科學(xué)識別環(huán)境健康傳導(dǎo)鏈的六大特征

呂占祿，王先良*，郭 辰，錢 巖，梁 豹，2，吳家兵，2，張金良，宛 悅（.中國環(huán)境科學(xué)研究院，環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險評估國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 0002；2.安徽醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院，勞動衛(wèi)生與環(huán)境衛(wèi)生系，安徽 合肥2002；.環(huán)境保護(hù)部科技標(biāo)準(zhǔn)司，北京 0005）

科學(xué)識別環(huán)境健康傳導(dǎo)鏈的六大特征

呂占祿1，王先良1*，郭 辰1，錢 巖1，梁 豹1，2，吳家兵1，2，張金良1，宛 悅3（1.中國環(huán)境科學(xué)研究院，環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險評估國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100012；2.安徽醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院，勞動衛(wèi)生與環(huán)境衛(wèi)生系，安徽 合肥230032；3.環(huán)境保護(hù)部科技標(biāo)準(zhǔn)司，北京 100035）

區(qū)域環(huán)境污染情景特點(diǎn)決定了環(huán)境健康傳導(dǎo)鏈的具體特征，不同環(huán)境污染情景下環(huán)境健康傳導(dǎo)鏈在目標(biāo)污染物、目標(biāo)區(qū)域、主要介質(zhì)、潛在暴露途徑、目標(biāo)人群、健康效應(yīng)等六個方面具有顯著的差異.科學(xué)識別環(huán)境健康傳導(dǎo)鏈的六大特征是環(huán)境污染情景分析和識別具體區(qū)域環(huán)境健康問題特征的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是制定環(huán)境健康危害調(diào)查技術(shù)方案和解決環(huán)境健康問題的技術(shù)基礎(chǔ).

環(huán)境健康傳導(dǎo)鏈；特征識別；區(qū)域環(huán)境污染；環(huán)境健康危害

伴隨我國經(jīng)濟(jì)社會和環(huán)境保護(hù)整體形勢的快速發(fā)展，如何有效識別和科學(xué)評價區(qū)域環(huán)境污染問題的健康損害和健康風(fēng)險已經(jīng)成為環(huán)保科研人員關(guān)注的研究熱點(diǎn)［1-3］.在區(qū)域環(huán)境健康問題調(diào)查時，不同的環(huán)境健康傳導(dǎo)鏈在目標(biāo)污染物、目標(biāo)區(qū)域、主要介質(zhì)、潛在暴露途徑、目標(biāo)人群、健康效應(yīng)等方面具有顯著的差異.科學(xué)識別環(huán)境健康傳導(dǎo)鏈的主要環(huán)節(jié)特征是編制具體區(qū)域環(huán)境健康問題調(diào)查方案的關(guān)鍵，需要具備一定的專業(yè)知識和比較豐富的經(jīng)驗(yàn)，具有一定的技術(shù)難度.基于在淮河流域環(huán)境與健康調(diào)查、全國重點(diǎn)地區(qū)環(huán)境健康專項(xiàng)調(diào)查等大型科研實(shí)踐活動中的具體經(jīng)驗(yàn)，圍繞環(huán)保部門對環(huán)境健康風(fēng)險識別和控制的實(shí)際工作需求，針對如何科學(xué)識別環(huán)境健康傳導(dǎo)鏈的六大特征的問題，提出思考和認(rèn)識，以推動區(qū)域環(huán)境健康調(diào)查技術(shù)理論的探索和進(jìn)展.

1 環(huán)境健康傳導(dǎo)鏈在區(qū)域環(huán)境健康調(diào)查中作用

環(huán)境健康傳導(dǎo)鏈?zhǔn)侵肝廴疚飶奈廴驹磁欧?、進(jìn)入局部環(huán)境介質(zhì)、人群接觸后進(jìn)入人體，到產(chǎn)生特異性（非特異性）健康危害的整個鏈條，簡稱為環(huán)境健康傳導(dǎo)鏈，環(huán)境健康傳導(dǎo)鏈?zhǔn)秦灤┳R別區(qū)域環(huán)境健康問題所有技術(shù)環(huán)節(jié)的核心.其中，化學(xué)物種類繁多，區(qū)域環(huán)境污染情景復(fù)雜，以及人群暴露途徑多樣，造成的健康損害終點(diǎn)不同［4-6］，這些特點(diǎn)使區(qū)域環(huán)境健康調(diào)查比傳統(tǒng)的污染評價更為復(fù)雜.目前我國在識別區(qū)域環(huán)境健康問題時，對于環(huán)境健康傳導(dǎo)鏈的技術(shù)核心地位認(rèn)識不夠充分，在調(diào)查方案編制時對于如何系統(tǒng)了解環(huán)境健康傳導(dǎo)鏈的主要環(huán)節(jié)特點(diǎn)缺乏系統(tǒng)認(rèn)識.

