多环芳烃毒理学及累积暴露风险评估方法研究

多环芳烃毒理学及累积暴露风险评估方法研究

周燕1,2,3,4，杨颖欢1,2,3,4

（1.陕西省土地工程建设集团有限责任公司 陕西 西安 710075；2.陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司陕西 西安 710075；3.自然资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室陕西 西安 710075；4.陕西地建土地工程质量检测有限责任公司陕西 西安 710075）

摘要：多环芳烃常以混合物的形式存在于大气、土壤以及食品中，经吞食、呼吸、皮肤等途径进入人体，具有致畸、致癌、致突变等多种毒性效应。探讨研究PAHs的累积健康风险评估可指导人们避免过多暴露于PAHs环境下，为解决多种PAHs累积毒性效应问题提供思路。本文阐述了环境中多环芳烃的毒性，评述了多环芳烃的累积暴露风险评估方法，期望为后续开展风险评估研究提供参考。

关键词：多环芳烃；毒理学；累积暴露；风险评估

多环芳烃（PAHs）是指由两个或两个以上苯环以线状、角状或簇状排列的中性或非极性碳氢化合物，可分为芳香稠环型及芳香非稠环型[1]。多环芳烃化合物被证实具有致癌、致畸、致突变的作用，而且由于其物理化学性质稳定，在自然环境中难于降解，是自然环境中持久性有机污染物的主要代表。多环芳烃大都是无色或淡黄色的结晶，个别颜色较深，具有蒸汽压低、疏水性强、易溶于苯类芳香性溶剂中等特点。例如，Bap是多环芳烃中的一种典型化合物，其挥发性小，附着性强，在大气中主要吸附在颗粒物上。多环芳烃的化学性质与其结构密切相关，它们大多具有大的共轭体系，因此其溶液具有一定的荧光性，而且它们是一类惰性很强的碳氢化合物，不易降解，能稳定地存在于环境中。

1 多环芳烃的毒性

1.1 致癌性

多环芳烃暴露在人群中，会增加患肺、胃、喉、肾、前列腺、乳腺和结肠癌的风险。皮肤暴露，可诱发不同品系小鼠的良性和恶性皮肤肿瘤，职业暴露会导致肺癌、皮肤癌或膀胱癌。雄性和雌性大鼠每周5天，每天喂服不同剂量BaP，连续104周后，研究口服BaP与肿瘤发生率的关系，发现大鼠肝脏、前胃、耳道、口腔、皮肤、肠道（仅雄性）、肾脏和雌性乳腺、食管的肿瘤发生率呈剂量依赖性增加。

1.2 致畸性

流行病学研究表明，增加多环芳烃暴露会对生殖过程造成干扰，如抑制胎儿生长，影响胎儿的牙齿发育甚至神经发育等。群体分析也表明，暴露于BaP的小鼠显示胎儿体重、长度和头围减少，出生缺陷。通过研究BaP对人滋养层细胞和小鼠流产的影响，发现BaP剂量从0.1 mg/kg开始，异常小鼠胎儿的发生率呈剂量依赖性，当剂量达2 mg/kg时，胎儿停止发育。

1.3 致突变性

多环芳烃的二氢二醇衍生物是终致癌物，具有亲电性，可与DNA等细胞内大分子共价结合，DNA加合物的形成是癌变早期的一个指标，可能导致基因突变、DNA链断裂或染色体畸变等[2]。转基因小鼠连续5天口服BaP，体内突变分析表明，所有器官的突变频率都明显高于自发频率，突变频率最高的是结肠，其次是前胃>脾脏>腺胃、肝和肺。

2 累积暴露风险评估方法

累积暴露风险评估方法主要有危害指数法（HI）、累积风险指数法（CRI）、相对效能因子法（RPF）、毒性分离点指数法（PODI）、联合暴露阈值法（MOE）和毒性当量因子法（TEF）等。HI法是各组分危害系数（HQ）的总和，适用于毒性相似且具备明确剂量-反应关系的化学物。CRI值与HI值互为倒数，CRI法与不确定系数（UF）紧密相关。RPF法是要求各组分毒性作用靶点、暴露途径和持续时间具有相似性，所有组分剂量相加后，每种组分的效能比不变。PODI法是将每个组分的暴露量（EXP）与其POD的比值相加。MOE则是PODI值的倒数，主要适用于遗传毒性致癌物的风险评估。BaP当量因子法是假定BaP的TEF为1，通过其他PAHs对人体的危害性与BaP比较得到各组分TEF值，各组分浓度和其TEF值相乘，再累乘，得到毒性等效剂量（TEQ)，该法便于比较不同多环芳烃风险大小。

