淺析鉛酸蓄電池行業(yè)環(huán)評中的人體健康影響評價

林鋒，張瑜，張艷

(南京大學環(huán)境規(guī)劃設計研究院有限公司，南京　210093)

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淺析鉛酸蓄電池行業(yè)環(huán)評中的人體健康影響評價

林鋒，張瑜，張艷

(南京大學環(huán)境規(guī)劃設計研究院有限公司，南京210093)

摘要：鉛是鉛酸蓄電池行業(yè)主要污染物，對人體尤其是兒童健康具有重要影響。人體健康影響評價是環(huán)評的重要組成部分，但在我國尚處于起步階段。通過介紹鉛酸蓄電池行業(yè)鉛污染物的來源及危害，探討了綜合暴露吸收生物動力學模型(IEUBK模型)及其本地化應用，分析了國內(nèi)環(huán)評中人體健康影響評價的方法，為我國人體健康影響評價提供理論依據(jù)和參考。

關鍵詞：鉛酸蓄電池；人體健康評價；環(huán)評；鉛；IEUBK模型

人體健康影響評價是在建設項目環(huán)評、區(qū)域評價和規(guī)劃環(huán)評中用來鑒定、預測和評估擬建項目對于項目影響范圍內(nèi)特定人群的健康影響的一系列評估方法的組合。人體健康影響評價是我國環(huán)評體系的重要組成部分，但目前我國對人體健康影響的評價尚處在研究與初步實踐中[1]。

隨著近幾年一系列血鉛超標事件的不斷曝光，重金屬鉛的人體健康風險評價逐漸受到社會各界的廣泛關注。鉛酸蓄電池行業(yè)目前正處于蓬勃發(fā)展期，在部分地區(qū)已設立專業(yè)園區(qū)，成為當?shù)氐闹еa(chǎn)業(yè)[2]。鉛酸蓄電池行業(yè)主要污染物為鉛，鉛污染具有危害性大、污染持續(xù)時間長等特點，對人體健康具有不可忽視的影響。重金屬鉛的人體健康影響評價在國外已有較成熟的評價體系，但在我國尚處于起步階段，現(xiàn)階段在無正式的健康影響評價技術導則的前提下，如何開展鉛酸蓄電池建設項目的人體健康影響評價，給整個行業(yè)帶來了挑戰(zhàn)。

1鉛酸蓄電池行業(yè)鉛污染來源及危害

1.1　鉛污染來源

鉛酸蓄電池生產(chǎn)工藝主要分為極板生產(chǎn)、裝配、化成和后處理4個部分。具體包括鑄板柵、制鉛粉、和膏、涂板、固化干燥、分板刷耳、包板配組、鑄焊、入槽、焊跨橋/穿壁焊、膠封/密封、灌酸、化成、檢測、包裝等過程。鉛酸蓄電池在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的鉛煙、鉛塵、含鉛廢水及含鉛固體廢物，其中鉛煙和鉛塵對人體健康造成的危害最大。在鉛酸蓄電池生產(chǎn)過程中，鉛煙和鉛塵的產(chǎn)生工序及危害如下：

(1)鉛煙

產(chǎn)生鉛煙的工序主要有熔鉛、鑄板柵、鉛零件制造、極群焊接、焊端子等[3]，在鉛酸蓄電池制造過程中，各工序產(chǎn)生的鉛煙在車間留存時間較長，而且鑄板、焊接等工序產(chǎn)生的鉛煙濃度高，并處于操作者的前下方，極容易被操作者直接通過呼吸道吸入，對人體的危害較大。

(2)鉛塵

產(chǎn)生鉛塵的工序主要有制鉛粉、和膏、涂板、分板刷耳、包板配組等[3]，逸散到空氣中的鉛塵或地面、設備表面的鉛塵形成的二次揚塵可通過呼吸道被人體吸入，進而對操作者的健康造成危害。

1.2　鉛對人體的危害

鉛是一種廣泛存在、難以降解的重金屬污染物，可通過空氣、食物鏈、水和土壤等被人體吸收。鉛及其化合物主要通過呼吸道和消化道侵入人體，呼吸道是鉛吸收的主要途徑，但無論是吸入還是攝入，鉛都會對人體造成危害。鉛及其化合物對人體的毒性主要表現(xiàn)在損壞骨髓造血系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)，引起貧血、血管痙攣、腹絞痛、神經(jīng)麻痹和鉛中毒性腦病等[4]。因兒童對鉛毒害的抵抗能力比成人差，是鉛污染的易感人群，鉛對兒童的神經(jīng)系統(tǒng)、智力發(fā)育、血液、消化、免疫及心血管都具有危害性，因此鉛對兒童的健康危害更大。另外，鉛還可以透過母體侵入胎兒體內(nèi)，對胎兒造成危害[5]。

