轎車內(nèi)有害揮發(fā)物來(lái)源及其健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

謝　毅

(廣州纖維產(chǎn)品檢測(cè)研究院，廣東 廣州 511440)

轎車內(nèi)有害揮發(fā)物來(lái)源及其健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

謝毅

(廣州纖維產(chǎn)品檢測(cè)研究院，廣東 廣州 511440)

摘要：分析了轎車內(nèi)有害揮發(fā)物來(lái)源，通過(guò)對(duì)轎車內(nèi)飾用品實(shí)施樣品監(jiān)測(cè)，提出了主要有害揮發(fā)物種類；基于美國(guó)EPA健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，以及國(guó)內(nèi)相關(guān)空氣標(biāo)準(zhǔn)中有害揮發(fā)物限量要求，對(duì)9種有害揮發(fā)物的致癌風(fēng)險(xiǎn)值和非致癌危害指數(shù)進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：轎車內(nèi)空氣中苯和甲醛對(duì)人致癌風(fēng)險(xiǎn)為低風(fēng)險(xiǎn)，二甲苯、丙烯醛對(duì)人存在非致癌危害。建議國(guó)內(nèi)車內(nèi)空氣標(biāo)準(zhǔn)中考慮有害揮發(fā)物總量水平。

關(guān)鍵詞：轎車；有害揮發(fā)物；致癌風(fēng)險(xiǎn)；非致癌風(fēng)險(xiǎn)；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

近年來(lái)，車內(nèi)空氣污染問(wèn)題被認(rèn)為是轎車業(yè)所面臨的一大健康挑戰(zhàn)，很多新車車內(nèi)有毒有害揮發(fā)物嚴(yán)重超標(biāo)已是不爭(zhēng)的事實(shí)。據(jù)媒體報(bào)道，中國(guó)室內(nèi)裝飾協(xié)會(huì)空氣監(jiān)測(cè)中心曾對(duì)200輛車進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)如果參照室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，近90%的轎車都存在車內(nèi)空氣甲醛或苯含量超標(biāo)問(wèn)題，而且大部分車輛甲醛超標(biāo)都在5倍以上。其中，新車車內(nèi)的空氣質(zhì)量最差，有明顯的刺鼻氣味，甚至?xí)?yán)重刺激司乘人員眼睛。車內(nèi)有害揮發(fā)物對(duì)人體健康的威脅不容小覷，長(zhǎng)期處于有害揮發(fā)物超標(biāo)的環(huán)境會(huì)對(duì)人體肝、腎、呼吸系統(tǒng)、造血器官、免疫功能等造成嚴(yán)重危害。目前，國(guó)內(nèi)研究主要針對(duì)車內(nèi)空氣樣品特性，而圍繞其污染來(lái)源的內(nèi)飾材料監(jiān)測(cè)研究較少報(bào)道。本文擬通過(guò)車內(nèi)主要內(nèi)飾材料中有害揮發(fā)物監(jiān)測(cè)，探討有害揮發(fā)物對(duì)人體健康的風(fēng)險(xiǎn)。

1車內(nèi)有害揮發(fā)物來(lái)源

除車外污染物和轎車自身排放污染物進(jìn)入車內(nèi)外，轎車內(nèi)飾件被公認(rèn)是車內(nèi)有害揮發(fā)物最主要的來(lái)源，包括座椅、地毯、頂棚、門內(nèi)飾、儀表臺(tái)等原內(nèi)飾件以及消費(fèi)者后期添置的腳墊、靠墊、其它裝飾物等內(nèi)飾件。

(1)座椅。一般由金屬骨架、緩沖墊(海綿)和表層面料構(gòu)成，表層材料可采用紡織面料、人造革或者真皮，滿足不同汽車配置及消費(fèi)者的需求。

(2)地毯。地毯在轎車中主要應(yīng)用于乘客艙和后備行李艙，一般采用聚丙烯、聚對(duì)苯二甲酸類塑料或聚酰胺纖維作為表層材料，通過(guò)單層的無(wú)紡纖維模壓而成，或覆合再生無(wú)紡氈或發(fā)泡聚氨酯制成。

(3)頂棚。轎車為了滿足頂棚隔熱、隔音、吸音、安全的需要，頂棚一般采用發(fā)泡塑料或者紡織毛氈，用粘接或鑲嵌的方法安裝。其中，表面材料主要采用織物、聚氯乙烯膜；泡沫層多用硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料板；基底多采用聚氨酯發(fā)泡片材、聚丙烯發(fā)泡片材、瓦楞紙、浸漬樹(shù)脂的再生棉或玻璃纖維。

