苯是国际癌症研究机构(International Agency for Research on Cancer,IARC)确认的人类致癌物[1],是导致白血病的病因之一[2],1987年我国将苯致白血病确定为职业性肿瘤。随着苯作为重要的生产原料应用于各行各业,苯接触职业人群越来越多。2014年以来,我国每年新发病的苯中毒病例居慢性职业中毒人数的第二位,苯所致白血病居职业性肿瘤首位[3]。苯对于人类造血系统的损害一直是许多研究领域的热点,尤其是在职业卫生领域[4]。苯急性接触案例比较少见,长期慢性低剂量(< 3.25 mg·m-3)苯接触以造血系统的损害尤为显著[5-7],早期以白细胞减少的血象变化最常见。
风险评估是指在风险事件发生之前或之后,对于其可能致人们的生命、财产等各方面的影响和损失的可能性进行量化评估,通过分析发现存在的风险因素,从而能够采取针对性的措施以达到降低风险的目的[8]。根据新修订的《职业病防治法》,职业危害风险评估是卫生部门的一项职责。我国目前通常依据作业场所职业病危害分级标准进行评估[9],其影响因素包括化学物的危害程度、化学物的职业接触比值和劳动者的体力劳动强度。美国环境保护署(Environmental Protection Agency,EPA)吸入风险评估模型(以下简称“EPA模型”)[10]是美国EPA发布的《个人健康风险评估手册F部分:吸入风险评估补充指南》推荐的定量和定性相结合的风险评估方法,包括致癌性风险评估和非致癌性风险评估两方面。
苯职业接触危害的风险评估受多种因素影响,包括工作场所环境中的苯浓度、工作时间、劳动强度和个体防护措施等。本研究选取江苏省某造漆厂的苯接触工人为研究对象,开展职业接触情况问卷调查以及现场环境监测,应用我国工作场所职业病危害作业分级标准和EPA模型对该厂苯接触人群进行职业健康风险评估,探索两种风险评估模型在接苯人群职业健康风险评估中的适用性及各自的优势。
1 对象与方法
1.1 研究对象
2018年3月对江苏省某造漆厂不同岗位接苯人群进行问卷调查,经统一培训的调查员对生产流程,使用的化学原料,可能产生的有害物质及岗位人员分布,个人防护用品使用等信息逐一询问。
1.2 作业场所苯浓度监测方法
依据GBZ 159—2004《工作场所空气中有害物质监测采样规范》进行布点[11];按照GBZ/T 160—2007 《工作场所空气有毒物质测定芳香烃类化合物》[12]监测空气中苯的浓度。即对该厂各个岗位以相同的时间间隔取样,连续采样3个工作日。并根据我国苯的职业接触限值(occupational exposure limits,OELs):8 h时间加权平均容许浓度(permissible concentrationtime weighted average,PC-TWA)为6 mg·m-3,短期接触平均容许浓度(permissible concentration-short term exposure limit,PC-STEL)为10 mg·m-3[12]判定各岗位浓度是否合格。
1.3 我国工作场所职业病危害作业分级标准
按照GBZ/T 229—2010《工作场所职业病危害作业分级第2部分:化学物质》[13]进行职业病危害作业分级。有毒有害化学品的危害分类指数计算公式:G=WB×WD×WL。其中G是评分指数;WB是工作场所空气中化学物职业接触比值的权重,根据GBZ 2.1—2007《工作场所危害的职业接触限值第1部分:化学危害》[14]确定;WD是化学物危害程度级别的权重,化学物的危害程度根据GBZ 230—2010《职业接触毒物危害分类》[15]进行分级;WL是劳动者体力劳动强度的权重,体力劳动强度的水平根据GBZ/T 189.10—2007《工作场所物理因素的测量第10部分:体力劳动分类》[16]分类。见表 1。
根据评分指数G值的大小,我国职业病危害作业分为4级,即:G ≤ 1,为0级(相对无害作业);1 < G ≤ 6,为Ⅰ级(轻度危害作业);6 < G ≤ 24,为Ⅱ级(中度危害作业);G>24,为Ⅲ级(高度危害作业)。