調(diào)查區(qū)域環(huán)境健康問題時，著眼于不同的環(huán)境健康傳導(dǎo)鏈在目標(biāo)污染物、目標(biāo)區(qū)域、主要介質(zhì)、潛在暴露途徑、目標(biāo)人群、健康效應(yīng)等六大環(huán)節(jié)方面的顯著差異［7］，制定環(huán)境健康傳導(dǎo)鏈的上述六大特征的調(diào)查策略，就是編制區(qū)域環(huán)境健康問題調(diào)查方案的主要內(nèi)容.簡單來說，制定環(huán)境健康傳導(dǎo)鏈六大特征識別方法的過程就是綜合權(quán)衡科學(xué)必要性和實(shí)際可行性等多方面信息，篩選確定每個特征方面優(yōu)先關(guān)注內(nèi)容和調(diào)查目標(biāo)的過程.

環(huán)境健康傳導(dǎo)鏈的每個環(huán)節(jié)調(diào)查樣本數(shù)量需要參照有關(guān)技術(shù)規(guī)定經(jīng)綜合權(quán)衡后確定，以保證調(diào)查結(jié)果的代表性.整個調(diào)查實(shí)施需要貫徹全程質(zhì)控的理念，在參加人員、方案編制、實(shí)施過程等方面有具體的質(zhì)控措施和要求.

2 環(huán)境健康傳導(dǎo)鏈特征識別方法

2.1 目標(biāo)污染物

目標(biāo)污染物的選擇需要綜合考慮必要性和可行性.在必要性方面，候選的污染物應(yīng)該是目標(biāo)調(diào)查區(qū)域的主要高毒污染物，其在目標(biāo)區(qū)域環(huán)境中存在負(fù)荷較高、目標(biāo)區(qū)域環(huán)境中分布范圍較廣、與受關(guān)注的污染源排放關(guān)系密切（往往與人為活動有關(guān)）的化合物［8］.其次考慮對人體健康危害較大的污染物，如具有致癌、致畸、致突變等慢性毒性作用或有機(jī)磷農(nóng)藥［9-10］等具有急性毒性的物質(zhì).國際癌癥研究機(jī)構(gòu)（IARC）將化合物依據(jù)其致癌性進(jìn)行了分類，其中，1組和2A組化學(xué)物質(zhì)為需要重點(diǎn)關(guān)注的化學(xué)致癌物.在進(jìn)行目標(biāo)污染物選擇時，可首先根據(jù)這一標(biāo)準(zhǔn)對污染物進(jìn)行劃分，結(jié)合當(dāng)?shù)卣{(diào)研情況對所有候選污染物進(jìn)行篩查，最后確定目標(biāo)污染物. 因此，在區(qū)域健康風(fēng)險評價中將重點(diǎn)關(guān)注其中含量較高，或危害較大的污染物.

在可行性方面，應(yīng)考慮目標(biāo)污染物選擇上的技術(shù)可行性和經(jīng)費(fèi)支持可行性，如果某種污染物具有適宜的調(diào)查監(jiān)測技術(shù)，有適宜的成分分析技術(shù)方法和效應(yīng)監(jiān)測技術(shù)方法，同時具備充分的調(diào)查經(jīng)費(fèi)時，就可以將其考慮為本次調(diào)查的目標(biāo)污染物.否則，一般來說都不應(yīng)該將其作為調(diào)查目標(biāo)污染物［6］.但環(huán)境中的污染物種類繁多，環(huán)境污染治理或健康風(fēng)險評價中往往很難將所有污染物涵蓋，有些新型污染物檢測技術(shù)不成熟、所需成本過高等因素均會制約對其進(jìn)行調(diào)查研究.

