珠江流域人群對典型EDCs的暴露及致癌風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

王攀菲 ,何家軍 ,高 敏 ,秦建橋 ,肖 俊 ,宋明偉 * (.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院,湖北 武漢

430070；2.農(nóng)業(yè)部長江中下游耕地保育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北 武漢 430070；3.長江工程監(jiān)理咨詢有限公司,湖北 武漢430010；4.廣東省環(huán)境科學(xué)研究院,廣東 廣州 510045)

珠江流域人群對典型EDCs的暴露及致癌風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

王攀菲1,2,何家軍3,高 敏1,2,秦建橋4,肖 俊1,宋明偉1,2*(1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院,湖北 武漢

430070；2.農(nóng)業(yè)部長江中下游耕地保育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北 武漢 430070；3.長江工程監(jiān)理咨詢有限公司,湖北 武漢430010；4.廣東省環(huán)境科學(xué)研究院,廣東 廣州 510045)

研究以珠江流域?yàn)槔?結(jié)合美國EPA致癌風(fēng)險(xiǎn)評估模型,通過構(gòu)建多介質(zhì)-多途徑暴露模型,定量評估了該區(qū)域居民暴露于鎘(Cd)、滴滴涕(DDT)和多氯聯(lián)苯(PCBs)等典型EDCs污染物的致癌風(fēng)險(xiǎn),分析風(fēng)險(xiǎn)來源、暴露介質(zhì)及暴露途徑,并探討不同環(huán)境介質(zhì)的致癌風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)率.結(jié)果表明:Cd、DDT 和 PCBs的暴露劑量達(dá) 2.36×10-4,6.46×10-5,4.62×10-5mg/(kg·d);暴露途徑中經(jīng)口攝入是最主要途徑;總致癌風(fēng)險(xiǎn)為2.04×10-4,高于國內(nèi)外所規(guī)定的可接受致癌風(fēng)險(xiǎn)水平上限(1×10-4),環(huán)境介質(zhì)中蔬菜和大米對致癌風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)較大,區(qū)域主要典型EDCs污染物Cd和PCBs對致癌風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)率較大(分別達(dá)44%、45%).

多介質(zhì)-多途徑；暴露模型；EDCs；珠江流域

EDCs(Endocrine Disrupting Chemicals)也稱為外因性內(nèi)分泌干擾物質(zhì)或環(huán)境激素,是在人類的生產(chǎn)和生活過程中產(chǎn)生、釋放到環(huán)境中,并在環(huán)境中持久存在的一類化學(xué)物質(zhì)[1].EDCs可通過多種途徑直接或間接富集于動物和人類體內(nèi),產(chǎn)生類似內(nèi)激素作用.越來越多的流行病學(xué)研究資料表明,野生動物和人類的激素代謝[2],生殖發(fā)育系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)異常[3],生物后代的繁殖[4]以及某些腫瘤的發(fā)生率上升與EDCs有關(guān).

環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)是當(dāng)今環(huán)境與健康研究中十分關(guān)注的重要研究領(lǐng)域.近年來,人體健康評價(jià)已由單一污染物作用向多種污染物的復(fù)合作用[5],由局部場地的健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)向區(qū)域性乃至全球性的方向發(fā)展[6].我國不少學(xué)者已經(jīng)開展過一些人體健康風(fēng)險(xiǎn)評估工作,多針對單一介質(zhì)或者單一污染物,且較少以整個(gè)流域作為研究對象[7-8].珠江流域是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度最快、城市化水平較高的地區(qū),同時(shí)也是污染較為嚴(yán)重的地區(qū),大氣、水和土壤均承受著不同程度的污染.重金屬類 EDCs具有典型的內(nèi)分泌干擾效應(yīng),鎘可引起骨癌、腎癌等,它被美國毒理學(xué)委員會列為第6位危及人體健康的有毒物質(zhì)[9].DDT穩(wěn)定性強(qiáng),于1983年禁止使用后至今在環(huán)境中仍然保持較高的濃度,且可能從土壤等環(huán)境介質(zhì)中釋放出來成為新的污染源[10],同時(shí),該區(qū)域PCBs污染也處于較高的水平.本研究采用多介質(zhì)多暴露途徑環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法,研究了珠江流域典型EDCs(Cd、DDT和 PCBs)的致癌風(fēng)險(xiǎn),旨在明確主要致癌風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)途徑和物質(zhì),進(jìn)而為相關(guān)防范措施的制定提供科學(xué)參考與依據(jù).

