综述:评估非终身暴露的框架:推进饮用水质量的毒理学风险评估

【字体: 时间:2025年05月26日 来源:Archives of Toxicology 4.8

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  本综述聚焦饮用水中化学污染物的非终身暴露(LTL)风险评估,指出现有方法对浓度随时间变化的污染物评估不足。开发了决策树框架,分四步评估风险,并通过铅暴露案例验证,为水质管理和健康风险评估提供新工具。

  

饮用水中非终身暴露的毒理学风险评估框架构建与应用


研究背景与现状


化学污染物通过农业、工业等途径进入环境,导致饮用水源中污染物种类增多。当前风险评估多基于终身慢性暴露假设,但实际暴露常呈间歇性、波动性,如短期(1-14 天)、中期(1-7 年)暴露等。欧盟虽提出 “一种物质一次评估” 理念,但针对饮用水中随时间变化的污染物,缺乏明确的非终身暴露(LTL)风险评估方法。

非终身暴露的定义与类型


LTL 暴露指暴露时长小于 70 年的情况,包括间歇性(非连续规律)和波动性(无规律)暴露。其毒性效应与慢性暴露不同,例如间歇性暴露可能因暴露周期的时长、频率和强度影响毒性结果,且可能导致体内化学物质浓度峰值,引发急性毒性效应。

健康指导值与风险评估方法


健康指导值(HBGVs)是基于科学的建议值,用于确定具有毒性阈值物质的最大允许暴露量,如可接受每日摄入量(ADI)、参考剂量(RfD)等。传统 HBGVs 主要基于慢性暴露研究,但对于急性和亚慢性效应,需采用急性参考剂量(ARfD)等短期暴露限值。此外,阈值 of toxicological concern(TTC)方法可在缺乏特定毒性数据时评估低水平化学暴露风险。

LTL 风险评估框架的构建


提出的 LTL 风险评估框架为决策树形式,包含四个步骤:

  1. 化学污染物识别:通过目标化合物分析和非目标筛查(NTS)等方法识别饮用水中的化学污染物,同时考虑降解产物的毒性。
  2. 暴露评估:若暴露水平超过健康饮用水限值(GLVs),则进行 LTL 暴露评估,计算平均每日剂量(ADD)、终身平均每日剂量(LADD)和急性剂量率(ADR),并关注峰值暴露浓度。
  3. 危害评估
    • 致癌效应:根据作用机制(MoA)分为遗传毒性和非遗传毒性致癌物。非遗传毒性致癌物有阈值,遗传毒性致癌物一般认为无阈值,采用线性无阈值模型。
    • 非致癌效应:基于现有急性或亚慢性毒性数据,若数据不足,考虑化学物质的毒代动力学和毒效动力学特性,评估是否存在生物累积。

  4. 风险表征:整合暴露和危害评估信息,对非致癌物通过危害商(HQ)评估,对致癌物根据作用机制计算增量终身癌症风险(ILCR)。

铅暴露案例研究


以荷兰某家庭饮用水中铅(Pb)的波动性暴露为例,通过 EPANET 模型模拟铅从管道中的溶出,评估儿童和成人的暴露剂量。结果显示,非致癌风险的 HQ 值均小于 1,但致癌风险超过可接受水平(1×10-6),儿童风险更高。尽管案例基于最坏情况假设,但表明 LTL 风险评估可有效识别短期暴露风险。

讨论与展望


该框架为饮用水中 LTL 暴露风险评估提供了实用工具,但存在数据不足问题,如缺乏污染物浓度时变数据和急性毒性数据,且未考虑化学混合物的联合效应。未来需完善短期 HBGVs,发展混合物风险评估方法,结合先进分析技术和建模工具,提升评估准确性。同时,应将框架纳入监管实践,采用适应性监测策略,主动应对新兴污染物。

结论


研究开发的决策树框架可有效评估饮用水中化学污染物的 LTL 暴露风险,通过铅案例验证了其适用性。然而,数据缺口和混合物评估等挑战需进一步研究解决,以更好地保护公众健康和饮用水安全。

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