我国消费品中化学物质暴露模型研究

王志娟 张 庆 白 桦 吕 庆 李文涛

（中国检验检疫科学研究院工业与消费品安全研究所 北京 100176）

1 前言

随着社会和经济的发展，种类繁多、数量庞大的消费品不断涌入市场，在带给人们丰富多彩生活的同时，也带来了化学危害这一大安全隐患，例如，奶瓶中的双酚A[1]、儿童用品中的苯系物[2]、致敏芳香剂[3]、增塑剂[4]等。毋庸置疑，随着时代的发展，出于对更高生活品质的追求，人们要求“安全”的呼声会越来越高，消费品的化学安全问题已经引起了国际社会和各国政府的广泛关注，影响到了各国在国际市场上的出口贸易。

我国是消费品贸易大国，产品的质量和安全是关系人民群众切身利益、企业生存和构建和谐社会的大事。消费品风险评估是保证消费品质量安全的重要方法，其中，暴露评估是风险评估中的核心部分，是从数量、持续时间或频率等方面将消费品中所暴露的化学物质水平量化的过程[5]。暴露模型是开展暴露评估的重要工具，在消费品暴露评估过程中具有重要作用。

为满足消费品中化学物质暴露评估的需要，一些发达国家的相关部门建立了相应的暴露模型，如美国环境保护局（EPA）的概率模型和消费者暴露模型CEM[6，7]、欧洲化学品管理局（ECB）的暴露模型[8，9]、欧洲化学品生态毒理学和毒理学中心（ECETOC）的定向风险评估模型TRA[10]、荷兰国家公共卫生与环境研究所（RIVM）的 ConsExpo 暴露模型[11，12]等，这些暴露模型可以根据暴露途径分为3类：皮肤暴露模型、吸入暴露模型、经口暴露模型。目前看来，大部分评估者，尤其是像我国在暴露评估领域起步较晚的国家，在对消费品中化学物质进行暴露评估时均采用或参照以上相关机构发布的暴露模型[13-17]。但是消费品的种类繁多，使用方式多种多样，现有模型已不能有效满足消费品评估的需要。其次，文化、地理位置、经济条件、环境和行为习惯等暴露因素的差异，直接影响模型参数的选择及定义，进而影响暴露模型的构建。不合适的暴露模型不能客观地反映暴露情况，不能为风险评估提供具体准确的暴露信息。同时，也存在对于非常相似的暴露评估情况，不同的组织使用不同模型可能会得出截然不同的评估结果的现象。

目前，在消费品暴露评估领域，尤其是我国消费品暴露评估领域，暴露建模与暴露模型实践之间还缺乏系统性、一致性、准确性和针对性，这可能会使人们理解暴露评估的过程更加复杂，导致组织之间在处理关键建模问题方面出现意见不一致的情况，并有可能因此向公众传递混杂的信息。因此，有必要针对我国消费者的行为特点及相关影响因素，整合各种方法和模型，建立不同种类消费品对应的经口、吸入和皮肤暴露途径下的消费者使用行为暴露模型。

为了客观准确地反应我国消费品中有害化合物对消费者的暴露风险，本研究基于国内外现有的暴露模型，根据我国消费者行为特点及相关影响因素，建立了针对不同种类消费品不同暴露情形下的对应经口、吸入和皮肤暴露途径下的8项暴露模型，提供了一套更加系统、明确、有效和一致的暴露评估工具，提高了我国消费品健康风险评价基础数据的完整性，增强了消费品健康风险评价的针对性和准确性，为推进国家构建消费品与健康风险评估体系进程提供了技术支持。

2 暴露评估模型设计方法与思路

暴露模型是基于物理和化学原理预测化学物质的分散、运输和转移，并使用数学表达式来量化导致化学物质暴露和暴露物质剂量的过程，也可以被称为是与暴露相关的消费者行为分析模型。选择的暴露模型应能够模拟在指定环境中发生的相关过程，研究的目标、模型的技术能力、模型获得的容易程度以及每个模型的使用难度等因素将有助于为研究选择合适的模型。

消费品中化学物质进入人体可以分为以下3个过程：

（1）在一定条件下，消费者使用含有特定化学物质的消费品。（2）消费者接触到消费品中的化学物质。（3）化学物质进入人体。

其中，第二个过程通常被称为化学物质暴露，消费者接触到的化学物质的量通常指的是外部暴露量。构建模型首先需要根据消费品的使用方式及化学物质的性质构建暴露场景，确定暴露途径，暴露途径可大致分为皮肤暴露、吸入暴露和经口暴露3种。然后根据具体的暴露途径，选择相关合理的暴露参数，构建暴露模型。暴露被认为是单个事件或一系列重复事件。因此，暴露的时间和频率、暴露的途径、消费者的习惯和做法以及过程是重要的暴露参数。此外，构建模型时还必须考虑暴露的空间区域，例如，人群、地域、环境等差异。