宮腔鏡下清宮術(shù)聯(lián)合雌孕激素預(yù)防稽留流產(chǎn)患者術(shù)后宮腔粘連的臨床觀察 ……………………………… 劉穎蔚等（2）：220

1 模型構(gòu)建

1.1 環(huán)境介質(zhì)與暴露途徑

通過對研究區(qū)域污染物種類與來源、主要排放方式、不同環(huán)境介質(zhì)中污染物濃度以及當(dāng)?shù)鼐用裆盍?xí)慣與特點(diǎn)的調(diào)查和了解,結(jié)合 EDCs污染物遷移、轉(zhuǎn)化和進(jìn)入人體的規(guī)律,最終確定土壤、飲用水、牛奶、蔬菜、大米、豬肉、魚肉和空氣8種典型環(huán)境介質(zhì),口、皮膚和呼吸3種主要暴露途徑(圖1).

圖1 暴露途徑Fig.1 Exposure Pathways

1.2 暴露劑量模型

采用美國RAIS系統(tǒng)中的估算模型定量估算人體在不同途徑下對污染物的暴露劑量.珠江流域人群分兒童和成人 2個(gè)階段進(jìn)行暴露劑量的定量計(jì)算,兒童和成人最大平均暴露時(shí)間假定為30a,其中兒童為 6a,成人為 24a,再將暴露量平均到整個(gè)生命周期(70a)估算出終生日均暴露量[11],不同環(huán)境介質(zhì)下致癌暴露劑量模型如下:

飲用水:

式中模型參數(shù)含義見表1.

(3) 經(jīng)呼吸攝入途徑

(1) 經(jīng)口攝入途徑

(2) 經(jīng)皮膚攝入途徑土壤:

加強(qiáng)情感溝通，首先要了解小學(xué)生的心理發(fā)展特點(diǎn)，教師要好好利用小學(xué)生感情真摯豐富的特點(diǎn)去積極引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生心理上的情感共鳴。小學(xué)生對知識的學(xué)習(xí)和接受能力也很強(qiáng)，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生多在學(xué)習(xí)上進(jìn)行感情投入，根據(jù)學(xué)生的心理特點(diǎn)安排教學(xué)活動，鼓勵他們對學(xué)習(xí)多多表達(dá)自己的觀點(diǎn)。小學(xué)生處于心理不夠成熟的階段，教師不應(yīng)當(dāng)對小學(xué)生的看法過度解讀，所做的應(yīng)該是把他們的天性充分釋放出來，耐心傾聽他們的想法，并積極合理地引導(dǎo)到正確的價(jià)值觀和認(rèn)知方法。比如在寫作的教學(xué)環(huán)節(jié)中，要告訴學(xué)生一篇好文章需要表達(dá)真情實(shí)感，告訴他們要傾訴心聲和真情，用寫作的方法表達(dá)內(nèi)心真實(shí)的聲音，并積極思考作文的主體內(nèi)容。

在行業(yè)發(fā)展站在新起點(diǎn)的同時(shí)，企業(yè)發(fā)展也步入新的歷程。對于國內(nèi)鉀肥生產(chǎn)企業(yè)來說，中小型鉀肥生產(chǎn)企業(yè)或?qū)铀偬蕴M(jìn)度，而大中型企業(yè)單一產(chǎn)品銷售模式拖累企業(yè)轉(zhuǎn)型升級。因此，2018年行業(yè)的發(fā)展趨勢將是繼續(xù)整合傳統(tǒng)資源，降低生產(chǎn)成本，優(yōu)化傳統(tǒng)產(chǎn)能，積極進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整。同時(shí)，通過技術(shù)和服務(wù)升級，加快提升農(nóng)化服務(wù)水平。并通過平衡進(jìn)口與國產(chǎn)鉀肥供給總量，穩(wěn)定市場供需。此外，應(yīng)當(dāng)加快推進(jìn)供給側(cè)改革，努力提高行業(yè)安全環(huán)保水平。大力拓展國際市場，保障行業(yè)平穩(wěn)健康發(fā)展。