2.2 目標(biāo)區(qū)域

確定調(diào)查的核心目標(biāo)區(qū)域是設(shè)計(jì)環(huán)境健康問題調(diào)查方案的難點(diǎn)之一.可以通過預(yù)調(diào)查或資料調(diào)研的分析，以重污染企業(yè)周邊地區(qū)、礦區(qū)、油田等污染嚴(yán)重的區(qū)域?yàn)橹饕繕?biāo)，綜合媒體及群眾重點(diǎn)關(guān)注的地區(qū)，通過實(shí)地調(diào)研并結(jié)合模型推算和經(jīng)驗(yàn)判斷確定目標(biāo)調(diào)查區(qū)域［11-12］.2006年頒布的《全國土壤污染狀況調(diào)查總體方案》中要求，把重污染企業(yè)周邊、工業(yè)遺留或遺棄場地、固體廢物集中處理處置場地、油田、采礦區(qū)、主要蔬菜基地、污灌區(qū)、大型交通干線兩側(cè)以及社會關(guān)注的環(huán)境熱點(diǎn)區(qū)域作為調(diào)查重點(diǎn)［13］.在實(shí)際調(diào)研過程中，除考慮污染現(xiàn)狀及地理因素外，區(qū)域健康風(fēng)險評估還應(yīng)結(jié)合考慮當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)布局現(xiàn)狀.同時，還應(yīng)注意選擇自然狀況、經(jīng)濟(jì)條件、人口構(gòu)成、生活習(xí)慣、膳食結(jié)構(gòu)等相似條件的區(qū)域作為對照區(qū)，將污染區(qū)和對照區(qū)進(jìn)行對比分析，對于識別環(huán)境健康傳導(dǎo)鏈也具有重要意義.

另外，區(qū)域環(huán)境調(diào)查所面臨的一大難題在于區(qū)域環(huán)境問題往往并非局限于行政區(qū)界，這也增加了環(huán)節(jié)健康問題識別的技術(shù)難度.如某地的流域水污染可能是由于其上游省份的工業(yè)排污造成的，這樣的情況下需要相鄰區(qū)域環(huán)保部門、職能部門有效的相互溝通與協(xié)調(diào)合作［16］.

2.3 主要介質(zhì)

通過區(qū)域污染情景分析，判斷污染物影響的主要介質(zhì).以廢氣作為主要排放途徑的污染物受影響的介質(zhì)主要有局部區(qū)域的空氣和土壤，以廢水作為主要排放途徑的污染物受影響的介質(zhì)主要有局部區(qū)域的下游河流湖庫地表水（地表水源）、下游河流湖庫底泥、下游河流湖庫兩側(cè)的淺層地下水.以廢渣作為主要排放來源的污染物受影響的介質(zhì)主要有局部周邊區(qū)域的土壤、地表徑流和淺層地下水和附近的空氣揚(yáng)塵等.同時存在多種污染物排放途徑時，需要進(jìn)行單獨(dú)排放途徑的污染情景分析，再確定環(huán)境健康問題調(diào)查最終需要關(guān)注的主要環(huán)境介質(zhì)［17］.

對于不同污染物而言，其影響的環(huán)境介質(zhì)并非單一的，而是可能共同存在于多個環(huán)境介質(zhì)中.重金屬在礦產(chǎn)開采和使用的整個過程會產(chǎn)生廢氣、廢渣、廢水等，影響的介質(zhì)包括空氣、土壤和水體等，并且經(jīng)食物鏈具有生物富集效應(yīng)［18-19］；多環(huán)芳烴類（PAHs）等有機(jī)物在環(huán)境介質(zhì)中分布廣泛，可直接或經(jīng)生物富集作用間接影響居民健康［20］.

此外，一些化學(xué)污染物引起關(guān)注的另一個原因是其具有持久性和生物富集作用［21］.這些物質(zhì)在進(jìn)入不同介質(zhì)中不僅可長期存在，更會積累于不同生物體內(nèi).污染物經(jīng)過生物富集作用后其含量增加，人經(jīng)飲食攝入受污染的蔬菜、魚肉類等，這些有害物質(zhì)直接進(jìn)入人體，且濃度較高，從而造成嚴(yán)重的健康損害［22］.