2人體健康評價IEUBK模型研究及應用

針對鉛的人體健康影響評價模型及評價方法，國外較為成熟的主要有流行病學方法和動物試驗資料評價法兩類?；谌巳毫餍胁W資料建立的健康風險評價模型，應用較多的主要為兒童血鉛預測模型——綜合暴露吸收生物動力學模型(Integrated Exposure Uptake Biokinetic Model，IEUBK)[6]。IEUBK模型是由美國國家環(huán)境保護局(USEPA)為評估污染現(xiàn)場鉛暴露水平而開發(fā)的，已經(jīng)先后被USEPA多個項目采用[7]。

2.1　IEUBK模型介紹

(1)IEUBK模型結構

IEUBK的核心是將兒童的環(huán)境鉛暴露與鉛體內(nèi)轉移、分布、排泄機制相結合，預測其血鉛水平。IEUBK模型包括4個模塊：暴露模塊、吸收模塊、轉運模塊和概率分布模塊。IEUBK模型將環(huán)境鉛暴露分為空氣、灰塵、土壤、水、食物等來源，并分別計算暴露量，最后相加。這5種來源的鉛經(jīng)過肺、消化道進入兒童身體，然后通過血漿和細胞外液組成的1個中央室，骨皮質、骨小梁、紅細胞、肝、腎、軟組織組成的6個周邊室，尿、糞和軟組織的皮膚、指甲、頭發(fā)組成的3個排鉛室進行轉移。

(2)IEUBK模型計算

通過4個模塊進行逐步計算，計算方式如下：

（1）手術情況：手術時間、出血量和腸功能恢復時間；（2）術后并發(fā)癥情況：肺部感染、切口感染、吻合口瘺、泌尿系統(tǒng)感染、腸梗阻等；（3）對比分析兩組患者的遠期療效 （隨訪時間為2016年11月—2018年11月）。

①暴露模塊

INmedia=INair+INdust+INdiet+INsoil+INwater

式中，INmedia為環(huán)境介質鉛暴露量，g/d；INair為空氣鉛暴露；INdust為灰塵鉛暴露；INdiet為食物鉛暴露；INsoil為土壤鉛暴露；INother為水鉛暴露。

每種介質的暴露量由鉛所在介質中的濃度與介質攝入量決定，以水為例：

INwater=Cwater+IRwater

式中，Cwater為飲水中鉛濃度，g/L；IRwater為日飲水量，L/d。

②吸收模塊

UPpotent=ABSair×INair+ABSdust×INdust+ABSdiet×

INdiet+ABSoil×INsoil

式中，ABSair、ABSdust、ABSdiet、ABSoil分別為空氣、灰塵、食物、土壤的鉛吸收因子；UPpotent為INmedia中可能被兒童身體吸收的鉛總量。

③生物動力學模塊

中央室與除紅細胞之外的周邊室相互之間的鉛轉移符合動力學一級模式。

式中，M1為骨皮質、骨小梁、肝、腎、軟組織鉛含量，μg；M2為血漿胞外液鉛含量，μg；T1為骨皮質、骨小梁、肝、腎、軟組織鉛向血漿胞外液轉移時間，d；T2為血漿胞外液鉛向骨皮質、骨小梁、肝、腎、軟組織轉移時間，d；T3為通過排鉛室轉移的時間，其中腎臟、骨小梁、骨皮質沒有通過排鉛室進行鉛轉移，d。

④概率分布模塊

最后模型依據(jù)血鉛在兒童中呈對數(shù)正態(tài)分布規(guī)律，根據(jù)收集到的兒童環(huán)境鉛暴露信息預測兒童個體或群體的血鉛水平，估算血鉛水平超過某一臨界濃度的概率。

IEUBK模型可用于預測兒童(7歲以下)暴露于含鉛的土壤、灰塵、空氣、食物、飲用水和其他污染源時的血鉛濃度；預測兒童暴露在含一定量鉛的環(huán)境中“鉛中毒”的可能性；預測土壤、空氣和水中鉛的去除水平，以使兒童安全生活。這些風險評估在進行鉛暴露評估方案，以及制定干預、防治或采取其他補救措施中具有較大價值。GriffinS等[8]依據(jù)USEPA推薦手冊收集了某金屬冶煉廠周邊8個地區(qū)土壤、飲用水和大氣等，使用IEUBK模型預測出8個區(qū)域中5個區(qū)域存在鉛暴露風險。IanvonLindern等[9]基于IEUBK模型計算當?shù)赝寥狼宄?，?jīng)過對庭院中土壤修復，預測出1998年兒童家庭庭院中土壤鉛含量為1988年的1/12。