1.3 致癌風(fēng)險(xiǎn)模型

如表 5所示,3種污染物綜合致癌風(fēng)險(xiǎn)為2.04×10-4,該值高于美國EPA規(guī)定的社會人群可接受風(fēng)險(xiǎn)值上限(1×10-4).黃勇等[29]以成都經(jīng)濟(jì)區(qū)為例進(jìn)行區(qū)域健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià),最終得出研究區(qū)平均致癌風(fēng)險(xiǎn)為 7.6×10-6,林佳佳等[39]以無錫市錫山區(qū)為研究區(qū)域進(jìn)行環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià),研究結(jié)果為該區(qū)域?qū)Ω浇用裰谐扇水a(chǎn)生的致癌風(fēng)險(xiǎn)為7.06×10-8,對兒童產(chǎn)生的致癌風(fēng)險(xiǎn)為 1.16×10-7,兩者同為經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展區(qū)域,面臨污染狀況類似,綜合致癌風(fēng)險(xiǎn)均低于本文評價(jià)結(jié)果,表明該區(qū)域?qū)θ梭w造成的致癌風(fēng)險(xiǎn)不容忽視,應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)防范,防止污染程度加深.

環(huán)境介質(zhì)中蔬菜和大米致癌風(fēng)險(xiǎn)最大,遠(yuǎn)高于其它環(huán)境介質(zhì).其中 Cd經(jīng)蔬菜和大米致癌風(fēng)險(xiǎn)為 8.55×10-5,占其致癌風(fēng)險(xiǎn)的 95%,DDT和PCBs經(jīng)單一環(huán)境介質(zhì)蔬菜中致癌風(fēng)險(xiǎn)最高分別為:DDT經(jīng)大米 1.75×10-5,占到所有環(huán)境介質(zhì)的80%;PCBs經(jīng)蔬菜 8.91×10-5,占到所有環(huán)境介質(zhì)的 97%.污染物通過土壤、飲用水、豬肉等其它環(huán)境介質(zhì)的致癌風(fēng)險(xiǎn)相對較低.

表1 模型參數(shù)含義及取值Table 1 Meanings and values of model parameters

表2 研究區(qū)環(huán)境介質(zhì)中Cd、DDT、PCBs濃度Table 2 The concentration of Cd, DDT and PCBs in the study area

表3 不同途徑Cd、DDT和PCBs致癌斜率因子[mg/(kg·d)]Table 3 Cancer slope factor of Cd, DDT and PCBs in different routes[mg/(kg·d)]

2 結(jié)果與討論

2.1 暴露劑量

表4 多介質(zhì)多途徑Cd、DDT和PCBs致癌暴露劑量[mg/(kg·d)]Table 4 Carcinogenic exposure doses of Cd, DDT and PCBs in multi-media/multi-pathway [mg/(kg·d)]

如表4所示, Cd、DDT和PCBs通過蔬菜和大米2種環(huán)境介質(zhì)的日均暴露劑量最高數(shù)量級達(dá)到10-4,比其它6種環(huán)境介質(zhì)高出2～3個(gè)數(shù)量級,結(jié)果與鄧紹坡等[13]對浙江臺州某鎮(zhèn)的風(fēng)險(xiǎn)致癌風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果一致,這與污染物的富集特點(diǎn)以及研究區(qū)域居民的飲食習(xí)慣有關(guān).研究區(qū)域內(nèi)經(jīng)土壤和空氣2種環(huán)境介質(zhì)暴露劑量相對較低,數(shù)量級都為 10-7,這與環(huán)境介質(zhì)攝入方式和攝入量有關(guān).3種暴露途徑中以經(jīng)口攝入暴露劑量最高為 3.46×10-4mg/(kg·d),比其它兩種途徑高出3個(gè)數(shù)量級,經(jīng)口攝入途徑涉及環(huán)境介質(zhì)較多、攝入量大.

