环境健康风险评价方法探讨

2022-09-10

环境风险评价与管理是当前可持续发展研究和环境保护工作中一个新兴领域,它的诞生标志着环境保护的一次重要战略转折,由原来的“先污染,后治理”模式转变为污染前的预测和实行有效管理。因此,愈来愈受到许多国家环保机构和有关国际性组织的重视。环境风险评价分为非突发性风险评价和突发性风险评价(即事故风险评价),非突发性风险评价包括生态风险评价和健康风险评价[1]。目前我国的环境健康问题及相关健康风险已开始从传统型向现代型转变。环境污染已成为影响人类健康和死亡的主要因素之一。

1 环境健康的定义

环境与健康之间的关系复杂而广泛,包含了环境科学、医学、生物学、管理学等方面的内容。环境健康有广义和狭义的两种理解[2]。广义以世界卫生组织给出的定义为代表,环境健康包含由环境因素决定的人类健康和疾病,如暴露状况、病理影响等方面,也包括如健康风险、健康影响评价、环境健康指标、环境健康管理等评估和控制对健康有潜在影响的环境因素的理论和实践。狭义的环境健康则主要关注健康的物理影响,由自然、化学物质、生物和社会的环境等因素决定的人类健康状况,化学药品,辐射和一些生物制品等的直接病理影响,还有其对广义的物理,心理,社会和审美环境的健康和福利的间接影响。

2 环境影响评价与健康风险评价的相关关系

环境工作者利用科学、工程、概率和统计方法来估计和评价健康影响和环境影响的可能性和范围。环境影响评价是研究潜在的化学物质的暴露风险,而没有联系到人类健康,主要关注大气、水和土壤中的污染物浓度。人类健康风险评价是研究各种途径对人类健康造成的伤害,通过风险评价来减少和控制这种伤害。在大多数情况下,关于环境和健康的研究是分开进行的,但是其实它们存在着很大的联系。关于环境评价、健康评价的关系如图1所示,环境评价和健康评价具有相同的目的和类似的程序。

3 环境健康风险评价

3.1 环境健康风险评价定义

环境健康风险评价是以风险度作为评价指标,把环境污染与人体健康联系起来,定量描述污染对人体产生健康危害的风险。分析对象为:污染物-环境质量-人群健康。

环境健康风险评价以美国国家科学院和美国环保局的成果最为丰富,其中具有里程碑意义的文件是1983年美国国家科学院出版的红皮书《联邦政府的风险评价:管理程序》,提出风险评价“四步法”,即风险识别、剂量—效应关系评价、暴露评价和风险表征。这成为环境风险评价的指导性文件,目前已被荷兰、法国、日本、中国等许多国家和国际组织所采用[3]。随后,美国国家环保局根据红皮书制定并颁布了一系列技术性文件、准则和指南,包括1986年发布的《致癌风险评价指南》、《致畸风险评价指南》、《化学混合物的健康风险评价指南》、《发育毒物的健康风险评价指南》、《暴露风险评价指南》和《超级基金场地健康评价手册》,1988年颁布的《内吸毒物的健康评价指南》、《男女生殖性能风险评价指南》等。1989年,美国EPA还对1986年指南进行了修改。因此,从1989年起,风险评价的科学体系基本形成,并处于不断发展和完善的阶段。

澳大利亚国家环境健康战略定义环境健康实践为对包含可能有害地影响健康的环境因素的评估、更正、控制和预防,促进人类健康的环境状况的改进。加拿大的环境健康方面的影响评价、公共健康评价、健康风险评价、澳大利亚的环境和健康影响评价、新西兰健康影响评价、环境健康和安全评价、风险限值评价等概念为完整的环境健康影响评价构建提供了理论基础[4]。

3.2 环境健康指标的设定

环境健康指标是环境危害,健康结果和管理过程的提供信息的一种量度。依照清晰的系统结构,指标是相互联系的,因此能够促使政策制定者间有效的交流[5]。

评价指标的选取:欧洲国家环境健康指标的核心设定包括空气、噪音、居住环境、交通事故、水、卫生实施和健康、化学物质突发事件和辐射七个方面。李日邦等人关于中国环境-健康区域综合评价一文中按照人-地关系的主线,遵循分层原则,建立评价指标体系所选择的42项评价指标按其性质分为7类[6]:人寿状况、疾病状况、文化教育、自然环境、环境污染、经济水平和卫生资源,这7类指标又归纳为二项综合评价指标:其中人寿状况、疾病状况和文化教育归纳为健康,表征人的身体素质和文化素质;自然环境、环境污染、经济水平和卫生资源归并为环境,表征人的生存空间的质量。根据评价指标的层次关系,建立环境-健康评价的指标体系。