2.2　IEUBK模型的本地化研究

人體健康影響評價模型在應用中需要大量基礎資料，美國、日本、韓國等均發(fā)布了暴露參數(shù)手冊，我國尚未發(fā)布相關數(shù)據(jù)。IEUBK模型的本地化是將其應用到我國的基礎，已有學者對IEUBK模型在我國本地化應用進行了研究。王波等[10]利用2005—2007年的出生隊列資料、出生前鉛暴露數(shù)據(jù)和嬰兒6月齡時血鉛濃度值，以及嬰兒居住環(huán)境土壤、大氣和飲用水等介質中的鉛檢測數(shù)據(jù)，基于IEUBK模型計算出環(huán)境鉛引起的嬰兒血鉛增高水平。蔣寶等[11]以我國西南地區(qū)為試點，采用問卷調(diào)查和環(huán)境介質分析等方法，對IEUBK模型中的兒童行為模式參數(shù)、環(huán)境介質鉛濃度參數(shù)、土壤和灰塵攝入量參數(shù)進行了本地化，并對比本地化前后的模型模擬結果，發(fā)現(xiàn)美國的模型參數(shù)并不適用于我國的實際情況，其模擬值比我國本地化后的模擬值偏低。潘文等[12]利用IEUBK模型計算湖南某縣兒童由鉛引起輕度精神發(fā)育遲滯的發(fā)病率，IEUBK模型輸入的參數(shù)包括大氣、食品、水、土壤以及灰塵中的鉛含量，結合當?shù)厍闆r對參數(shù)進行了本地化調(diào)整，估算出兒童群體血鉛水平超過某一臨界濃度的概率。楊彥等[13]通過采集浙江臺州某電子廢棄物拆解區(qū)大氣、飲水、土壤、灰塵、谷類、蔬菜、水果、肉類、魚類樣品測定鉛暴露量，并對當?shù)?—6歲兒童飲水飲食、呼吸暴露、土壤攝入3種攝入方式進行相關暴露參數(shù)調(diào)查，利用IEUBK模型對血鉛水平進行預測。預測出3歲、4歲、5—6歲兒童血鉛值分別為88μg/L、104μg/L、101μg/L，環(huán)境介質中存在較高水平的鉛暴露。

2.3　IEUBK模型存在的問題

IEUBK模型在人體健康影響評價的應用中，需要大量的基礎數(shù)據(jù)支撐，目前在我國尚缺少這部分的數(shù)據(jù)支撐。基于我國國情，采用該方法存在以下問題：

(1)IEUBK模型包括暴露模塊、吸收模塊、生物動力學模塊，這些模塊所使用的參數(shù)均基于國外流行病學調(diào)查所得，但我國的經(jīng)濟社會結構、飲食習慣等多個方面與國外有較大差異，因此其參數(shù)值不一定適合我國國情。

(2)經(jīng)暴露評估，人群對鉛的吸收主要通過飲水飲食攝入、呼吸攝入、皮膚攝入、土壤與塵攝入等，呼吸攝入的暴露劑量可以根據(jù)大氣影響預測的結果來定，其余途徑暴露劑量的獲取存在困難。目前文獻報道的健康風險評價實例多以飲用水質量標準、食品安全質量標準中的數(shù)據(jù)來計算暴露劑量，但農(nóng)村地區(qū)多食用自種或者當?shù)厥澄?，很難保證食物中鉛的含量能滿足食品安全標準規(guī)定，因此采用食品安全標準作為飲食途徑的暴露劑量會導致計算結果偏小。

3我國環(huán)評中人體健康影響評價概況

我國在人體健康影響評價方面的研究主要停留在介紹和應用國外的研究成果上，尚未建立適合我國國情的評價體系。目前人體健康影響評價尚未作為不可或缺的部分納入我國環(huán)評中，缺乏規(guī)范的技術導則是一個重要原因。2008年發(fā)布的《環(huán)境影響評價技術導則 人體健康》(征求意見稿)(以下簡稱《導則》)規(guī)定了建設項目環(huán)境影響人體健康評價的一般性原則、方法、內(nèi)容及要求。其定量評價方法為健康危險度評價，采用基于動物毒理學方法與成果的健康風險評價模式。

《導則》中評價的化學物質主要被分為有閾化學物質和無閾化學物質兩大類。有閾化學物質是指非致癌物與非遺傳毒性的致癌物，即已知或假設在一定暴露條件下，對動物或人不發(fā)生有害作用的化合物；無閾化學物質通常指致癌化合物，是已知或假設其作用是無閾的，即大于零的所有劑量都可以誘導出致癌反應的化合物。