2.2 致癌風(fēng)險(xiǎn)

致癌風(fēng)險(xiǎn)定義為長期的每日攝入劑量與致癌斜率因子的乘積,表示暴露于污染物下而導(dǎo)致的一生中超過正常水平的癌癥發(fā)病率,對于致癌性物質(zhì),一般不考慮劑量閾值,即使處于低劑量也會對人體產(chǎn)生不利影響[35].限于當(dāng)前研究資料,對于污染物多介質(zhì)多途徑致癌風(fēng)險(xiǎn)的計(jì)算多采用加和法,而不考慮它們之間的協(xié)同和拮抗作用[36],致癌風(fēng)險(xiǎn)模型如下:

系統(tǒng)硬件采用控制部分和光感采集部分分離設(shè)計(jì)，控制器部分主要由限位控制、手動調(diào)整、自動跟蹤、開關(guān)控制量、傳感器控制、供電部分、處理器和上行通信部分組成；光感采集部分由采集部分、通信供電部分和處理器部分組成。

表5 多介質(zhì)多途徑Cd、DDT和PCBs致癌風(fēng)險(xiǎn)Table 5 Carcinogenic risk of Cd、DDT and PCBs in multi-media/multi-pathway

式中,CR:致癌風(fēng)險(xiǎn),無量綱;CDI:致癌污染物暴露量,mg/(kg·d);SF:污染物致癌斜率因子,mg/ (kg·d),見表3.

2.3 致癌風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)率

8種環(huán)境介質(zhì)中,蔬菜對致癌風(fēng)險(xiǎn)的貢獻(xiàn)率最大,其次為大米,兩者之和對致癌風(fēng)險(xiǎn)的貢獻(xiàn)率達(dá)到 96%,與鄧紹坡[13]采用類似模型評價(jià)結(jié)果一致,這與研究區(qū)域居民的環(huán)境狀況和飲食習(xí)慣有很大關(guān)系,蔬菜和大米對生長環(huán)境中的污染物均有較強(qiáng)的富集能力,同時(shí)兩者在居民飲食中占有很大比例.Cd、DDT、PCBs3種污染物對致癌風(fēng)險(xiǎn)的貢獻(xiàn)率依次為44%、11%、45%,Cd和PCBs對致癌風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)較大,DDT在 1983年禁止使用前曾作為我國的主要農(nóng)藥品種,在我國有著長達(dá)30年的使用歷史,其性質(zhì)穩(wěn)定,因此在致癌風(fēng)險(xiǎn)中仍占有一定的比例.3種暴露途徑中經(jīng)口攝入途徑對致癌貢獻(xiàn)的百分比最大為99.88%,接近李如忠[40]評價(jià)結(jié)果,超過美國和加拿大報(bào)道的93%～97%的貢獻(xiàn)率,呼吸暴露途徑符合 3%～7%的結(jié)論[41-42],原因在于皮膚和呼吸途徑考慮的環(huán)境介質(zhì)少,選取的環(huán)境介質(zhì)主要是通過口攝入直接進(jìn)入體內(nèi).

2.4 不確定性分析

本文中致癌風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)建立在 Cd、DDT和PCBs在不同環(huán)境介質(zhì)中的濃度進(jìn)行計(jì)算,沒有考慮這 3種污染物在環(huán)境介質(zhì)中的存在狀態(tài)以及進(jìn)入人體后在不同器官內(nèi)分布的毒理學(xué)過程;采用的污染物濃度數(shù)據(jù)為近幾年公開發(fā)表的文獻(xiàn)或者公告所得,數(shù)據(jù)具有一定的不確定性;受當(dāng)前實(shí)驗(yàn)資料所限,綜合致癌風(fēng)險(xiǎn)采用疊加法,Cd、DDT和PCBs的相互作用程度未能定量分析;模型中的暴露參數(shù)部分采用的是國外現(xiàn)有的研究數(shù)據(jù),應(yīng)用于本研究區(qū)域時(shí)會造成一定的偏差;污染物進(jìn)入人體通過的環(huán)境介質(zhì)很多,考慮到數(shù)據(jù)的可獲得性和可靠性,最終確定了8種環(huán)境介質(zhì).雖然評估過程存在一定的不確定性,但通過對結(jié)果進(jìn)行分析和對比,結(jié)果較為合理,可在一定程度上掌握不同污染物的危害程度以及主要環(huán)境介質(zhì),為進(jìn)一步的研究和治理提供參考依據(jù).

