚途徑的化學物質日均暴露量,mg/(kg•d);S1為產品與皮膚接觸的面積,m2;S為產品的表面積,m2;Qskin為產品使用量,m2;ABS為各物質經皮膚轉移到人體的質量分數;n為每天暴露次數,次/d。
1.3健康風險評估
由于本文所涉及的化合物具有不同類型的風險(致癌性及非致癌性風險),因而須采用不同模型進行表征[9]。式中:Rn為非致癌物造成人體健康風險的危害商值,Rn≤1時表示暴露量低于會產生不良反應的閾值,預期將不會造成顯著損害,Rn>1時表明暴露量超過閾值,存在風險,數值越大則風險越大;RfD為非致癌物參考劑量,mg/(kg•d);Rc為致癌風險,美國環保署推薦的可接受致癌風險值為10-6~10-4,若所得結果大于10-4,則表明致癌風險高,如小于10-6,則認為不存在致癌風險;SF為斜率因子,(kg•d)/mg;Ex為人體的日均暴露量,mg/(kg•d)。
2結果與討論
2.1樣品檢測結果
經檢測,40批次樣品中有23批次檢出揮發性有機物,這說明部分塑料包書皮存在含有揮發性有機物的問題,相關檢測結果見表1。從表1可以看出,23批次含有揮發性有機物的樣品中,有13批次檢出苯系物,5批次檢出鹵代烴。所檢出的苯系物為甲苯,檢出值范圍0.04~1.70mg/m2;檢出的鹵代烴為1,2-二氯乙烷,檢出值范圍0.03~0.49mg/m2.從產品類型看,塑料包書套和包書膜均有部分樣品檢出苯系物,另外,僅部分包書膜樣品中檢出鹵代烴,這可能是由于其膠黏劑中含有揮發性鹵代烴。
2.2塑料包書皮中甲苯和1,2-二氯乙烷的暴露量
塑料包書皮中檢出的揮發性有機物包括酯、醇、酮類、苯系物和鹵代烴,考慮到甲苯和1,2-二氯乙烷的毒性較大,本研究僅對甲苯和1,2-二氯乙烷進行暴露模型評估。
2.2.1參數取值2.2.1.1塑料包書皮中甲苯和1,2-二氯乙烷含量為了簡化分析,本研究只對檢出揮發性有機物的樣品進行分析,且僅對樣品中各單一化學物質進行風險評估。對于每種化合物,采用四分位穩健法的中位值P50作為產品中對應化合物的含量均值,檢出最小值及最大值作為對應范圍[6,9]。各物質檢出結果的中位值、最小值及最大值見表2。
2.2.1.2揮發系數Fv和稀釋因子D由于未能獲得塑料包書皮中揮發的甲苯和1,2-二氯乙烷濃度隨時間的變化值,按照風險評估從嚴的原則(從對人體最不利角度),揮發系數Fv取1。本研究的暴露環境為室內,通風率較低,稀釋因子D設定為1。
2.2.1.3產品使用量Qinn和暴露空間Vroom塑料包書皮的面積在0.06~0.1m2之間,平均面積為0.08m2。使用塑料包書皮的主要為中小學生,根據《國家學校體育衛生條件試行基本標準》的規定[10],普通教室人均使用面積小學不低于1.15m2,中學不低于1.12m2,取人均面積1.14m2,教室高3.1m,假定每個學生有10本包有塑料書皮的書,且包書皮中均含有甲苯和1,2-二氯乙烷,則塑料包書皮的面積Qinn為0.8m2,人均暴露空間Vroom=1.14×3.1=3.534m3。
2.2.1.4人均體重BW和呼吸速率AIR我國常用的兒童標準體重計算公式為:兒童體重(kg)=年齡×2+8[9]。本次評估的中小學生的年齡在6~14歲之間,為簡化計算取中間年齡值,則兒童平均體重為28kg。我國塑料包書皮的主要使用人群為中小學生,其年齡在6~14歲之間,根據王宗爽等[11]的研究,取6~14歲男性和女性長期暴露呼吸速率的平均值,則呼吸速率AIR為10m3/d,按模型單位換算為0.417m3/h。