3.1　健康危險度評價方法

健康危險度評價包括危害鑒定、暴露評價、劑量—反應關系評價和危險度特征分析4個部分?！秾t》對有閾化學物質和無閾化學物質均采用人群終身危險度(R)指標進行評價。

(1)有閾化學物質危險度估算方法

式中，D為個體終身日平均暴露劑量，mg/(kg·d)；RfD為待評物質的參考劑量，mg/(kg·d)；10-6為與RfD相對應的可接受危險度；A為對10-6的修正因子。

(2)無閾化學物質危險度估算方法(人群終身超額危險度)

R(D)=q1(人)·D或R(D)=Q·D

式中，q1(人)為根據(jù)動物資料求得的人的致癌強度系數(shù)，[mg/(kg·d)]-1；Q為根據(jù)流行病學資料求得的人的致癌強度系數(shù)，[mg/(kg·d)]-1；D為現(xiàn)場或預期人群的終身日均暴露劑量率，mg/(kg·d)。

我國人體健康影響評價針對建設項目排放的污染物進行健康風險評價，論證項目可行性，以危險度(R)值判斷風險可接受程度，即R<10-6表示危險度不明顯；R=10-6～10-4表示存在危險；R>10-4表示有顯著危險度。

3.2　健康危險度評價方法存在的問題

鉛及其化合物位于人類致癌物B組清單內(nèi)，即屬于可能的人類致癌物，為無閾化學物質。對照《導則》，可通過查找鉛的致癌強度系數(shù)，根據(jù)現(xiàn)場或預期人群的終身日暴露劑量率求得健康危險度。采用該方法存在的主要問題主要有兩個方面：(1)鉛的致癌強度系數(shù)目前缺乏比較統(tǒng)一的數(shù)據(jù)，各參考文獻里采用的數(shù)據(jù)相差較大，影響評價結果的準確性；(2)暴露劑量的獲取存在困難。建設項目人體健康影響評價需要大量關于不同性別、年齡、地區(qū)人群的暴露參數(shù)。《導則》缺少實用性的基礎數(shù)據(jù)及相關的技術資源，使得人體健康影響評價的開展缺乏支撐。

4結語

鉛酸蓄電池行業(yè)主要污染物為鉛，我國目前人體健康影響評價尚處于研究與初步實踐期，與世界先進水平在法規(guī)、政策、技術方法等方面尚存在差距。IEUBK模型已在國外多個國家開始了實際應用，預測準確度高，但在我國涉鉛建設項目環(huán)境影響評價中較少應用。未來我國涉鉛建設項目的人體健康影響評價中，可以借鑒國外的成熟經(jīng)驗。但是使用國外暴露參數(shù)對健康影響評價帶來較大誤差，我國亟須建立自己的暴露參數(shù)手冊，制定適應我國國情的健康影響評價指標、參數(shù)和基礎數(shù)據(jù)。

現(xiàn)階段我國鉛酸蓄電池項目環(huán)評健康風險評價的內(nèi)容多以定性描述為主，即便有部分案例進行了定量計算，其結果的準確性也有待進一步論證。下階段在應用健康危險度評價模式進行鉛酸蓄電池項目健康風險評價中需對暴露劑量確定的合理性、模型計算參數(shù)的本土化作進一步的研究和探討，建議對我國全國范圍內(nèi)的暴露參數(shù)進行大規(guī)模調(diào)查和研究，逐步建立基于我國國情的暴露參數(shù)數(shù)據(jù)庫，為我國人體健康影響評價提供參考和借鑒。同時，應盡快發(fā)布正式的人體健康影響評價相關導則，為建設項目環(huán)評中的人

體健康影響評價提供依據(jù)。

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Analysis on Human Health Impact Assessment in Environmental Impact

Assessment of Lead-acid Battery Industry

LIN Feng, ZHANG Yu, ZHANG Yan

(Academy of Environmental Planning & Design Co., Ltd., Nanjing University, Nanjing 210093, China)

Abstract:Lead is the main pollutant in lead-acid battery industry, and lead has an important influence on the health of human body, especially for children. Human health impact assessment is a major part of environmental impact assessment. However, the research of human health impact assessment is still in an early stage in China. This paper introduces the sources and poisonousness of lead pollutant in lead-acid battery industry, evaluates the Integrated Exposure Uptake Biokinetic model (IEUBK model) and its local application, analyzes the human health impact assessment methods in china, and provides theoretical basis and reference for the human health impact assessment in China.

Key words:lead-acid battery; human health impact assessment; environmental impact assessment; lead; IEUBK model

中圖分類號：X820.3

文獻標識碼：A

文章編號：2095-6444(2016)01-0059-04

DOI:10.14068/j.ceia.2016.01.016