1.4 EPA模型
1.4.1 致癌风险评估的计算过程
(1)暴露浓度:EC=(CA×ET×EF×ED)/AT。式中,EC为暴露期间的平均暴露浓度,单位为μg·m-3;CA为工作场所中有毒有害物质的浓度,即时间加权平均浓度(concentrationtime weighted average,CTWA)、短期接触平均浓度(concentration-short term exposure limit,CSTEL),单位为μg·m-3;ET为每日暴露时间,单位为h·d-1;EF为每年暴露频率,单位为d·年-1;ED为暴露周期,单位为年;AT为平均暴露工龄的小时数,单位为h,即AT=期望寿命×365×24。(2)致癌风险:Risk=IUR×EC。式中,Risk为致癌风险;IUR为吸入单位风险(又称斜率系数),单位为(μg·m-3)-1,指连续暴露于1 μg·m-3空气化学物中所引起的超过一生癌症危险度估算值的上限值。可通过美国EPA的综合风险信息系统(Integrated risk information system,IRIS)数据库查询获得IUR数值,网址为http://www.epa.gov/iris/index.html。
Risk ≥ 100×10-6为高致癌风险,1×10-6 ≤ Risk < 100×10-6为中致癌风险,Risk < 1×10-6为无致癌风险。因为计算公式IUR为(2.2~7.8)×10-6(μg·m-3)-1,故Risk有最大值和最小值。实际风险判断中,若Risk的最大值小于1×10-6为无致癌风险,Risk的最小值大于等于100×10-6为高致癌风险,中间为中致癌风险。
1.4.2 非致癌风险评估的计算过程
(1)如果是急性暴露(< 24 h),则EC=CA;如果是慢性或亚慢性暴露(≥ 24 h),则EC=(CA×ET×EF×ED)/AT。式中,EC为暴露浓度,单位为μg·m-3;CA为空气中污染物浓度,单位为μg·m-3;ET为暴露时间,单位为h·d-1;EF为每年暴露频率,单位为d·年-1;ED为暴露周期,单位为年;AT为平均暴露工龄的小时数,单位为h,即AT=ED×365×24。(2)危害商数:HQ=EC/Rfc。式中,Rfc为吸入毒性参考值,单位为μg·m-3。可通过美国EPA的IRIS数据库(http://www.epa.gov/iris/index.html)查询获得Rfc数值。HQ以1为分界值,如果HQ ≥ 1,则健康风险较大;如果HQ < 1,则健康风险较小。
2 结果
2.1 工艺流程
由于现场和实验条件的限制,现场监测的危害因素是各岗位苯浓度,且各岗位空气互通。整个工艺流程见图 1。
2.2 企业现场调查结果
根据现场调查,公司在防尘、防热等工业卫生防治设施,工厂布局,配电系统等方面设计合理,基本符合中国职业卫生相关规定。包装工占该厂总职工人数的45.83%,未发现不佩戴呼吸防护用品的工人;公司每年对员工进行职业健康检查,体检率超过95%;工厂以局部通风为主,生产过程中使用的稀释剂是苯及苯系物的主要来源。结果见表 2。
2.3 不同岗位环境中的苯浓度以及我国职业病危害作业分级结果
各岗位苯的监测浓度均未超过OELs,结果均合格,其中苯浓度相对较高的岗位是包装岗和调色岗。根据职业病危害分级标准计算得出,G ≤ 1为0级(相对无害作业)。结果见表 3。
2.4 应用EPA模型评估不同岗位的致癌风险
各岗位在此暴露浓度下连续作业1~40年,依据EPA模型进行定量和定性的致癌风险评估。苯暴露CTWA最高的岗位是调色岗,高达4 100 μg·m-3。Risk计算中,暴露频率(EF)=365-52×1(单休日)-11(法定假期)=302 d,考虑实际病假因素,取300 d;国家卫生健康委员会发布的《2017年中国卫生健康事业发展统计公报》显示,2017年中国居民人均预期寿命为76.7岁;IUR=(2.2~7.8)×10-6(μg·m-3)-1。