终生致癌风险法（ILCR）是健康风险评价的一种方法，在累积风险评价过程中，通常与上述6种方法联合使用，表示在一定时间内暴露于一定剂量的致癌污染物而产生的超过正常水平的癌症发病率。当ILCR<10-6时，认为是可接受，当ILCR值>10-4时，表示存在严重危险，当10-6-4时，则存在潜在致癌风险。多环芳烃风险评估方面的研究主要涉及环境、食品、玩具等领域。

2.1 环境

多环芳烃常以混合物的形式存在于大气、土壤和水体中。使用TEF法联合ILCR法研究上海近郊PM10和PM2.5中16种PAHs的致癌风险，致癌风险按年龄段为成人>儿童>青年，提出需从源头对可吸入颗粒物的排放浓度进行有效控制的建议[3]。原珑苗[4]比较了不同接触方式接触河西走廊土壤18种PAHs的致癌风险，发现经口摄入>呼吸吸入>皮肤接触，人群中儿童致癌风险最高。采用

HI和ILCR模型进行人体健康风险评价对珠江口表层水中15种PAHs进行健康风险评估，结果发BaP导致的饮水途径健康风险最高，存在潜在的健康风险[5]。

2.2 食品

通过膳食暴露，接触PAHs占总暴露的50%～70%。分析原因为烟熏、烧烤、油炸等加工肉制品在高温加热时，脂肪组织发生热解，或接触不完全燃烧物，从而产生PAHs。因此，食品中PAHs的风险评估多以油炸、油脂类为主。采用点评估法联合MOE法对济南市居民膳食油脂中PAHs暴露风险开展定量评估，结论是成人、青少年、儿童在平均暴露水平以及成人和青少年高暴露水平时，健康风险较低，儿童在高暴露水平时，存在一定的致癌风险[6]。

2.3 玩具

府雨月等[7]对苏州地区流通市场销售的儿童玩具和用品进行了18种PAHs含量的检测，采用MOE法得到最大暴露量为0.116μg/kg·d，低于参考剂量0.49μg/kg·d，说明发生伤害的概率较低。

3 结语

我国对PAHs累积风险评估多采用MOE、TEF、HI联合ILCR模型，CRI、PODI和RPF模型应用较少，并且风险评估技术都还处于发展阶段，评估过程中参数的不确定性对评估结果存在制约。未来研究应继续加大环境、食品领域及食品接触材料、化妆品、消费品或其他领域接触的PAHs研究，使其更具全面性，并尽快统一国内乃至国际风险评判标准，建立更加精准的评估模型和方法，以期让PAHs的累积风险评估工作更具科学性与规范性。

参考文献

[1]匡少平，孙东亚.多环芳烃的毒理学特征与生物标记物研究[J].世界科技研究与发展，2007(02):41-47.

[2]王璐，董洁，李菊等.多环芳烃毒理学及累积暴露风险评估研究进展[J].中国口岸科学技术，2022，4(09):31-39.

[3]吴明红，陈镠璐，陈祖怡等.多环芳烃在上海近郊大气颗粒物(PM2.5和PM10)中的污染特征、来源及其健康风险评估[J].上海大学学报(自然科学版)，2014，20(04):521-530.

[4]原陇苗. 河西走廊土壤中典型持久性有机污染物的污染特征、来源解析及风险评估[D].兰州交通大学，2021.

[5]李海燕，赖子尼，曾艳艺等.珠江口表层水中多环芳烃的分布特征及健康风险评估[J].中国环境监测，2018，34(02):64-72.

[6]杨晓倩，于志刚，刘仲等.济南市居民膳食油脂多环芳烃暴露定量风险评估[J].现代预防医学，2018，45(17):3114-3117.

[7]府雨月，丁洪流，金琦等.儿童玩具和用品中18种多环芳烃含量检测与风险分析[J].中国塑料，2018，32(12):126-131.