Cancer risk assessment of formaldehyde exposure in a zipper plant
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+ English摘要:目的
评估某拉链制造企业接触甲醛作业人员致癌风险。
方法通过对某拉链制造企业塑料拉链车间甲醛浓度的测定, 运用美国环境保护署吸入风险模型, 估算作业人员接触甲醛所增加的致癌风险。
结果该企业塑料拉链车间树脂切片、注塑、组装岗位均存在甲醛危害, 其中树脂切片岗位甲醛超标率为75%, 岗位最高检测浓度为3.10 mg/m3, 致癌风险为7.97×10-4; 注塑、组装岗位甲醛浓度符合职业接触限值的要求, 致癌风险分别为5.14×10-5和7.07×10-5。
结论该拉链制造企业甲醛接触人员致癌风险较大, 尤其树脂切片岗位致癌风险高, 应采取更多措施以减少甲醛接触。
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甲醛是一种生产工艺简单、原料供应充足的大众化工产品，用途广泛。甲醛可用于生产聚甲醛，经过聚合反应最终得到聚甲醛塑料颗粒。聚甲醛是一种综合性能优良的工程塑料，具有较高的力学性能以及优良的电绝缘性、耐溶剂性和可加工性，是五大通用工程塑料之一。聚甲醛塑料颗粒在230 ℃左右可分解出甲醛。甲醛在2004年被国际癌症研究机构（International Agency for Research on Cancer，IARC）确定为人类致癌物，2011年美国国家癌症研究中心发现甲醛可使职业人群患白血病、淋巴癌等癌症概率增加。某拉链制造企业塑料拉链生产车间采用聚甲醛塑料颗粒制造拉链，生产过程中会产生甲醛，本研究采用美国环境保护总署（Environmental Protection Agency，EPA）吸入风险模型评估该拉链制造企业甲醛接触人员的患癌症风险。
1. 对象与方法
1.1 对象
以某拉链制造企业塑料拉链生产车间中存在甲醛危害的作业岗位为调查对象，该车间主要从事塑料拉链的制造，主要工艺为聚甲醛树脂粒子切片、配色、塑料拉链注塑成型、组装等工序。该车间实行一班制，每天工作8 h，车间共有作业人员200人。
1.2 方法
1.2.1 职业卫生调查
按照吸入风险模型评估必需的参数，对某拉链制造企业塑料拉链车间涉及的设备、岗位、工人数、接触时间（h/d）、接触频率（d/年）、工龄（年）、防护设施设置情况等进行调查。
1.2.2 职业病危害因素检测
按照《工作场所空气中有害物质监测的采样规范》（GBZ 159-2004）[1]、《工作场所空气中有毒物质测定脂肪族醛类化合物》（GBZ/T 160.54-2007）[2]的要求，完成作业现场职业病危害因素的采样及实验室分析。
1.2.3 接触浓度（exposure concentration，EC）估算[3]
该车间作业人员甲醛的接触特征类似于亚慢性或慢性接触，接触浓度按照EC =（CA × ET × EF × ED）/AT公式进行估算。其中CA（contaminant concentration in air）为车间空气中甲醛质量浓度（单位μg/m3）；ET（exposure time）为接触时间（单位h/d）；EF（exposure frequency）为接触频率（单位d/年）；ED（exposure duration）为接触周期（单位年）；AT（averaging time）为平均时间（单位h），致癌评估时采用一生平均时间（人均期望寿命× 365 d/年× 24 h/d），2016年上海市人均期望寿命为83.13年[4]。
1.2.4 癌症风险评估[3]
致癌风险评估按照Risk = IUR × EC进行估算。其中Risk为致癌风险，IUR（inhalation unit risk）为吸入单元风险[单位为（μg/m3）-1]，指持续暴露于1 μg/m3化学物引起的超过一生癌症危险度估算值的上限值。若Risk > 10-6，则致癌风险高；若Risk < 10-6则致癌风险低。通过查询美国EPA的综合风险信息系统（integrated risk information system，IRIS）数据库得到甲醛的IUR为1.3 × 10-5（μg/m3）-1 [5]。
2. 结果
2.1 主要生产工艺
该拉链制造企业塑料拉链生产车间的基本工艺为聚甲醛树脂切片、注塑、组装，使用树脂切片机将聚甲醛树脂颗粒通过高温轧碎，利用射出机将树脂颗粒注塑为链条，通过拉链装配机完成塑料拉链上止、下止、拉头的安装，并自动切割成固定的尺寸。
2.2 主要职业病危害因素识别
在树脂切片、注塑、组装等过程中均涉及对聚甲醛树脂进行加温成型的过程，涉及的职业病危害因素主要有聚甲醛树脂粉尘、甲醛、噪声、高温等。
2.3 职业卫生调查结果
塑料拉链生产车间共有设备772台，生产工人200人，每周工作6 d，接触职业病危害因素时间为8 h/d，树脂切片和注塑岗位设有局部吸风装置，组装岗位未设置。塑料拉链生产车间职业卫生调查结果见表 1。