第四，要想在高等院校“C語言程序設(shè)計(jì)”課程上機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)過程中獲得良好教學(xué)效果，應(yīng)督導(dǎo)課程任課教師，在學(xué)生參與上機(jī)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練活動過程中，注重與學(xué)科展開針對性的交流溝通，及時(shí)解決學(xué)生在上機(jī)實(shí)驗(yàn)過程中遇到的具體問題，改善優(yōu)化整體教學(xué)效果。

3 結(jié)論

3.1 珠江流域人群對典型 EDCs的暴露劑量分別達(dá) 2.36×10-4(Cd), 6.46×10-5(DDT), 4.62×10-5(PCBs) mg/(kg·d).

3.2 健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)結(jié)果顯示,三種污染物綜合致癌風(fēng)險(xiǎn)為 2.04×10-4,高于致癌風(fēng)險(xiǎn)可接受水平(1×10-4);區(qū)域典型EDCs污染物Cd和PCBs對致癌風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)率較大,DDT雖然已經(jīng)被禁用,但其仍存在一定的影響,從安全角度長期考慮,應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對相關(guān)污染物的監(jiān)控和治理,防治污染狀況惡化.

3.3 暴露途徑中對致癌風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)率最大的為經(jīng)口攝入途徑,研究區(qū)居民致癌風(fēng)險(xiǎn)主要來自蔬菜和大米(分別達(dá) 59%、37%),對受污染食品做有針對性的監(jiān)督和管理,可有效降低對居民的致癌風(fēng)險(xiǎn).

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Population exposure and cancer risk assessment of typical EDCs in Pearl River.

WANG Pan-fei1,2, HE Jia-jun3, GAO Min1,2, QIN Jian-qiao4, XIAO Jun1, SONG Ming-wei1,2*
(1.College of Resources and Environment, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China；2.Key Laboratory of Arable Land Conservation, Middle and Lower Reaches of Yangtse River, Ministry of Agriculture, Wuhan 430070, China；3.Changjiang Engineering Management Consulting Co, Ltd,Wuhan 430010, China；4.Guangdong Provincial Academy of Environmental Science, Guangzhou 510045, China). China Environmental Science, 2014,34(5)：1322～1327

Potential cancer risk to human beings caused by typical endocrine disrupting chemicals (EDCs), including Cd,DDT and polychlorinated biphenyls (PCBs), in Pearl River Basin was investigated based on the US EPA guidelines for carcinogen risk assessment. The risk sources, exposure media and pathways, as well as the risk contribution from each component, were analyzed through the multi-media/multi-pathway human exposure model. Results showed that the daily exposure doses of Cd、DDT and PCBs to the residents in Pearl River Basin were 2.36×10-4, 6.46×10-5, 4.62×10-5mg/(kg·d),respectively, which were englobed mainly by oral intake. The total cancer risk was 2.04×10-4that was higher than the highest acceptable cancer risk level (1×10-4). Vegetables and rice were the major exposure media. Cd and PCBs were the dominant contributors to cancer risk, accounting for 44% and 45% , respectively.

multi-media/multi-pathway；exposure model；endocrine disrupting chemicals (EDCs)；Pearl River Basin

X503.1

A

1000-6923(2014)05-1322-06

2013-09-12

國家自然科學(xué)基金(41101494)

* 責(zé)任作者, 講師, songmw@mail.hzau.edu.cn

王攀菲(1990-),男,河南平頂山人,華中農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士研究生,主要從事環(huán)境規(guī)劃與管理.發(fā)表論文1篇.