3.3 环境健康风险评价研究方法

根据环境风险评价的结果,结合人群的居住分布情况确定评价范围。列出评价范围内对人体健康可能产生严重危害的物质(例如致癌物质、具有较强遗传、生殖或者神经毒性的环境危险因素),作为候选危险因素;通过健康影响识别活动对上述候选环境危险因素进行筛查,最终确定需要进行评价的环境危险因素1~3个,即对健康危害严重(或者效应严重,例如致癌、致畸变、生殖毒性和致突变作用等,或者是影响人口众多)的主要化学品。对肯定和可能人类致癌物的均需要进行致癌危险性的评价;对于环境风险评价中属于剧毒的物质应进行急性健康影响的评价。

根据国际癌症研究机构(IARC)通过全面评价化学有毒物质致癌性可靠程度而编制的分类系统,属于1组和2A组化学物质为化学致癌物,其它为非致癌化学有毒物质;前者和放射性污染物属于基因毒物质,后者为躯体毒物质[7]。在国外已实行的环境健康风险评价标准中,主要根据上述标准对污染物质进行划分,然后评价。基因毒物质、躯体毒物质又可表述为有阈化学物质及无阈化学物质,有阈化学物质是指非致癌物与非遗传毒性的化合物,即已知或假设在一定暴露条件下,对动物或人不发生有害作用的化合物。无阈化学物质通常指致癌化合物,是已知或假设其作用是无阈的,即大于零的所有剂量都可以诱导出致癌反应的化合物。

根据污染物质对人体产生的危害效应,以及大量的研究结果,可建立起各种不同性质的危害风险数学模型。

3.4 环境健康风险评价步骤

环境健康风险评价的四个步骤(即美国《联邦政府的风险评价:管理程序》提出风险评价“四步法”)[8]:(1)风险识别(Hazard identification),对人体健康产生危害的物质的识别;(2)剂量-反应评价(Dose-response assessment),暴露的不同水平会产生多大程度的负面作用;(3)暴露评价(Exposure assessment),有多少人会暴露在有害物质下以及他们可能接受的剂量范围;(4)风险表征(Risk characterization),阐述基于当前暴露水平和全面分析水平下,可能对人类健康产生的负面影响作用。最后进行风险比较分析,即相对于其他问题,风险的严重程度。

环保部制定的《环境影响评价技术导则人体健康》(征求意见稿)中确定的评价路线是危害鉴定-暴露评价-反应关系评价-危险度特征分析[9],和以上的“四步法”基本类似。根据风险物质不同,分为有阈化学物质健康危险度评价和无阈化学物质健康危险度评价两类。

两类物质评价的不同主要体现在危害鉴定、反应关系评价、危险度特征分析三个步骤上。

(1)有阈化学物质危害鉴定是重点确定某种环境因素(化合物)暴露是否能够产生人群的有害效应以及其效应的强度是否具有公共卫生学意义。无阈化学物质危害鉴定是对致癌物的危害进行定性评价,回答某环境因素对个体或群体是否有致癌的不良后果。

(2)有阈化学物质暴露与人群健康效应之间的定量关系以该物质的参考剂量(referencedose,RfD或reference concentration,RfC)表示。参考剂量即当预期人群一生中出现有害效应的概率极低或实际上不可检出时,个体或人群的终生暴露水平,以mg/(kg·d)表示,相当于每日可接受摄入量(acceptable daily intake,ADI)。化学致癌物的剂量与致癌反应率之间的定量关系以斜率系数(或称危险系数)来表示。美国环保署致癌物评价组推荐采用致癌强度系数(carcinogenic potency factor,CPF)。

(3)有阈化学物质危险度特征分析包括人群终生超额危险度R(D)、人群年超额危险度R(py)、人群年超额病例数(EC)、可接受浓度以及不确定性分析等。无阈化学物质危险度特征分析包括:人群终生患癌超额危险度、人均年超额危险度、人群超额病例数、研究结果合理性分析、研究结果不确定性分析。

无论是有阈化合物或无阈(致癌)化合物,在经过危险度特征分析推导出人群终生或年超额危险度及年超额病例(死亡)数后,即可依此数据估算环境污染造成健康影响的社会效益损失和经济效益损失,亦可将此数据作为健康损害卫生行政和医学临床处理时的参考依据。