《Frontiers in Public Health》:Exposure assessment of benzene, toluene, and xylene in petrol station attendants: methods, biomarkers, and the case for integrated monitoring: a narrative review
编辑推荐:
背景: 加油站工作人员(PSAs)因日常燃油加注作业而长期暴露于苯、甲苯和二甲苯(BTX)——商业汽油中存在的有害挥发性有机化合物,然而职业性BTX监测数据,尤其是来自低收入和中等收入国家(LMICs)的数据,仍然严重匮乏。职业环境中BTX的综合暴露评估涵盖四
背景: 加油站工作人员(PSAs)因日常燃油加注作业而长期暴露于苯、甲苯和二甲苯(BTX)——商业汽油中存在的有害挥发性有机化合物,然而职业性BTX监测数据,尤其是来自低收入和中等收入国家(LMICs)的数据,仍然严重匮乏。职业环境中BTX的综合暴露评估涵盖四种互补的监测方法,本研究以环境公共卫生范式(EPHP)为概念框架进行组织,包括:环境监测、个体监测、生物监测和生物效应监测。已发表的研究在PSAs中同时应用全部四种监测领域的程度仍属未知。
方法: 在PubMed、Medline和Google Scholar中对1992年1月至2024年12月发表的原始文章进行了文献检索。本叙述性综述纳入了报告PSAs或可比石油行业工人在至少一个监测领域数据的研究。
结果: 环境监测和个体监测记录了加油站点BTX浓度升高——在LMIC环境中经常超过国际职业接触限值(OELs)——所综述研究中苯浓度范围为0.1至超过6 ppm。生物监测证实了全身性苯吸收,尿中S-苯巯基尿酸(SPMA)和尿苯(U-BEN)成为最敏感和特异的生物标志物。生物效应监测记录了全球PSA群体中一致的遗传毒性、血液毒性、氧化应激和免疫紊乱。据研究人员所知,本综述中识别的已发表研究尚无一项在单一PSA队列中同时实施全部四种监测领域。
结论: PSAs的BTX暴露构成一个重大且未得到充分解决的职业健康问题,在LMICs中负担尤为不成比例。缺乏整合的多领域监测证据限制了针对这一脆弱劳动力群体制定循证职业健康政策。建议未来研究在单一、特征明确的队列中结合全部四种监测领域。
论文主体内容总结
1 引言
加油站属于石油天然气行业的下游部门。加油站工作人员(PSAs)——负责加注优质汽油(PMS)及其他石化产品的人员——可能长期暴露于挥发性有机化合物(VOCs)而缺乏充分监测。苯、甲苯和二甲苯(BTX)是商业汽油的主要芳香族组分,也是职业环境中最危险的VOCs之一。根据世界卫生组织(WHO),苯是1类人类致癌物,与急性髓系白血病及其他血液系统恶性肿瘤存在因果关联,且其致白血病效应不存在已识别的安全阈值。值得注意的是,国际癌症研究机构(IARC)和世界卫生组织(WHO)近期将汽油本身归类为1类致癌物(IARC专著第138卷,2026年),进一步强化了全球PSAs职业健康保护的证据基础。在大多数LMICs中,自助式加油并不存在;PSAs在每个工作班次中手动加注燃油,通常没有呼吸防护、工程控制或职业健康监测。暴露评估是确定职业健康预防措施必要性的基本前提。本综述采用源自环境公共卫生范式(EPHP)的四种监测领域作为概念组织框架来构建证据基础:环境监测、个体监测、生物监测和生物效应监测。EPHP最初在环境健康背景下开发,用以描述从环境污染到人类疾病的连续过程,此处应用于职业环境,因为相同的暴露连续过程——从来源、经环境和个体空气、到内部剂量和生物反应——直接适用于PSA工作场所。
2 环境公共卫生范式作为BTX暴露评估的组织视角
环境公共卫生范式(EPHP)在美国环保署环境报告中得到描述。它阐释了环境污染物暴露后人类疾病潜在发展所涉及的广泛因素或事件连续过程,从污染物释放自来源→经空气、水或土壤传输→进入人体→生物剂量→不良健康效应。尽管该范式是为群体水平环境监测而非职业暴露评估而开发,其序列逻辑直接映射到加油站环境中职业监测连续过程。在此作为PSAs BTX暴露的概念组织框架应用时,四个领域为:
2.1 环境监测:测量燃油泵附近或周围及一般工作场所环境中环境空气中的BTX浓度。环境监测确立工作场所危害,但不捕获个体吸收剂量或非吸入吸收途径。