2.4 潛在暴露途徑

環(huán)境健康問題調(diào)查時潛在暴露途徑需要依據(jù)多因素綜合分析確定.首先是污染物的理化性質(zhì)，據(jù)此確定目標(biāo)區(qū)域的主要受影響環(huán)境介質(zhì)，還要結(jié)合考慮人群的活動方式特點(diǎn)以及居民生產(chǎn)生活飲食方式等［23］.首先，在確定目標(biāo)污染物時應(yīng)了解目標(biāo)污染物的性質(zhì)，如其本身的存在狀態(tài)（氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)）、溶解性、酸堿性以及是否具有生物蓄積性等，確定其最可能存在的介質(zhì)；其次通過現(xiàn)場采樣檢測方式了解目標(biāo)污染物在環(huán)境介質(zhì)中的分布，確定主要的受影響環(huán)境介質(zhì)；并且通過問卷調(diào)查了解當(dāng)?shù)厝巳旱纳a(chǎn)生活方式特點(diǎn)，最終結(jié)合多項(xiàng)調(diào)查結(jié)果確定污染物進(jìn)入人體的主要途徑及潛在暴露途徑.大氣污染嚴(yán)重時，經(jīng)呼吸道暴露是污染物進(jìn)入人體的重要途徑；淺層地下水受到污染，同時居民又是以淺層地下水作為飲用水源時，經(jīng)口飲水是污染物進(jìn)入人體的重要途徑；如果土壤（特別是當(dāng)?shù)刂饕魑锔厝甾r(nóng)田、旱地等）受到污染時，經(jīng)口飲食可能是污染物進(jìn)入人體的重要途徑；一般來說，經(jīng)皮膚暴露不是低劑量環(huán)境污染暴露的主要接觸途徑（特殊污染物和特殊情況除外）［24］.在具體區(qū)域污染情況下，往往同時存在多種值得關(guān)注的污染物潛在暴露途徑.最終通過選擇合適的暴露評價模型并估算實(shí)際暴露量確認(rèn)主要的暴露途徑.

在確定需要關(guān)注的暴露途徑后，另一項(xiàng)關(guān)鍵的工作是確定暴露參數(shù).特征參數(shù)包括污染物的濃度及其危害性；以及人體接觸污染物的接觸頻率和持續(xù)時間等［25］.暴露參數(shù)的獲取方法主要通過現(xiàn)場調(diào)查、科學(xué)研究和資料調(diào)研等，不同國家和地區(qū)的居民因?yàn)槿朔N以及生活方式差異，其暴露參數(shù)并不一致，我國也在加緊修訂和完善中國居民的暴露手冊［26］.此外，嬰幼兒和兒童作為特殊人群，其飲食和行為習(xí)慣于成年人有顯著差異，因此在對其進(jìn)行健康風(fēng)險評估時應(yīng)采用專門的暴露參數(shù).

2.5 目標(biāo)人群

目標(biāo)人群可分為一般人群和敏感人群.環(huán)境健康問題調(diào)查時首先需要明確目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的所有常住居民，即一般的潛在受影響人群.在潛在受影響人群中，因?yàn)槲廴疚锏男?yīng)終點(diǎn)差異，不同的污染物往往具有不同的敏感人群.在一個具體的環(huán)境污染區(qū)，對于不同的污染物來說，潛在受影響人群是相同的；但是敏感人群可以完全不同.一般來說，環(huán)境健康調(diào)查時，優(yōu)先考慮選擇敏感人群開展調(diào)查.如在一個鉛污染物區(qū)，調(diào)查范圍內(nèi)的所有人群組成了潛在受影響人群；由于鉛的健康損害主要體現(xiàn)為神經(jīng)毒性，敏感人群主要為12歲以下的兒童［27］.由于嬰幼兒和兒童代謝旺盛，呼吸率以及單位體重的進(jìn)食量、飲水量等比成年人高，環(huán)境中的化學(xué)污染物更易對其產(chǎn)生不良影響.另外，嬰幼兒和兒童在地面玩耍時間較多，接觸污染物的機(jī)會也大大增加，經(jīng)手-口途徑攝入污染物的幾率較高，是污染物造成不良健康效應(yīng)的易感人群［28-29］.此外，孕婦、老年人以及體質(zhì)虛弱者也是易感人群之一［30］.但在區(qū)域環(huán)境調(diào)查的實(shí)施階段，嬰幼兒、兒童以及孕婦的內(nèi)暴露劑量均難以獲得，這增加了區(qū)域環(huán)境健康風(fēng)險評估工作的難度.

2.6 健康效應(yīng)

環(huán)境健康問題識別需要針對目標(biāo)污染物選擇合適的健康結(jié)局［31］.環(huán)境健康問題調(diào)查時需要關(guān)注的健康效應(yīng)結(jié)局有污染物的特異性健康結(jié)局和非特異性結(jié)局［32］.對于具體污染物來說，優(yōu)先考慮采用關(guān)鍵效應(yīng)結(jié)局和關(guān)鍵指標(biāo)；沒有關(guān)鍵效應(yīng)結(jié)局時，可以考慮采用非特異性結(jié)局效應(yīng)指標(biāo)如總死亡率、總住院率、血清免疫指標(biāo)等［33］.

