空气清新剂中香气特征的表征及吸入暴露的健康风险评估

《Environment International》：Characterization of fragrance profiles in air fresheners and health risk assessment from their inhalation exposure

　　

研究人员通过气相色谱-质谱联用（GC–MS）定量分析了韩国和欧盟空气清新剂中的58种香精过敏原。结果表明，芳樟醇（linalool）、柠檬烯（limonene）和香叶醇（geraniol）是空气清新剂中的主要成分。基于结构的分析将化学类别与多种健康危害联系起来。关联规则挖掘揭示了区域特定的香精混合模式。在最坏情景下，四种过敏原超过了非致癌阈值。

# 论文解读：空气清新剂中香精成分特征及其吸入暴露健康风险评估

## 研究背景与意义

香精物质广泛用于化妆品、洗涤剂、空气清新剂等日常消费品，约占室内挥发性有机化合物（VOCs）的20%，且其生产和消费持续增长。传统上，香精物质被认为安全，部分原因在于其被列入美国食品药品监督管理局（FDA）的“一般认为安全”（GRAS）清单。然而，随着香精使用量上升，消费者报告了头痛、呼吸道刺激和皮肤反应等健康症状，引发了对香精暴露潜在不良健康效应的担忧。现有科学证据表明，香精物质可能对人类和环境造成危害，例如柠檬烯具有神经毒性和遗传毒性，合成麝香佳乐麝香（galaxolide）在蛤蜊中引起生殖毒性。尽管已有超过4000种香精物质用于消费品，但仅有少数具有毒理学数据。对于毒理学数据不足的香精物质，已有研究进行了基于结构的危害预测，但主要集中于皮肤致敏这一单一终点，而对呼吸道刺激、生殖毒性和神经毒性等其他健康效应关注不足。此外，当前监管框架主要关注与皮肤致敏相关的致敏性香精物质标签，向消费者提供的其他潜在风险信息有限。因此，扩大证据基础对于提高公众意识和指导香精物质的风险管理至关重要。消费品对人体整体化学负荷贡献显著，但针对香精暴露的定量风险评估仍然有限。空气清新剂作为广泛使用的产品类别，其吸入暴露风险评估仅覆盖了少数物质。现有研究主要局限于个别地区，且缺乏详细的香精成分定量数据。因此，建立定量监测数据对于解决这些局限性并开展可靠风险评估至关重要。此外，跨区域产品特征分析有助于了解区域法规如何影响香精成分，以及理解文化偏好。本研究旨在评估香精物质的基于结构危害，并监测其在空气清新剂中的成分和浓度，以填补上述空白。论文发表在《Environment International》。

## 主要关键技术方法

研究人员采用气相色谱-质谱联用（GC–MS）技术，对韩国（n=50）和欧洲（n=41）市售空气清新剂中的58种单一香精物质（选自韩国和欧洲监管的86种物质）进行定量分析。通过ClassyFire对化学结构进行分类，并利用欧洲化学品管理局（ECHA）分类与标签清单、美国环保署（EPA）ChemView数据库、欧盟内分泌干扰物策略列表、国际癌症研究机构（IARC）分类及比较毒物基因组学数据库（CTD）等多源数据库进行危害识别。采用关联规则挖掘（ARM）分析香精物质组合模式。采用两层级风险评估方法：第一层级（Tier 1）进行筛查级评估，第二层级（Tier 2）对基于结构危害分析或列入高产量化学品（HPVC）清单的优先物质，在现实暴露情景下进行精细化评估。

## 研究结果

### 3.1 化学结构分类与危害确定
研究人员将58种致敏性香精物质映射至17种结构分类，发现单萜类（monoterpenoids）是最常见的结构类别（15种，25.9%），其次为羰基化合物（6种，10.3%）、倍半萜类（sesquiterpenoids，6种，10.3%）和苯甲酸及其衍生物（5种，8.6%）。危害分析显示，呼吸道刺激是最普遍的危害（30种，51.7%），主要与单萜类和甲氧基酚类相关；生殖与发育毒性（19种，32.8%）与苯甲酸衍生物和肉桂醛衍生物显著相关；神经毒性（15种，25.9%）与单萜类强相关，归因于其亲脂性便于穿透血脑屏障；遗传毒性（10种，17.2%）和内分泌干扰（8种，13.8%）也较为突出。这些发现表明特定结构特征同时决定香精功能作用和毒理学结局，可指导早期识别潜在有害香精物质。