(4)門/柱。一般以硬質(zhì)纖維板或聚丙烯木粉塑料板為基礎(chǔ)材料，再層壓或復(fù)合上聚氨酯內(nèi)襯和聚氯乙烯薄膜或無(wú)紡布，骨架采用聚丙烯腈或柔性材料增強(qiáng)的聚丙烯，表面覆合面料或皮革，中間覆合聚氨酯發(fā)泡層。

(5)儀表臺(tái)。由骨架材料、中間緩沖材料及表皮材料組成，骨架材料可采用紙漿板、改性聚苯醚或聚碳酸酯/聚丙烯腈共聚物，表皮采用聚氯乙烯/聚丙烯腈共聚物，中間層為半硬質(zhì)聚氨酯泡沫填充層。

車內(nèi)飾部件材料中含有的有機(jī)溶劑、助劑、添加劑等揮發(fā)性成分釋放到車內(nèi)環(huán)境，造成車內(nèi)空氣污染。比如：塑料制品中殘留的有毒單體、裂解物、老化產(chǎn)生的有毒物質(zhì)，以及制作過(guò)程中添加的穩(wěn)定劑、增塑劑、發(fā)泡劑、著色劑、阻燃劑等添加劑帶來(lái)的毒性。此外，皮革或纖維織物加工過(guò)程使用的膠粘劑、密封膠一般為多組分物質(zhì)，基料中游離成分都有較高的毒性，是釋放苯系物的重要來(lái)源，對(duì)人體損傷極其嚴(yán)重。

2車內(nèi)主要有害揮發(fā)物種類

車內(nèi)有害揮發(fā)物種類繁多。在對(duì)轎車車內(nèi)空氣質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，目前國(guó)內(nèi)外普遍關(guān)注的乘用車內(nèi)污染物有甲醛、揮發(fā)性有機(jī)物(TVOC)、苯及苯系物、多環(huán)芳烴、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氨等。本文把內(nèi)飾件材料作為有害揮發(fā)物的主要污染源(排除車外污染物和轎車自身排放污染物)進(jìn)行分析，從汽車用品市場(chǎng)采集汽車座椅套、腳墊、靠背等，包括紡織品、皮革、人造革、塑料配件等不同材質(zhì)用品共80批次，采用袋子法監(jiān)測(cè)得到對(duì)人體健康危害大、相對(duì)穩(wěn)定、易檢測(cè)到的、有代表性的車內(nèi)有害揮發(fā)物種類，其危害特征參考國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)對(duì)相關(guān)揮發(fā)物致癌效應(yīng)研究結(jié)果，詳見(jiàn)表1。

表1　轎車內(nèi)主要有害揮發(fā)物種類及其危害特征

3有害揮發(fā)物健康風(fēng)險(xiǎn)分析

國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)和世界衛(wèi)生組織(WHO)將有害化學(xué)物質(zhì)分為有劑量閾值化學(xué)物質(zhì)和無(wú)劑量閾值化學(xué)物質(zhì)。閾限值理論認(rèn)為，任何化學(xué)物質(zhì)在低于某一劑量時(shí)，不會(huì)對(duì)機(jī)體產(chǎn)生危害；非閾限值理論則認(rèn)為，任何化學(xué)物質(zhì)即使在濃度很低的情況下，也會(huì)引起機(jī)體不可逆的傷害。對(duì)于致癌物質(zhì)，一般認(rèn)為無(wú)劑量閾值，只要微量存在即會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生不利影響。對(duì)于非致癌物，認(rèn)為有劑量閾值，低于閾值則認(rèn)為不會(huì)產(chǎn)生不利健康的影響。美國(guó)環(huán)保署(EPA)已建立一系列風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指南，包括致癌物、致突變作用、重金屬和人體健康等風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指南，其中人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估手冊(cè)(2009版)[1]的吸入風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指南提供了吸入化學(xué)污染物的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，包括致癌物質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型和非致癌物質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型。

3.1致癌物質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型

針對(duì)致癌物質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，通過(guò)推導(dǎo)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物或人終身暴露于一個(gè)單位濃度(每1kg體重1mg暴露量)時(shí)超額致癌的概率，即致癌斜率因子；再根據(jù)平均日暴露量估算，最后得到致癌風(fēng)險(xiǎn)值。美國(guó)EPA對(duì)致癌物質(zhì)提出了如下健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估評(píng)價(jià)模型：

CancerRisk=LADD×PF

(1)

式(1)中：CancerRisk—致癌風(fēng)險(xiǎn)值；PF—致癌斜率因子(kg·d / mg)；LADD—平均日暴露劑量(mg/kg·d)。

平均日暴露劑量計(jì)算公式為：

(2)