不同的毒性物質(zhì)可能造成不同靶器官損傷:四氯化碳會引起肝損傷并具有致癌性［34］，甲基汞具有很強(qiáng)的神經(jīng)毒性［35］，吸煙煙霧對肺部具有較強(qiáng)毒性作用并與肺癌發(fā)生有關(guān)［36］.然而，越來越多的證據(jù)表明，污染物的健康危害效應(yīng)結(jié)局呈現(xiàn)出多器官、多指標(biāo)的特點(diǎn)，只針對單一器官產(chǎn)生單一損害的污染物極少.美國國家科學(xué)研究委員會建議將風(fēng)險評估從基于健康效應(yīng)終點(diǎn)變?yōu)橐泽w外實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的在生化通路上的變化［37］，與動物實(shí)驗(yàn)耗時耗力相比體外實(shí)驗(yàn)具有很多優(yōu)勢，但其關(guān)鍵點(diǎn)與制約性在于敏感靶點(diǎn)的選擇.

就當(dāng)前研究條件來看，仍然以動物實(shí)驗(yàn)和流行病學(xué)研究所確定的健康效應(yīng)終點(diǎn)為研究靶點(diǎn)，而污染物的整體危害效應(yīng)使研究人員在選擇和選定調(diào)查效應(yīng)指標(biāo)時具有一定的難度，需要研究人員具有一定的環(huán)境健康專業(yè)知識積累［38］.

3 結(jié)語

環(huán)境健康傳導(dǎo)鏈的六大環(huán)節(jié)具體特征決定了不同區(qū)域污染情景下環(huán)境健康問題的實(shí)質(zhì)差異.能否科學(xué)識別環(huán)境健康傳導(dǎo)鏈的六大特征，決定了區(qū)域環(huán)境健康問題識別方案編制的成功與否.區(qū)域環(huán)境健康問題涉及領(lǐng)域眾多，環(huán)境健康傳導(dǎo)鏈?zhǔn)秦灤┳R別區(qū)域環(huán)境健康問題所有環(huán)節(jié)的核心.而六大特征在運(yùn)用環(huán)境健康傳導(dǎo)鏈解決區(qū)域環(huán)境問題方面發(fā)揮關(guān)鍵作用，從環(huán)境健康風(fēng)險識別和控制的角度，首先圍繞主要目標(biāo)污染物進(jìn)行篩選，在預(yù)調(diào)查和全面調(diào)查的基礎(chǔ)上，篩選確定需要關(guān)注的目標(biāo)區(qū)域及其主要環(huán)境介質(zhì)，其次分析主要目標(biāo)污染物的潛在暴露途徑，最后針對一般人群和主要敏感人群，分析最需要關(guān)注和最適宜關(guān)注的健康危害結(jié)局.科學(xué)制定識別環(huán)境健康傳導(dǎo)鏈六大特征的適宜具體方案，就是系統(tǒng)識別區(qū)域環(huán)境健康問題的技術(shù)核心.

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How to recognize the main six features of environmental health chain.

L
ü Zhan-lu1， WANG Xian-liang1*， GUO Chen1，QIAN Yan1， LIANG Bao1，2， WU Jia-bing1，2， ZHANG Jin-liang1， WAN Yue3（1.State Key Laboratory of Environmental Criteria and Risk Assessment， Chinese Research Academy of Environmental Sciences， Beijing 100012， China；2.School of Public Health， Anhui Medical University， Hefei 230032， China；3.Department of Science， Technology and Standards，Ministry of Environmental Protection， Beijing 100035， China）. China Environmental Science， 2015，35（4）：1266～1270

The characters of environmental health chain are based on the actual situation in different environmental pollution area. The main six features of environmental health chain， including prominent pollutants， target regions，contaminated media， potential exposure pathways， affected population and negative health endpoint， are different in variable contaminated situations. Recognizing the six features of environmental health chain is the key of analysis the regional environmental pollution situation and identify the characters in a specific regional environmental pollution problem， which provide the technological base for not only design an environmental health risk survey scheme but also resolve an environmental health risk issue.

environmental health chain；features identification；regional environmental pollution；environmental health effect

X503.1

A

1000-6923（2015）04-1266-05

呂占祿（1985-），男，青海格爾木人，助理研究員，碩士，主要從事環(huán)境污染物毒理研究.

2014-08-28

國家自然科學(xué)基金（20907047）；國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展（973）計(jì)劃（2012CB525005）；國家環(huán)保公益性行業(yè)科研專項(xiàng)（200909036）；中國環(huán)境科學(xué)研究院中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)專項(xiàng)基金（2008KYYW05）

* 責(zé)任作者， 副研究員， xlwang@craes.org.cn