表 1 作业场所职业卫生调查结果岗位 设备数量/台 岗位人数 接触时间/（h/d) 每周工作天数/d 平均工龄/年 防护设施设置情况 树脂切片 20 9 8 6 6 局部吸风罩 注塑 131 42 8 6 8 局部吸风管 组装 621 149 8 6 5 无局部排风设施 2.4 作业场所甲醛检测结果
对塑料拉链车间树脂切片、注塑、组装三个岗位共设置42个甲醛检测点，其中合格检测点39个，合格率为92.8%，超标点集中于树脂切片岗位。见表 2。
表 2 作业场所甲醛及防护设施检测结果岗位 检测点数 检测样品数 检测浓度范围（mg/m3) 超标点数 控制点风速（m/s) 树脂切片 4 16 0.27~3.10 3 0.0 ~ 0.20 注塑 14 56 0.045~0.15 0 0.35~ 1.56 组装 24 96 0.036 ~ 0.33 0 (无排风设施） [注]甲醛最高容许浓度为0.5 mg/m3 2.5 甲醛致癌风险评估
树脂切片岗位作业人员接触甲醛致癌风险为7.97 × 10-4，注塑岗位作业人员接触甲醛致癌风险为5.14 × 10-5，组装岗位作业人员接触甲醛致癌风险为7.07 × 10-5。致癌风险均大于10-6，说明上述岗位作业人员在其一生中存在罹患甲醛所致肿瘤的风险较高。
表 3 甲醛致癌风险评估岗位 CA/
(μg/m3)ET/
(h/d)EF/
(d/年）ED/年 AT/h EC/
(μg/m3)IUR/
(μg/m3)Risk 风险判定 树脂切片 3 100 8 300 6 728 218.8 61.30 1.3 x 10-5 7.97 x 10-4 高 注塑 150 8 300 8 728 218.8 3.95 1.3 x 10-5 5.14 x 10-5 高 组装 330 8 300 5 728 218.8 5.44 1.3 x 10-5 7.07 x 10-5 高 [注]在计算时，甲醛职业接触限值取最高容许浓度（maximum allowable concentration，MAC），故CA取作业场所检测的最大值；ED取平均工龄 3. 讨论
美国EPA吸入风险评估模型来源于《超级基金风险评估指南（第一卷）人类健康评估手册（F部分：吸入风险评估补充指南）》[3]。该技术模型将人类吸入化学品所致健康风险分为癌症风险和非癌症风险。通过人类对化学品的暴露浓度和相应的风险参数，估算人类吸入某种化学性健康因素所致的风险水平。
本次调查的拉链制造企业塑料拉链生产车间，作业人员接触的化学性职业病危害因素相对单一，主要为聚甲醛树脂粒子在注塑过程中热解产生的甲醛单体，经呼吸道吸入是其主要的暴露途径，符合EPA吸入风险评估模型的使用条件。
本次调查发现树脂切片岗位甲醛浓度超过职业接触限值的要求[6]，注塑和组装岗位甲醛浓度符合职业接触限值的要求。树脂切片岗位将塑料粒子熔融后重新切片成型，生产量大，设备较密集，且对现场防护设施的检测结果显示部分岗位控制点风速为0，造成甲醛积聚的结果；注塑岗位设置了局部通风排毒设施，且控制点风速较高，可以及时将产生的有害物质排出，故现场检测浓度较低；而组装岗位由于需要注塑或射出的量较少，且空间区域较大，虽未设置局部防护设施，但现场浓度亦符合职业接触限值的要求。
甲醛是经IARC确认的人类致癌物[7]，2011年美国癌症研究中心研究表明，甲醛可增加职业接触人员患鼻咽癌、鼻窦癌、髓性白血病等癌症的风险[8]。本文通过EPA吸入风险评估模型发现，虽然注塑、组装岗位作业人员接触甲醛的浓度符合国家职业接触限值的要求，但其致癌风险已经升高，而超标的树脂切片岗位的致癌风险更是大幅度升高。
美国EPA吸入风险评估模型可定量和定性评估化学性职业病危害因素，以及吸入暴露后所致肿瘤的风险水平。评估致癌风险使用的吸入风险单元数据，有充分的实验室及流行病学证据支撑，因此用于定量评估工作场所职业病危害因素的致癌风险时具有一定的优势。但由于IUR往往是针对某个特定的观察重点（如致癌），较难综合评估化学物的多个健康效应[9]。美国EPA的IRIS数据库中目前收录化学品511种，而目前生产企业日常使用的化学品达上万种，对于在数据库中查询不到风险评估参数的化学品，目前尚不能应用该模型进行评估。此外，其流行病学数据多来源于既往美国的研究，其吸入单元风险参数在我国的适用性还有待进一步考证。
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表 1 作业场所职业卫生调查结果
岗位 设备数量/台 岗位人数 接触时间/（h/d) 每周工作天数/d 平均工龄/年 防护设施设置情况 树脂切片 20 9 8 6 6 局部吸风罩 注塑 131 42 8 6 8 局部吸风管 组装 621 149 8 6 5 无局部排风设施 
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表 2 作业场所甲醛及防护设施检测结果