式(2)中：CA—車內(nèi)空氣中有害揮發(fā)物實(shí)測(cè)濃度(mg/m3)；IR—人呼吸速率(m3/h)；ET—人每天暴露在車內(nèi)污染空氣中時(shí)數(shù)(h/d)；EF—人每年暴露在車內(nèi)污染空氣中天數(shù)(d/a)；ED—人終生暴露在車內(nèi)污染空氣中年限(a)；BW—人體體重(kg)；LT—人平均壽命相對(duì)應(yīng)的天數(shù)(d)。

美國(guó)EPA對(duì)致癌物質(zhì)健康風(fēng)險(xiǎn)接受水平評(píng)價(jià)遵循ALARP原則，即致癌風(fēng)險(xiǎn)值(Cancer Risk)分級(jí)判定符合最低合理可行原則：當(dāng)致癌風(fēng)險(xiǎn)值低于10-6時(shí)，屬于廣泛可接受的風(fēng)險(xiǎn)(可容許風(fēng)險(xiǎn))，當(dāng)致癌風(fēng)險(xiǎn)值高于10-4時(shí)，屬于除非在特殊環(huán)境下，風(fēng)險(xiǎn)無(wú)法接受；當(dāng)致癌風(fēng)險(xiǎn)值介于10-4和10-6之間時(shí)，進(jìn)一步風(fēng)險(xiǎn)降低已經(jīng)不切實(shí)際或風(fēng)險(xiǎn)減少的花費(fèi)超過(guò)獲得的收益，屬于低風(fēng)險(xiǎn)，可以容忍。

3.2非致癌物質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型

針對(duì)非致癌物質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，是對(duì)有害化學(xué)物質(zhì)的人體暴露劑量進(jìn)行準(zhǔn)確定量后，再與有害化學(xué)物質(zhì)的參考劑量(或參考濃度)進(jìn)行比較的過(guò)程，通常采用危害指數(shù)法(HQ)定量評(píng)價(jià)模型：

(3)

式(3)中：RfC—有害化學(xué)物質(zhì)(揮發(fā)物)的參考濃度(mg/m3)；EC—平均日暴露濃度(mg/m3)，如果暴露特征類似于急性暴露(<24h)，則平均日暴露濃度等于車內(nèi)空氣中有害揮發(fā)物的實(shí)測(cè)濃度，如果暴露特征類似于亞慢性暴露(30d至人平均壽命10%)或慢性暴露(人平均壽命10%以上)，則平均日暴露濃度計(jì)算公式為：

(4)

式(4)中：CA、ET、EF、ED與式(2)中相同，AT—人終生暴露在車內(nèi)污染空氣中年限相對(duì)應(yīng)的小時(shí)數(shù)(h)，即AT=ED×365d/a×24h/d。

美國(guó)EPA提出的有害化學(xué)物質(zhì)參考濃度(RfC)指的是有害揮發(fā)物在呼吸吸入暴露途徑下，當(dāng)人群健康風(fēng)險(xiǎn)值為10-6時(shí)(可接受風(fēng)險(xiǎn)臨界值)的參考劑量。因此根據(jù)危害指數(shù)法定量評(píng)價(jià)模型，EPA將非致癌危害指數(shù)HQ<1的風(fēng)險(xiǎn)定義為不存在非致癌風(fēng)險(xiǎn)。

3.3車內(nèi)空氣污染環(huán)境暴露參數(shù)

評(píng)價(jià)有害揮發(fā)物進(jìn)入人體的途徑、方式和劑量是暴露評(píng)價(jià)，而暴露參數(shù)是暴露評(píng)價(jià)的依據(jù)。目前我國(guó)人群工作、生活、休閑等暴露參數(shù)數(shù)據(jù)還不夠完善；近年來(lái)，國(guó)內(nèi)學(xué)者陳小開(kāi)[2]、張廣山[3]等對(duì)我國(guó)部分地區(qū)人群在車內(nèi)空氣污染環(huán)境中暴露參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行了一些調(diào)查；王宗爽[4]等對(duì)我國(guó)居民環(huán)境暴露參數(shù)進(jìn)行了探討。本文參考國(guó)內(nèi)學(xué)者研究數(shù)據(jù)以及統(tǒng)計(jì)部門數(shù)據(jù)，選擇車內(nèi)空氣污染環(huán)境暴露參數(shù)數(shù)據(jù)如表2所示。

表2　車內(nèi)空氣污染環(huán)境暴露參數(shù)數(shù)據(jù)

3.4車內(nèi)主要有害揮發(fā)物風(fēng)險(xiǎn)分析參考數(shù)據(jù)