2.2 个体监测:使用个体翻领或徽章式采样器在规定采样期间测量个体工人呼吸带区域中的BTX浓度。个体监测捕获反映工作模式和距来源距离的个体暴露,但不捕获皮肤或偶然摄入途径。
2.3 生物监测:测量血液或尿液中的BTX化合物或其代谢物,反映经所有暴露途径的总吸收内部剂量。关键尿液生物标志物包括尿苯(U-BEN)、S-苯巯基尿酸(SPMA)、反,反-粘康酸(ttMA)、马尿酸(HA)和甲基马尿酸(MHA)。
2.4 生物效应监测:测量BTX吸收的早期不良生物反应,包括遗传毒性标志物、血液学参数、氧化应激标志物、肺功能指标和免疫学改变。需承认,生物效应监测在此处的使用超出了经典职业卫生意义上暴露评估的范围。本综述将其作为暴露-剂量-效应连续过程的下游组成部分纳入,以促进讨论可能与BTX暴露相关的早期生物反应。
近期综述强调了该领域监测证据的碎片化。本综述更新了全部四个监测领域的证据基础,并提出了在PSAs中进行整合BTX暴露评估的必要性。鉴于该领域研究在暴露评估方法、生物标志物、分析技术、结局测量和研究人群方面差异显著,叙述性综合被认为是最合适的方法。本叙述性综述的核心研究问题是:已发表研究在加油站工作人员中应用四种互补监测领域(环境、个体、生物和生物效应监测)的程度如何,以及当前证据基础对今后在该脆弱职业群体——尤其是低收入和中等收入国家环境中——进行整合BTX暴露评估的方法学意义是什么。
3 方法
3.1 检索策略:使用PubMed、Medline和Google Scholar对1992年1月至2024年12月发表的文章进行文献检索。检索起始于1992年,因其对应一项涉及加油站工作人员的早期细胞遗传学研究。检索策略采用以下术语的布尔组合:(petrol OR gasoline OR filling station)AND(attendant OR worker)AND(BTX OR benzene OR toluene OR xylene OR BTEX)AND(environmental monitoring OR personal monitoring OR biomonitoring OR biological monitoring OR genotoxicity OR chromosomal aberration OR oxidative stress OR pulmonary function)。苯、甲苯和二甲苯被明确纳入检索词。
3.2 研究选择方法:作为叙述性综述,本研究不声称穷尽检索所有相关文献。采用务实的选择方法:纳入报告PSAs或可比石油行业工人BTX暴露(环境、个体、生物或生物效应监测)定量数据、以英文发表、年龄18岁或以上的原始文章。未评估四种监测领域中任何一种的研究、无原始数据的纯文献综述以及仅关注非石油行业职业暴露的研究不予纳入。叙述性综述不旨在穷尽,但同行评审者在修订期间识别的具体研究已被纳入以加强证据基础。
3.3 数据提取和分类:综述表格中的条目提供了结构化格式,用于从摘要和全文(如可得)中提取研究目标、设计、国家、人群特征、性别分布、对照组存在情况、监测方法和分析技术、评估的生物标志物、实际定量发现和关键局限性。提取的数据被分类为四个EPHP监测领域。研究人群、分析方法、采样方案和报告效应测量的显著异质性排除了荟萃分析;因此进行了叙述性综合。多项研究为多个监测领域贡献了数据,并在相关章节中讨论。
4 结果
所综述的研究涉及全部四个监测领域。大多数研究为横断面设计。多数在亚洲(泰国、印度、伊朗)、欧洲(意大利、西班牙)和拉丁美洲(巴西)开展。仅从撒哈拉以南非洲识别出三项研究,且没有一项在非洲PSA队列中同时进行全部四种监测领域。据研究人员所知,本综述中识别的已发表研究尚无一项在单一PSA队列中同时实施全部四个EPHP监测领域——这是本综述识别的一个显著证据缺口。