图 2显示,苯作业年限为1年时,所有岗位工人的致癌风险Risk均大于1×10-6,为中致癌风险;其中,中致癌风险最大的是调色岗,Risk为(32.22~114.23)× 10-6。苯作业年限为5年时,调漆岗、调色岗和包装岗出现高致癌风险,Risk为(102.16~571.16)×10-6。苯作业年限为20年时,除化验岗外其他岗位均出现高致癌风险。
2.5 应用EPA模型评估不同岗位的非致癌风险
该企业工人长期处在低浓度苯暴露的环境中,应按照慢性或者亚慢性的非致癌暴露浓度进行估算。各岗位HQ均高于1,最大值为37.44,非致癌效应的风险较大。HQ大小的决定性因素是苯暴露浓度、暴露时间和暴露频率,与工作年限无关。定性评价为高水平非致癌风险。见表 4。
3 讨论
该厂各岗位化学有害物质主要是含苯废气,暴露质量浓度一般在1 000~4 000 μg·m-3,主要经呼吸道吸入[13],符合两种模型的适用条件。该厂仅采取局部通风,加之工人劳动强度大,工作时间长,由此工人出现职业病危害的效应增大。
根据我国职业病危害作业分级标准评估得出该企业苯暴露对工人相对无害,主要基于现场监测的暴露浓度远低于OELs,导致化学物职业接触比值的权重WB=0,在这种情况下,无论其他参数的值如何,评分指数G ≤ 1,即职业病危害分级为0级。根据EPA模型评估,该厂各岗位均存在高水平的非致癌风险,且随着暴露年限的增加,各岗位均出现中到高水平的致癌风险;综合评价各岗位均为职业健康高风险。苯是致癌物,属无阈值化学物,因此常需要定量风险评估和风险管理(如EPA模型),但很多国家常结合经济、社会发展水平,提出容许接触水平,制定相应的OELs[17],我国职业病危害作业分级标准是依据我国职业接触限值而制定的,因此基于EPA模型和基于有安全阈值的我国职业病危害作业分级标准对接苯人群健康风险的评估结果差异较大。
高浓度苯暴露对作业工人的健康尤其是造血系统有明显的损伤。但随着我国经济发展,生产工艺不断提高以及相关部门对职业病防治的重视,据统计除电镀行业某些岗位铬浓度超过OELs且职业病危害作业为3级以外,绝大部分行业化学物质暴露浓度均低于国家OELs且职业病危害作业分级均为0级[18],符合我国《职业病防治法》的相关规定。但即使职业人群暴露在低剂量苯(1ppm,约3.48mg·m-3)的工作环境中,仍可对造血系统产生损害,包括遗传损伤和白细胞等血常规的异常[19-22]。由此可见我国的OELs并不能保护所有的接苯人群,尤其是敏感人群和中小型企业工人[23],因此苯的暴露浓度低于OELs和职业病危害作业分级为0级时,仍应运用国内外成熟的职业风险评估模型(如EPA模型)对作业工人健康风险进行评估。如张有贤等[24]依据EPA模型反推出致癌风险的苯暴露浓度限值为1.46×10-3 mg·m-3,非致癌风险的苯暴露浓度限值为0.10 mg·m-3。以上限值是理论数据推算的结果,实际上我国苯OELs的制定要结合动物毒理学及现场劳动卫生学或职业流行病学调查资料、国外的OELs及其制定依据和职业卫生防护情况等方面,另外还需充分考虑我国经济和技术的可行性。
国内外职业风险评估的模型有很多,本研究应用我国职业病危害分级标准和EPA模型相结合对苯作业人群进行风险评估,总的来看,两种评价方法都是结合实地调查和检测结果,评估过程涉及多个参数,涵盖范围广泛,评估结果相对客观。我国职业病危害作业分级标准适用于有毒有害的化学物质和物理因素,危害程度分为相对无害作业和轻度、中度、高度危害作业四个等级,是职业卫生管理人员进行接触毒物作业的危害分级和有毒有害工作场所卫生监督的评估依据,对于暴露浓度超过职业接触限值的评估结果意义更大。而EPA模型从化学毒物的性质出发,对IRIS数据库中化学毒物低剂量长期接触作出致癌性和非致癌性的可能性和严重性的风险评估,依据数值大小判定风险强度,数值越大健康风险越大,可以实现一级预防(病因预防)的目的。因此苯的职业病危害作业分级均为0级时,仍应考虑实际接触浓度的致癌性和非致癌性的健康效应,重视苯接触职业人群的健康防护。
作者/徐守香,王博深,韩磊,周燕华,邢彩虹,朱宝立,浦跃朴,张娟