本文結(jié)合對(duì)汽車內(nèi)飾用品材料實(shí)際采樣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，主要對(duì)苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛、氨等9種車內(nèi)有害揮發(fā)物進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析。通過(guò)查詢美國(guó)EPA有害化學(xué)物質(zhì)數(shù)據(jù)[5]及我國(guó)《GB/T 27630-2011乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指南》和《GB/T 18883-2002室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中有害揮發(fā)物限量數(shù)據(jù)，得到以上9種車內(nèi)主要揮發(fā)物風(fēng)險(xiǎn)分析參考數(shù)據(jù)如表3所示。

表3　車內(nèi)主要有害揮發(fā)物風(fēng)險(xiǎn)分析參考數(shù)據(jù)

3.5車內(nèi)主要有害揮發(fā)物風(fēng)險(xiǎn)分析

根據(jù)國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)研究結(jié)果，本文監(jiān)測(cè)到的9種車內(nèi)有害揮發(fā)物中苯和甲醛被確定為人類致癌物，甲苯等7種有害揮發(fā)物為非致癌物質(zhì)或仍不確定為人類致癌物質(zhì)。因此，本文僅對(duì)苯和甲醛采用致癌物質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型，對(duì)其它7種有害揮發(fā)物采用非致癌物質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型。結(jié)合表2、表3提出的暴露參數(shù)和風(fēng)險(xiǎn)分析參考數(shù)據(jù)，假設(shè)以國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的限量值作為實(shí)測(cè)值,通過(guò)式(1)～(4)計(jì)算9種有害揮發(fā)物對(duì)人體健康風(fēng)險(xiǎn)情況。計(jì)算結(jié)果為：苯致癌風(fēng)險(xiǎn)值≤4.11×10-5，甲醛致癌風(fēng)險(xiǎn)值≤5.9×10-5；甲苯非致癌危害指數(shù)≤0.016，乙苯非致癌危害指數(shù)≤0.12，二甲苯非致癌危害指數(shù)≤1.07，苯乙烯非致癌危害指數(shù)≤0.02，乙醛非致癌危害指數(shù)≤0.40，丙烯醛非致癌危害指數(shù)≤178.37，氨非致癌危害指數(shù)≤0.14。

4結(jié)果與討論

從對(duì)9種有害揮發(fā)物健康風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果可以看出，依據(jù)美國(guó)EPA對(duì)致癌物質(zhì)健康風(fēng)險(xiǎn)接受水平原則，在車內(nèi)空氣質(zhì)量滿足我國(guó)當(dāng)前相關(guān)空氣標(biāo)準(zhǔn)限量要求的前提下，長(zhǎng)期暴露在車內(nèi)污染空氣中，苯和甲醛揮發(fā)對(duì)人致癌風(fēng)險(xiǎn)仍存在低風(fēng)險(xiǎn)，二甲苯、丙烯醛對(duì)人存在非致癌危害；尤其是丙烯醛，考慮到美國(guó)環(huán)保署提出的參考濃度，丙烯醛應(yīng)禁止檢出。同時(shí)，根據(jù)多種有閾污染物經(jīng)同一暴露途徑的綜合健康風(fēng)險(xiǎn)理論，當(dāng)存在多種有害揮發(fā)物時(shí)，其風(fēng)險(xiǎn)危害指數(shù)會(huì)疊加，而我國(guó)車內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中僅單獨(dú)提出各種物質(zhì)的限量要求，還應(yīng)考慮有害揮發(fā)物總量水平。

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[5]US EPA. Integrated risk information system of United States Environmental Protection Agency[EB/OL].Washington DC: Environmental Protection Agency,2015 [2015-09-20]. http://www.epa.gov/iris.

The Sources and Health Risk Assessment of Harmful Volatile Substances inside of Car

XIE Yi

(Guangzhou Fibre Product Testing and Research Institute，Guangzhou Guangdong 511440,China)

Abstract：The sources of harmful volatile substances were discussed.The main harmful volatile substances of automotive interior accessories were monitored. The carcinogenic risks and non-carcinogenic risks of nine harmful volatile substances were studied base on the health risk assessment models from US-EPA on the basis of the domestic air standards. The results showed that the carcinogenic risk of benzene and formaldehyde inside of car was low. The xylenes and acrolein have no-carcinogenic harm to people. Finally,the harmful volatiles volume should be considered in car air standard in China.

Key words：car; harmful volatile substance; carcinogenic risk; non- carcinogenic risk; risk assessment

收稿日期：2015-12-04

作者簡(jiǎn)介：謝毅(1982-)，男，漢族，江西省高安市人，碩士研究生，廣州纖維產(chǎn)品檢測(cè)研究院，標(biāo)準(zhǔn)化工程師，研究方向：產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與標(biāo)準(zhǔn)化。

中圖分類號(hào)：X82

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1673-9655(2016)04-0082-04