浅析铅酸蓄电池行业环评中的人体健康影响评价

林锋，张瑜，张艳

(南京大学环境规划设计研究院有限公司，南京　210093)



浅析铅酸蓄电池行业环评中的人体健康影响评价

林锋，张瑜，张艳

(南京大学环境规划设计研究院有限公司，南京210093)

摘要：铅是铅酸蓄电池行业主要污染物，对人体尤其是儿童健康具有重要影响。人体健康影响评价是环评的重要组成部分，但在我国尚处于起步阶段。通过介绍铅酸蓄电池行业铅污染物的来源及危害，探讨了综合暴露吸收生物动力学模型(IEUBK模型)及其本地化应用，分析了国内环评中人体健康影响评价的方法，为我国人体健康影响评价提供理论依据和参考。

关键词：铅酸蓄电池；人体健康评价；环评；铅；IEUBK模型

人体健康影响评价是在建设项目环评、区域评价和规划环评中用来鉴定、预测和评估拟建项目对于项目影响范围内特定人群的健康影响的一系列评估方法的组合。人体健康影响评价是我国环评体系的重要组成部分，但目前我国对人体健康影响的评价尚处在研究与初步实践中[1]。

随着近几年一系列血铅超标事件的不断曝光，重金属铅的人体健康风险评价逐渐受到社会各界的广泛关注。铅酸蓄电池行业目前正处于蓬勃发展期，在部分地区已设立专业园区，成为当地的支柱产业[2]。铅酸蓄电池行业主要污染物为铅，铅污染具有危害性大、污染持续时间长等特点，对人体健康具有不可忽视的影响。重金属铅的人体健康影响评价在国外已有较成熟的评价体系，但在我国尚处于起步阶段，现阶段在无正式的健康影响评价技术导则的前提下，如何开展铅酸蓄电池建设项目的人体健康影响评价，给整个行业带来了挑战。

1铅酸蓄电池行业铅污染来源及危害

1.1　铅污染来源

铅酸蓄电池生产工艺主要分为极板生产、装配、化成和后处理4个部分。具体包括铸板栅、制铅粉、和膏、涂板、固化干燥、分板刷耳、包板配组、铸焊、入槽、焊跨桥/穿壁焊、胶封/密封、灌酸、化成、检测、包装等过程。铅酸蓄电池在生产过程中会产生大量的铅烟、铅尘、含铅废水及含铅固体废物，其中铅烟和铅尘对人体健康造成的危害最大。在铅酸蓄电池生产过程中，铅烟和铅尘的产生工序及危害如下：

(1)铅烟

产生铅烟的工序主要有熔铅、铸板栅、铅零件制造、极群焊接、焊端子等[3]，在铅酸蓄电池制造过程中，各工序产生的铅烟在车间留存时间较长，而且铸板、焊接等工序产生的铅烟浓度高，并处于操作者的前下方，极容易被操作者直接通过呼吸道吸入，对人体的危害较大。

(2)铅尘

产生铅尘的工序主要有制铅粉、和膏、涂板、分板刷耳、包板配组等[3]，逸散到空气中的铅尘或地面、设备表面的铅尘形成的二次扬尘可通过呼吸道被人体吸入，进而对操作者的健康造成危害。

1.2　铅对人体的危害

铅是一种广泛存在、难以降解的重金属污染物，可通过空气、食物链、水和土壤等被人体吸收。铅及其化合物主要通过呼吸道和消化道侵入人体，呼吸道是铅吸收的主要途径，但无论是吸入还是摄入，铅都会对人体造成危害。铅及其化合物对人体的毒性主要表现在损坏骨髓造血系统和神经系统，引起贫血、血管痉挛、腹绞痛、神经麻痹和铅中毒性脑病等[4]。因儿童对铅毒害的抵抗能力比成人差，是铅污染的易感人群，铅对儿童的神经系统、智力发育、血液、消化、免疫及心血管都具有危害性，因此铅对儿童的健康危害更大。另外，铅还可以透过母体侵入胎儿体内，对胎儿造成危害[5]。

2人体健康评价IEUBK模型研究及应用

针对铅的人体健康影响评价模型及评价方法，国外较为成熟的主要有流行病学方法和动物试验资料评价法两类。基于人群流行病学资料建立的健康风险评价模型，应用较多的主要为儿童血铅预测模型——综合暴露吸收生物动力学模型(Integrated Exposure Uptake Biokinetic Model，IEUBK)[6]。IEUBK模型是由美国国家环境保护局(USEPA)为评估污染现场铅暴露水平而开发的，已经先后被USEPA多个项目采用[7]。

2.1　IEUBK模型介绍

(1)IEUBK模型结构

IEUBK的核心是将儿童的环境铅暴露与铅体内转移、分布、排泄机制相结合，预测其血铅水平。IEUBK模型包括4个模块：暴露模块、吸收模块、转运模块和概率分布模块。IEUBK模型将环境铅暴露分为空气、灰尘、土壤、水、食物等来源，并分别计算暴露量，最后相加。这5种来源的铅经过肺、消化道进入儿童身体，然后通过血浆和细胞外液组成的1个中央室，骨皮质、骨小梁、红细胞、肝、肾、软组织组成的6个周边室，尿、粪和软组织的皮肤、指甲、头发组成的3个排铅室进行转移。