岗位 检测点数 检测样品数 检测浓度范围（mg/m3) 超标点数 控制点风速（m/s) 树脂切片 4 16 0.27~3.10 3 0.0 ~ 0.20 注塑 14 56 0.045~0.15 0 0.35~ 1.56 组装 24 96 0.036 ~ 0.33 0 (无排风设施） [注]甲醛最高容许浓度为0.5 mg/m3
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表 3 甲醛致癌风险评估
岗位 CA/
(μg/m3)ET/
(h/d)EF/
(d/年）ED/年 AT/h EC/
(μg/m3)IUR/
(μg/m3)Risk 风险判定 树脂切片 3 100 8 300 6 728 218.8 61.30 1.3 x 10-5 7.97 x 10-4 高 注塑 150 8 300 8 728 218.8 3.95 1.3 x 10-5 5.14 x 10-5 高 组装 330 8 300 5 728 218.8 5.44 1.3 x 10-5 7.07 x 10-5 高 [注]在计算时，甲醛职业接触限值取最高容许浓度（maximum allowable concentration，MAC），故CA取作业场所检测的最大值；ED取平均工龄
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[1] 中华人民共和国卫生部.工作场所空气中有害物质监测的采样规范: GBZ 159-2004[S].北京: 人民卫生出版社, 2006. [2] 中华人民共和国卫生部.工作场所空气中有毒物质测定方法: GBZ 160-2004/2007[S].北京: 人民卫生出版社, 2004/2007. [3] Office of Superfund Remediation and Technology Innovation Environmental Protection Agency. Risk assessment guidance for superfund:volume Ⅰ-human health evaluation manual(Part F, supplemental guidance for inhalation risk assessment)[M]. Washington D C:U.S. Environmental Protection Agency, 2009.
[4] 上海市卫生和计划生育委员会.上海卫生与健康大会发布纲要征求意见稿专家详解关键指标[EB/OL]. (2017-03-22)[2017-03-31]. http://www.wsjsw.gov.cn/wsj/n429/n432/n1488/n1489/u1ai140237.html. [5] U.S. Environmental Protection Agency. Formaldehyde[EB/OL].[2017-03-31]. https://cfpub.epa.gov/ncea/iris2/chemicalLanding.cfm?substance_nmbr=419.
[6] 中华人民共和国卫生部.工作场所有害因素职业接触限值第1部分: 化学有害因素: GBZ 2.1-2007[S].北京: 人民卫生出版社, 2007. [7] International Agency for Research on Cancer. IARC classifies formaldehyde as carcinogenic to humans: press release No. 153[A]. 2004-06-15.
[8] MCCALLUM V A. Formaldehyde added to human carcinogen list[EB/OL].(2011-11-01)[2017-03-31]. https://dceg.cancer.gov/news-events/linkage-newsletter/2011-11/research-publications/formaldehyde.
[9] 张美辨, 张鹏, 邹华, 等. EPA吸入风险评估模型在职业病危害风险评估中的应用[J].浙江预防医学, 2012, 24(12):46-49. doi: 10.3969/j.issn.1007-0931.2012.12.019 -
期刊类型引用(2)
1. 蒙瑞波，戎伟丰，张爱华，曾飞飞，胡嘉雯，吴邦华. 化学品挥发性有机组分检测实验室间比对结果分析. 中国职业医学. 2021(02): 167-170 . 
百度学术
2. 苏志丽. 中小化工企业职业卫生检测及其安全问题探究. 化工管理. 2018(31): 87-88 . 百度学术
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