伊朗装饰性建筑涂料中潜在毒性元素的随机健康风险剖析：蒙特卡洛模拟与风险评估

《Scientific Reports》：Stochastic health risk profiling of potentially toxic elements in Iranian ornamental construction paints: assessing and Monte Carlo simulation

本研究针对伊朗市售装饰性建筑涂料中潜在毒性元素（PTEs）污染问题，通过湿酸消解-ICP-OES分析Pb、Cr、Cd浓度，结合USEPA健康风险模型与蒙特卡洛模拟，首次系统评估了儿童与成人经口摄入、吸入和皮肤接触的致癌/非致癌风险。结果发现涂料中Pb（689.4-858.6 mg/kg）和Cr（698-946.4 mg/kg）严重超标，儿童经口摄入危害商（HQing）贡献96.8%总风险，Cr终身致癌风险（TLCR=3.3×10-3）超安全阈值33%，为发展中国家涂料安全标准修订提供关键数据支撑。

　　

当我们粉刷家居墙面时，或许从未想过那些鲜艳的涂料可能隐藏着健康威胁。在伊朗等发展中国家，建筑涂料中普遍添加含铅、铬等重金属的颜料以增强色泽稳定性，但这些潜在毒性元素（PTEs）可通过粉尘吸入、手口接触等途径持续影响人体健康。尤其儿童因体重轻、代谢快、频繁接触墙面且常有手口行为，成为最高风险群体。尽管欧盟已规定涂料中铅含量限值为90 mg/kg，铬限值为60 mg/kg，但发展中国家监管体系尚不完善，导致市售涂料重金属超标现象屡见不鲜。

为量化伊朗装饰性涂料中PTEs的健康风险，Birjand医科大学等机构研究人员在《Scientific Reports》发表最新研究，创新性地将蒙特卡洛模拟（Monte Carlo Simulation）引入风险评估流程。该研究采集16种主流品牌涂料样本，涵盖蓝、黄、黑、红、绿、白、棕七种常见颜色，通过电感耦合等离子体光学发射光谱（ICP-OES）分析发现：铅（Pb）浓度范围689.4-858.6 mg/kg，铬（Cr）浓度698-946.4 mg/kg，均远超国际标准，而镉（Cd）浓度较低（0.24-0.37 mg/kg）。黄色丙烯酸涂料重金属含量最高，铅、铬分别达858.6 mg/kg和946.4 mg/kg，凸显色素添加与污染程度的关联性。

关键技术方法包括：采用湿酸消解法前处理涂料样本，使用ICP-OES精确测定重金属浓度；运用USEPA健康风险模型计算经口摄入（D_ing）、吸入（D_inh）和皮肤接触（D_dermal）的日均暴露量；通过危害商（HQ）和危害指数（HI）评估非致癌风险，利用终身致癌风险（LCR）模型计算致癌概率；采用蒙特卡洛模拟进行10,000次迭代计算，通过敏感性分析识别关键风险因子。

3.1 涂料样本中重金属浓度

丙烯酸涂料重金属含量显著高于油性涂料，黄色颜料中铬浓度最高达946.4 mg/kg，超标15倍。统计显示水基涂料铅浓度（789.02 mg/kg）显著高于油基涂料（699.9 mg/kg），可能与乳化工艺中重金属稳定剂使用有关。

3.2 健康风险评估

3.2.1 非致癌风险

儿童经口摄入危害商（HQ_ing）占主导地位，铅和铬的HI值分别达3.01和4.05，显著超过安全阈值（HI>1）。成人仅铬的HI值（1.02）略超限值，证实儿童群体面临更高健康威胁。蒙特卡洛模拟显示，儿童铅暴露的95百分位HQ_ing达4.49，意味着5%的暴露场景风险值远超预期。

3.2.2 致癌风险

铬的终身致癌风险（TLCR）在儿童中达3.3×10^-3，超安全线（10^-4）33倍，其中经口摄入贡献2.9×10^-3。铅的致癌风险（8.8×10^-5）虽在允许范围内，但敏感人群仍存隐患。

3.2.3 不确定性与敏感性分析

蒙特卡洛模拟揭示金属浓度（C_metals）是经口暴露风险最主要影响因素（贡献率68%），体重（BW）与风险呈负相关。吸入暴露中空气摄入率（InhR）为关键参数，为风险管控提供精准靶点。

研究结论强调，伊朗装饰性涂料中铬、铅污染已构成实质性健康威胁，尤其对儿童群体。通过概率风险评估首次量化33%的儿童铬暴露致癌风险超限，为强制性标准制定提供科学依据。建议伊朗监管机构参照欧盟标准立即建立涂料重金属限量法规，禁止含铬颜料使用，并推动生产企业开展原料筛查。后续研究需扩大样本量，追踪涂料使用后室内粉尘重金属迁移规律，为儿童居住环境安全划定更精确的红线。