(2)IEUBK模型计算

通过4个模块进行逐步计算，计算方式如下：

（1）手术情况：手术时间、出血量和肠功能恢复时间；（2）术后并发症情况：肺部感染、切口感染、吻合口瘘、泌尿系统感染、肠梗阻等；（3）对比分析两组患者的远期疗效 （随访时间为2016年11月—2018年11月）。

①暴露模块

INmedia=INair+INdust+INdiet+INsoil+INwater

式中，INmedia为环境介质铅暴露量，g/d；INair为空气铅暴露；INdust为灰尘铅暴露；INdiet为食物铅暴露；INsoil为土壤铅暴露；INother为水铅暴露。

每种介质的暴露量由铅所在介质中的浓度与介质摄入量决定，以水为例：

INwater=Cwater+IRwater

式中，Cwater为饮水中铅浓度，g/L；IRwater为日饮水量，L/d。

②吸收模块

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

INdiet+ABSoil×INsoil

式中，ABSair、ABSdust、ABSdiet、ABSoil分别为空气、灰尘、食物、土壤的铅吸收因子；UPpotent为INmedia中可能被儿童身体吸收的铅总量。

③生物动力学模块

中央室与除红细胞之外的周边室相互之间的铅转移符合动力学一级模式。

式中，M1为骨皮质、骨小梁、肝、肾、软组织铅含量，μg；M2为血浆胞外液铅含量，μg；T1为骨皮质、骨小梁、肝、肾、软组织铅向血浆胞外液转移时间，d；T2为血浆胞外液铅向骨皮质、骨小梁、肝、肾、软组织转移时间，d；T3为通过排铅室转移的时间，其中肾脏、骨小梁、骨皮质没有通过排铅室进行铅转移，d。

④概率分布模块

最后模型依据血铅在儿童中呈对数正态分布规律，根据收集到的儿童环境铅暴露信息预测儿童个体或群体的血铅水平，估算血铅水平超过某一临界浓度的概率。

IEUBK模型可用于预测儿童(7岁以下)暴露于含铅的土壤、灰尘、空气、食物、饮用水和其他污染源时的血铅浓度；预测儿童暴露在含一定量铅的环境中“铅中毒”的可能性；预测土壤、空气和水中铅的去除水平，以使儿童安全生活。这些风险评估在进行铅暴露评估方案，以及制定干预、防治或采取其他补救措施中具有较大价值。GriffinS等[8]依据USEPA推荐手册收集了某金属冶炼厂周边8个地区土壤、饮用水和大气等，使用IEUBK模型预测出8个区域中5个区域存在铅暴露风险。IanvonLindern等[9]基于IEUBK模型计算当地土壤清除水平，经过对庭院中土壤修复，预测出1998年儿童家庭庭院中土壤铅含量为1988年的1/12。

2.2　IEUBK模型的本地化研究

人体健康影响评价模型在应用中需要大量基础资料，美国、日本、韩国等均发布了暴露参数手册，我国尚未发布相关数据。IEUBK模型的本地化是将其应用到我国的基础，已有学者对IEUBK模型在我国本地化应用进行了研究。王波等[10]利用2005—2007年的出生队列资料、出生前铅暴露数据和婴儿6月龄时血铅浓度值，以及婴儿居住环境土壤、大气和饮用水等介质中的铅检测数据，基于IEUBK模型计算出环境铅引起的婴儿血铅增高水平。蒋宝等[11]以我国西南地区为试点，采用问卷调查和环境介质分析等方法，对IEUBK模型中的儿童行为模式参数、环境介质铅浓度参数、土壤和灰尘摄入量参数进行了本地化，并对比本地化前后的模型模拟结果，发现美国的模型参数并不适用于我国的实际情况，其模拟值比我国本地化后的模拟值偏低。潘文等[12]利用IEUBK模型计算湖南某县儿童由铅引起轻度精神发育迟滞的发病率，IEUBK模型输入的参数包括大气、食品、水、土壤以及灰尘中的铅含量，结合当地情况对参数进行了本地化调整，估算出儿童群体血铅水平超过某一临界浓度的概率。杨彦等[13]通过采集浙江台州某电子废弃物拆解区大气、饮水、土壤、灰尘、谷类、蔬菜、水果、肉类、鱼类样品测定铅暴露量，并对当地3—6岁儿童饮水饮食、呼吸暴露、土壤摄入3种摄入方式进行相关暴露参数调查，利用IEUBK模型对血铅水平进行预测。预测出3岁、4岁、5—6岁儿童血铅值分别为88μg/L、104μg/L、101μg/L，环境介质中存在较高水平的铅暴露。