### 3.2 韩国与欧洲空气清新剂中香精的检测频率与浓度
在韩国产品中，42种物质（72%）高于定量限（LOQ），几乎全部产品（49/50）含有至少一种致敏性香精，平均每产品含11种过敏原。芳樟醇（80%）、柠檬烯（60%）、香叶醇（60%）、α-蒎烯（56%）、乙酸芳樟酯（54%）和α-松油醇（54%）检测频率超过50%。芳樟醇对总香精浓度贡献最大（32%），平均浓度1.46×10⁴ mg kg^?1。欧洲产品中，13种物质检测频率>50%，包括芳樟醇（95%）、柠檬烯（90%）、α-蒎烯（90%）等。总香精平均浓度1.2×10⁵ mg kg^?1，芳樟醇贡献最高（27%）。跨区域相关性分析显示，韩国与欧洲产品在检测频率（r=0.87）和贡献占比（r=0.97）上高度一致，但平均浓度相关性较低（r=0.59）。铃兰醛（lilial）在韩国产品中检测率26%，平均浓度2.31×10³ mg kg^?1，而在欧洲仅12%且浓度低，反映监管差异。乙酸芳樟酯和α-松油醇在韩国监测研究中曾被忽视。

### 3.3 空气清新剂配方中偏好气味类别配对分析
通过关联规则挖掘（ARM）分析各区域贡献前10的物质组合，韩国产品中6种组合显示高频率（支持度>50%，提升度>1），包括香叶醇+芳樟醇（花香+花香，59.18%）、柠檬烯+芳樟醇（柑橘+花香，55.10%）等，最高提升度见于香茅醇+佳乐麝香（花香+麝香，1.36），表明对麝香组合的独特偏好。欧洲产品中35种组合满足标准，主导组合包括柠檬烯+芳樟醇（87.8%）、香叶醇+芳樟醇（85.4%）等，最高提升度见于香茅醇+α-己基肉桂醛（花香+花香，1.31）。芳樟醇在两地均作为关键调配剂，其多功能花香与多种香型有效配对。研究发现区域差异反映文化偏好，麝香类物质因低挥发性和高分子量可作为长效定香剂。

### 3.4 优先物质风险评估
在31种优先物质中，第一层级（Tier 1）评估显示，单萜类贡献了80%的暴露，樟脑（camphor）、乙酸芳樟酯（linalyl acetate）、α-己基肉桂醛（α-hexylcinnamaldehyde）和铃兰醛（lilial）的最大暴露水平超过安全阈值（危害商HQ>1），主要发生在室内凝胶/液体型产品中。然而，在精细化第二层级（Tier 2）评估下，所有物质的HQ均低于1，表明在现实暴露情景下无健康风险。非致癌危害指数（HI）在Tier 1中9/50产品超过1，但Tier 2中均低于1。α-己基肉桂醛因低吸入衍生无效应水平（DNEL）而显示最高HQ，但其GRAS分类与IFRA标准限制的矛盾凸显重新评估其毒理学特征的必要性。樟脑和乙酸芳樟酯在韩国空气清新剂中不受安全标签标准约束，消费者对其暴露无知。铃兰醛检测率从2007年42%降至26%，表明逐渐退出市场。

## 总结讨论

本研究首次综合表征了韩国和欧洲市场空气清新剂中香精物质的成分特征、基于结构危害概况和吸入风险。研究结论指出，在58种分析致敏性香精物质中，芳樟醇、柠檬烯和香叶醇最为普遍，少数物质主导总香精负荷且区域浓度差异大。基于结构分析将特定化学类别与皮肤致敏之外的多种健康终点联系起来，而关联规则挖掘揭示了由感官协同和文化偏好塑造的区域特异性混合模式。保守的第一层级筛查确定樟脑、乙酸芳樟酯、α-己基肉桂醛和铃兰醛为优先物质，其最大吸入暴露水平超过安全阈值（HQ>1）。这些发现表明，若干先前被认为安全的香精物质可能对空气清新剂吸入健康构成风险，强调了扩大监测范围、重新评估其毒理学特征以及优先考虑替代以保护公众健康的必要性。