西班牙幼儿阻燃剂暴露评估:基于i-SVOC模型的室内污染预测与健康风险研究

【字体: 时间:2025年07月28日 来源:Environmental Pollution 7.6

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  本研究针对阻燃剂(FRs)在室内环境中的暴露风险问题,通过i-SVOC模型动态模拟三(氯异丙基)磷酸酯(TClPP)和磷酸三苯酯(TPhP)在西班牙幼儿生活环境中的分布特征。研究验证了模型在空气/灰尘浓度预测的可靠性,发现通风条件对污染物水平影响显著,估算幼儿经吸入途径的暴露量达5.51 ng/kg bw/day,虽未超过安全阈值,但揭示了婴幼儿特殊暴露途径的重要性。成果为SVOCs的室内行为研究提供了创新方法学支持。

  

在现代社会,阻燃剂(Flame Retardants, FRs)作为降低材料易燃性的化学添加剂,广泛存在于家具、电子产品的聚氨酯泡沫和塑料中。这些半挥发性有机化合物(Semi-Volatile Organic Compounds, SVOCs)会持续释放到室内环境,通过空气和灰尘途径被人体吸收。特别令人担忧的是,幼儿因手口行为频繁、贴近地面活动等特点,成为暴露高风险人群。已有研究表明,有机磷系阻燃剂(Organophosphorus Flame Retardants, OPFRs)如三(氯异丙基)磷酸酯(Tris-(1-chloro-2-propyl) phosphate, TClPP)和磷酸三苯酯(Triphenyl phosphate, TPhP)具有干扰甲状腺激素稳态、影响神经发育等潜在危害。然而,传统环境监测方法成本高、周期长,难以满足大规模暴露评估需求,亟需发展可靠的预测模型。

西班牙庞蒂恩德大学医院(Hospital El Poniente)联合多机构研究人员在《Environmental Pollution》发表的研究,创新性地应用i-SVOC动态模型,首次对西班牙幼儿的FRs暴露开展系统评估。研究采用"三R原则"(Reduce, Replace, Refine)指导下的计算毒理学方法,通过整合西班牙GENEIDA出生队列的环境问卷数据,模拟不同通风条件(高/低)和排放强度(高/中)组合下的四种暴露场景,并采集20个室内环境的实测数据进行模型验证。

关键技术包括:1) 采用i-SVOC软件模拟SVOCs在室内多介质(空气/PM10/PM2.5/灰尘)的动态分布;2) 基于403名12-24月龄幼儿的家庭环境参数进行聚类建模;3) 通过LC-MS/MS检测尿液中代谢物双(1-氯-2-丙基)磷酸酯(Bis(1-chloro-2-propyl) phosphate, BClPP)和二苯基磷酸酯(Diphenyl phosphate, DPhP);4) 结合美国环保署(EPA)参考剂量进行非致癌风险评估。

【模型验证】
通过对比20个室内采样点的实测数据,发现模型能准确反映TClPP和TPhP的分布规律。低通风(1.2 h-1)场景下污染物浓度比高通风(21 h-1)高出一个数量级,证实通风是影响室内水平的关键因素。特别值得注意的是,TPhP在灰尘中的模拟浓度(1.09×10-1 μg/g)与实测值(1.31 μg/g)高度吻合(Spearman r=0.75)。

【队列暴露特征】
对GENEIDA队列的模拟显示:1) TClPP暴露主要来自空气吸入(5.51 ng/kg bw/day),占总暴露量的99.9%;2) 居住空间体积与污染物水平呈显著负相关(r~-0.7);3) 电子设备数量与TPhP暴露正相关(r=0.5-0.6),印证了电子产品作为OPFRs重要来源的假设。

【健康风险】
风险商(Hazard Quotient, HQ)分析表明:1) TClPP的HQ值(5.51×10-4)虽低于安全阈值,但显著高于TPhP(7.87×10-5);2) 12月龄幼儿的暴露风险比24月龄高13%,反映婴幼儿发育早期的特殊脆弱性。

这项研究的突破性在于建立了适用于欧洲住宅特征的SVOCs预测模型,为替代动物实验的"新评估方法"(NAMs)提供了重要工具。模型与生物监测数据的差异(如BClPP尿浓度与模拟暴露无显著相关)提示需纳入饮食、多环境暴露等复杂因素。从公共卫生角度看,研究为制定基于通风优化的儿童环境健康干预策略提供了科学依据,同时呼吁关注电子设备更新换代过程中新型FRs的潜在风险。未来研究可结合室内空气质量智能监测技术,实现暴露评估从"静态预测"向"动态预警"的跨越。

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