2.3　IEUBK模型存在的问题

IEUBK模型在人体健康影响评价的应用中，需要大量的基础数据支撑，目前在我国尚缺少这部分的数据支撑。基于我国国情，采用该方法存在以下问题：

(1)IEUBK模型包括暴露模块、吸收模块、生物动力学模块，这些模块所使用的参数均基于国外流行病学调查所得，但我国的经济社会结构、饮食习惯等多个方面与国外有较大差异，因此其参数值不一定适合我国国情。

(2)经暴露评估，人群对铅的吸收主要通过饮水饮食摄入、呼吸摄入、皮肤摄入、土壤与尘摄入等，呼吸摄入的暴露剂量可以根据大气影响预测的结果来定，其余途径暴露剂量的获取存在困难。目前文献报道的健康风险评价实例多以饮用水质量标准、食品安全质量标准中的数据来计算暴露剂量，但农村地区多食用自种或者当地食物，很难保证食物中铅的含量能满足食品安全标准规定，因此采用食品安全标准作为饮食途径的暴露剂量会导致计算结果偏小。

3我国环评中人体健康影响评价概况

我国在人体健康影响评价方面的研究主要停留在介绍和应用国外的研究成果上，尚未建立适合我国国情的评价体系。目前人体健康影响评价尚未作为不可或缺的部分纳入我国环评中，缺乏规范的技术导则是一个重要原因。2008年发布的《环境影响评价技术导则 人体健康》(征求意见稿)(以下简称《导则》)规定了建设项目环境影响人体健康评价的一般性原则、方法、内容及要求。其定量评价方法为健康危险度评价，采用基于动物毒理学方法与成果的健康风险评价模式。

《导则》中评价的化学物质主要被分为有阈化学物质和无阈化学物质两大类。有阈化学物质是指非致癌物与非遗传毒性的致癌物，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。

3.1　健康危险度评价方法

健康危险度评价包括危害鉴定、暴露评价、剂量—反应关系评价和危险度特征分析4个部分。《导则》对有阈化学物质和无阈化学物质均采用人群终身危险度(R)指标进行评价。

(1)有阈化学物质危险度估算方法

式中，D为个体终身日平均暴露剂量，mg/(kg·d)；RfD为待评物质的参考剂量，mg/(kg·d)；10-6为与RfD相对应的可接受危险度；A为对10-6的修正因子。

(2)无阈化学物质危险度估算方法(人群终身超额危险度)

R(D)=q1(人)·D或R(D)=Q·D

式中，q1(人)为根据动物资料求得的人的致癌强度系数，[mg/(kg·d)]-1；Q为根据流行病学资料求得的人的致癌强度系数，[mg/(kg·d)]-1；D为现场或预期人群的终身日均暴露剂量率，mg/(kg·d)。

我国人体健康影响评价针对建设项目排放的污染物进行健康风险评价，论证项目可行性，以危险度(R)值判断风险可接受程度，即R<10-6表示危险度不明显；R=10-6～10-4表示存在危险；R>10-4表示有显著危险度。

3.2　健康危险度评价方法存在的问题

铅及其化合物位于人类致癌物B组清单内，即属于可能的人类致癌物，为无阈化学物质。对照《导则》，可通过查找铅的致癌强度系数，根据现场或预期人群的终身日暴露剂量率求得健康危险度。采用该方法存在的主要问题主要有两个方面：(1)铅的致癌强度系数目前缺乏比较统一的数据，各参考文献里采用的数据相差较大，影响评价结果的准确性；(2)暴露剂量的获取存在困难。建设项目人体健康影响评价需要大量关于不同性别、年龄、地区人群的暴露参数。《导则》缺少实用性的基础数据及相关的技术资源，使得人体健康影响评价的开展缺乏支撑。

4结语

铅酸蓄电池行业主要污染物为铅，我国目前人体健康影响评价尚处于研究与初步实践期，与世界先进水平在法规、政策、技术方法等方面尚存在差距。IEUBK模型已在国外多个国家开始了实际应用，预测准确度高，但在我国涉铅建设项目环境影响评价中较少应用。未来我国涉铅建设项目的人体健康影响评价中，可以借鉴国外的成熟经验。但是使用国外暴露参数对健康影响评价带来较大误差，我国亟须建立自己的暴露参数手册，制定适应我国国情的健康影响评价指标、参数和基础数据。

现阶段我国铅酸蓄电池项目环评健康风险评价的内容多以定性描述为主，即便有部分案例进行了定量计算，其结果的准确性也有待进一步论证。下阶段在应用健康危险度评价模式进行铅酸蓄电池项目健康风险评价中需对暴露剂量确定的合理性、模型计算参数的本土化作进一步的研究和探讨，建议对我国全国范围内的暴露参数进行大规模调查和研究，逐步建立基于我国国情的暴露参数数据库，为我国人体健康影响评价提供参考和借鉴。同时，应尽快发布正式的人体健康影响评价相关导则，为建设项目环评中的人

体健康影响评价提供依据。

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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

中图分类号：X820.3

文献标识码：A

文章编号：2095-6444(2016)01-0059-04

DOI:10.14068/j.ceia.2016.01.016