2.2.1.5暴露時間ET、暴露持續時間ED和平均暴露時間ATd中小學生除了在學校學習,也會在家里學習一段時間,由于家里的學習空間大、時間短、所使用的書本少,為了簡化計算,僅將在學校的學習時間作為暴露時間ET,取值為6.5h/d。另外,由于使用塑料包書皮的學生年齡在6~14歲之間,持續接觸9年,一個學期在17~23周之間,取23周,折算成暴露持續時間ED為2898d。進行非致癌評估時,暴露持續時間ED等于平均暴露時間ATd。進行致癌評估時,根據世界衛生組織發布的2015年全球衛生統計報告[12],中國人口預期壽命男性74歲,女性77歲,為簡化計算取75歲,折算成平均暴露時間ATd為27375d。2.2.1.6產品與皮膚接觸的面積S1、產品面積S、產品用量Qskin塑料包書皮平均面積S為0.08m2,根據風險評估從嚴的原則,取產品與皮膚接觸的面積S1為0.08m2。產品用量Qskin取產品面積0.08m2。
2.2.1.7各物質經皮膚轉移至人體的質量分數ABS目前尚無關于人體皮膚對甲苯和1,2-二氯乙烷吸收率的報道,本研究參考上海市質檢院杜英英等[5]的相關研究,將甲苯和1,2-二氯乙烷的遷移量均定為10%。2.2.1.8每天暴露次數n塑料包書皮產品在學習過程中會多次接觸,考慮到隨著時間的推移,揮發性物質含量將越來越低,設定每天暴露次數n為1次/d。模型中涉及大量參數,大部分參數盡可能參考已公布的數據資料,部分參數則進行均值處理,對于無法確定的參數,一般選取可能導致最危險狀態的值。綜上,塑料包書皮中甲苯和1,2-二氯乙烷暴露量計算模型中涉及的各參數因子取值見表3。
2.2.2暴露量計算結果根據建立的暴露量計算模型,將各參數帶入公式(1)、(2),計算經呼吸和皮膚暴露時塑料包書皮中甲苯和1,2-二氯乙烷的暴露量,結果見表4。
2.3風險健康評價
通過在EPA網站綜合風險信息系統(IRIS)查詢可知,人體慢性攝入甲苯參考劑量RfD為0.08mg/(kg•d),1,2-二氯乙烷的斜率因子SF為0.091(kg•d)/mg。應用建立的健康風險評估模型公式(3)、(4),對塑料包書皮中甲苯和1,2-二氯乙烷在不同暴露途徑下的非致癌風險及致癌風險水平進行計算,結果見表5。由表5可知,兩種途徑下,甲苯的非致癌風險Rn均小于1,表明塑料包書皮中甲苯含量不存在健康風險。1,2-二氯乙烷經呼吸的致癌水平Rc在10-6~10-4之間,經皮膚暴露的風險水平范圍上限在10-6~10-4之間,表明塑料包書皮中的1,2-二氯乙烷存在一定的健康風險。
3結論
本研究檢測了40批次不同塑料包書皮中的揮發性有機物,建立了塑料包書皮中甲苯和1,2-二氯乙烷的暴露量模型,并對其風險評價進行了研究,結論如下:(1)40批次塑料包書皮有23批次檢出揮發性有機物,其中13批次檢出甲苯,5批次檢出1,2-二氯乙烷。(2)塑料包書套和包書膜均有部分樣品檢出苯系物,另外,僅部分包書膜樣品中檢出鹵代烴。(3)部分塑料包書皮中的1,2-二氯乙烷會對青少年帶來健康風險。
作者:胡曉露 賈芳 謝文緘 任鄭驊 繆麗華