3 消费品中化学物质暴露评估模型的构建

本研究以玩具、儿童用品、体育用品、洗涤用品等消费品为研究目标，选择暴露途径，根据暴露行为和人体指标等选择和定义暴露参数，并参照目前国内外的现有模型，结合我国消费者的消费行为习惯及方式，建立经呼吸、皮肤、口3种暴露途径的消费品中化学物质暴露模型。

3.1 皮肤暴露场景及暴露模型

皮肤暴露场景是物质暴露于皮肤表面，或可能穿透皮肤并被吸收到体内的过程。皮肤暴露量是指接触皮肤暴露表面物质的量，它是对暴露的身体表面各个部分的暴露量估计的总和。物质的数量和浓度、暴露于皮肤的面积以及暴露的时间和频率都会影响实际的皮肤暴露量。

结合消费品的种类及消费者使用行为，主要将消费品暴露皮肤的情况分为2类，一类是被评估物质包含在混合物中，这种暴露场景适用于个人清洁及洗涤用品，例如，将手、面部等皮肤接触含有被评估物质的溶液或发生飞溅（如绘画）时，应用模型1计算暴露量，具体模型及参数详见图1。另一种情况是被评估物质包含在产品基质中，接触后迁移到皮肤表面，例如，当衣服上残留的染料或塑料产品中的添加剂与皮肤接触时，应用模型2计算暴露量，具体模型及参数详见图2。

3.2 呼吸暴露场景及暴露模型

呼吸暴露的场景是指挥发物可能以气体、蒸汽或空气中的微粒形式释放到空间中，使消费者的呼吸区域内含有有害挥发物，消费者可能在实际使用产品时吸入，也可能在产品使用后通过有害物质的挥发作用吸入。吸入暴露量表示为呼吸区大气中物质的浓度，通常表示为参考时间（如每天）内物质的平均浓度。物质浓度、暴露时间和呼吸率等是重要的评估参数。

由于在呼吸暴露的场景中，被评估物质通常会释放到空气中，直接测量空气中的物质浓度有时更便捷，可以应用模型3，具体模型及参数详见图3。当不能直接测得空气中被评估物质的浓度时，可以利用迁移模型获得物质在一定暴露场景下的挥发量，计算呼吸暴露量，具体模型及参数详见图4。

3.3 经口暴露场景及暴露模型

图3 利用物质在空气中的实测浓度计算得到的模型3（适用于各种类型的产品）

图4 利用迁移试验计算迁移量得到的模型4（适用于各种类型的产品）

经口暴露场景是指产品中的物质可通过啃咬、舔舐或直接、间接接触等方式与口腔接触，造成经口暴露。经口暴露量表示为摄入的物质量，通常表示为平均每日剂量。物质的迁移特性、溶解度、通常使用的量、浓度和接触时间等，都是重要的参数。

消费者经口暴露最常见的是口腔和牙齿护理产品等消费品的使用，被评估物质直接暴露于口腔，如牙膏、漱口水类产品中物质的暴露可以应用模型5，具体模型及参数详见图5。由于啃咬或直接吞咽玩具和儿童用品的碎屑或小部件，通过口在胃液作用下发生迁移的有害物质暴露，可以应用模型6，具体模型及参数详见图6。通过舔舐、咀嚼、吮吸玩具、儿童书籍、餐具等消费品也是重要的经口暴露途径，这种情况主要是产品中的被评估物质迁移到唾液中发生的暴露，可以应用模型7，具体模型及参数详见图7。此外，婴幼儿频繁使用的奶瓶、水瓶类产品中的有害物质会间接通过瓶中液体进一步迁移到儿童体内，这种经口暴露可以应用模型8计算，具体模型及参数详见图8。

图5 适用于牙膏类产品的模型5

图7 适用于口部接触产品时化学物质迁移至唾液情况（舔舐）的模型7

表8 适用于口部接触瓶类产品内液体情况的模型8

4 结论

本研究基于国内外现有的暴露模型，结合我国消费者的行为习惯，开展了暴露模型的研究，建立了一套相对系统的经皮肤、呼吸、口3种常规暴露途径的8项具体暴露模型。建立的暴露模型解决了与暴露相关的消费者行为方式缺乏量化分析的问题，提高了我国消费品健康风险评价基础数据的完整性，增强了消费品健康风险评价的针对性和准确性，为推进国家构建消费品与健康风险评估体系进程提供技术支持。

由于消费品种类复杂多样，消费者的行为习惯也各不相同，建立的暴露模型很难适用于所有的消费者和消费品。同时，本研究的深度和广度还有所欠缺，应持续关注国内外暴露模型相关研究的进展，及时更新相关信息。