4.1 PSAs中BTX的环境监测:多项研究报告加油站工作场所的环境BTX浓度高于对照地点,尽管采样地点和方法不同。Zoleikha等人记录了操作员个体苯为1.28 ppm,约为伊朗TLV-TWA(0.5 ppm)的2.5倍,而某些采样点的最大环境苯值为5.103 ppm(约为0.5 ppm基准的10倍)。Allahabady等人报告平均环境苯为2.785 ± 1.461 mg/m3;引用的论文指出职业限值为0.5 ppm(正确换算后约为1.6 mg/m3),低于报告的总平均值。在泰国,Chaiklieng发现47个站点中有5个的BTEX联合危害指数(HI)超过1,47个站点中有2个(4.3%)超过研究中使用的100 ppb苯基准。Gonzalez-Flesca等人证明,第二阶段蒸气回收在经风速调整的比较中将泵附近的苯浓度降低了29–56%,效率与风速成反比。Tunsaringkarn等人发现,尽管加油站BTX浓度略高于路边,但站点(0.48)与路边(0.47)的B/T比值一致,表明道路交通对曼谷研究区域的苯有贡献。Salama等人报告沙特阿拉伯达曼和阿尔霍巴尔的高平均环境苯浓度分别为10.30 ppm和11.07 ppm。Xia等人确认加油区BTEX浓度显著高于办公室,同时观察到氧化应激生物标志物的差异,尽管BTEX值仍低于引用的中国国家职业标准。对Salama等人研究的一个关键分析警告是:MIRAN SapphIRe便携式环境分析仪是红外仪器而非基于GC的方法,报告的高值应谨慎解读。
4.2 PSAs中BTX的个体监测:PSAs的个体苯浓度范围从意大利加油服务站人员的单位数0.11 mg/m3(几何均数0.12 mg/m3)到伊朗加油站工人的平均值1.40 ± 0.80 ppm——最高值在缺乏蒸气回收系统的LMIC环境中记录,大幅超过ACGIH TLV-TWA(0.5 ppm)。Scheepers等人(斯里兰卡)记录了个体苯中位数为609 μg/m3,在按长工时调整后28%的测量值超过ACGIH TLV-TWA,并识别了包括主储油罐再注(峰值239 ppm)和储罐油位测量(峰值96.4 ppm)在内的特定高风险任务。Campo等人(意大利)记录PSAs个体苯中位数为59 μg/m3,对照组为4 μg/m3——在受监管的欧洲环境中超过14倍的差异。Scheepers等人实施了所综述个体监测研究中最整合的设计,同时收集个体空气样本、作为生物暴露代理的呼出气以及班前和班后尿SPMA。班后呼出气BTX浓度较班前高5–15倍;个体苯与呼出苯中度相关;班前SPMA在工作人员中高于对照组。Fracasso等人将个体监测、尿液生物标志物和遗传毒性评估结合在同一参与者中,发现彗星试验尾矩与个体苯暴露显著相关。Pandey等人通过PID测量空气BTX、通过GC–MS测量血液BTX,同时进行彗星试验和微核检测,提供了罕见的三领域数据关联。Periago和Prado证明了一个重要的时间发现:西班牙服务站人员的平均个体苯暴露从1995年的736 μg/m3降至2003年的163 μg/m3,这发生在欧盟指令98/70/EC实施之后,该指令自2000年1月起将汽油苯含量限制为最高1% v/v。女性PSA代表性在所综述的个体监测研究中仍然严重受限。Neghab等人是该选择中唯一纳入女性PSA的研究,200名暴露参与者中仅有6名(3%)为女性。吸烟是重要的潜在混杂因素,因为烟草烟雾对苯暴露有贡献,尤其是在低职业暴露水平下可增加尿液苯生物标志物。
4.3 PSAs中BTX的生物监测:尿ttMA是最常用的生物标志物,其次是尿酚、尿苯(U-BEN)、SPMA、血液BTX以及尿HA和MHA。ttMA在亚ppm苯浓度下特异性有限,因为膳食山梨酸也可增加尿ttMA;因此SPMA和U-BEN是低水平苯暴露评估的首选。在所综述研究中,SPMA范围从意大利加油服务站人员的中位数0.56 μg/g肌酐到印度加油站工作人员的平均值8.11 μg/L。由于这些值使用不同浓度基准表达,不应直接比较。两者均高于各自对照值;仅经肌酐校正的Lovreglio值可直接与ACGIH BEI(25 μg/g肌酐)比较,且低于该值。Fustinoni等人的方法学论文提供了U-BEN和SPMA作为监测工具的质量控制证据基础,证明U-BEN测定在报告浓度范围内可靠且适用于低暴露监测,而SPMA在低于1 μg/L浓度下可靠性较差。Rekhadevi等人报告在低苯暴露下生物标志物敏感性排序为:SPMA > U-BZ > U-Ph > ttMA,且SPMA与遗传毒性终点(染色体畸变和微核)的相关性强于ttMA。Tunsaringkarn等人观察到女性工人ttMA显著高于男性工人,提示所有PSA生物监测研究应进行性别分层分析。