轿车内有害挥发物来源及其健康风险评价

谢　毅

(广州纤维产品检测研究院，广东 广州 511440)

轿车内有害挥发物来源及其健康风险评价

谢毅

(广州纤维产品检测研究院，广东 广州 511440)

摘要：分析了轿车内有害挥发物来源，通过对轿车内饰用品实施样品监测，提出了主要有害挥发物种类；基于美国EPA健康风险评估模型，以及国内相关空气标准中有害挥发物限量要求，对9种有害挥发物的致癌风险值和非致癌危害指数进行了风险评价。结果表明：轿车内空气中苯和甲醛对人致癌风险为低风险，二甲苯、丙烯醛对人存在非致癌危害。建议国内车内空气标准中考虑有害挥发物总量水平。

关键词：轿车；有害挥发物；致癌风险；非致癌风险；风险评估

近年来，车内空气污染问题被认为是轿车业所面临的一大健康挑战，很多新车车内有毒有害挥发物严重超标已是不争的事实。据媒体报道，中国室内装饰协会空气监测中心曾对200辆车进行检测，发现如果参照室内空气质量标准，近90%的轿车都存在车内空气甲醛或苯含量超标问题，而且大部分车辆甲醛超标都在5倍以上。其中，新车车内的空气质量最差，有明显的刺鼻气味，甚至会严重刺激司乘人员眼睛。车内有害挥发物对人体健康的威胁不容小觑，长期处于有害挥发物超标的环境会对人体肝、肾、呼吸系统、造血器官、免疫功能等造成严重危害。目前，国内研究主要针对车内空气样品特性，而围绕其污染来源的内饰材料监测研究较少报道。本文拟通过车内主要内饰材料中有害挥发物监测，探讨有害挥发物对人体健康的风险。

1车内有害挥发物来源

除车外污染物和轿车自身排放污染物进入车内外，轿车内饰件被公认是车内有害挥发物最主要的来源，包括座椅、地毯、顶棚、门内饰、仪表台等原内饰件以及消费者后期添置的脚垫、靠垫、其它装饰物等内饰件。

(1)座椅。一般由金属骨架、缓冲垫(海绵)和表层面料构成，表层材料可采用纺织面料、人造革或者真皮，满足不同汽车配置及消费者的需求。

(2)地毯。地毯在轿车中主要应用于乘客舱和后备行李舱，一般采用聚丙烯、聚对苯二甲酸类塑料或聚酰胺纤维作为表层材料，通过单层的无纺纤维模压而成，或覆合再生无纺毡或发泡聚氨酯制成。

(3)顶棚。轿车为了满足顶棚隔热、隔音、吸音、安全的需要，顶棚一般采用发泡塑料或者纺织毛毡，用粘接或镶嵌的方法安装。其中，表面材料主要采用织物、聚氯乙烯膜；泡沫层多用硬质聚氨酯泡沫塑料板；基底多采用聚氨酯发泡片材、聚丙烯发泡片材、瓦楞纸、浸渍树脂的再生棉或玻璃纤维。

(4)门/柱。一般以硬质纤维板或聚丙烯木粉塑料板为基础材料，再层压或复合上聚氨酯内衬和聚氯乙烯薄膜或无纺布，骨架采用聚丙烯腈或柔性材料增强的聚丙烯，表面覆合面料或皮革，中间覆合聚氨酯发泡层。

(5)仪表台。由骨架材料、中间缓冲材料及表皮材料组成，骨架材料可采用纸浆板、改性聚苯醚或聚碳酸酯/聚丙烯腈共聚物，表皮采用聚氯乙烯/聚丙烯腈共聚物，中间层为半硬质聚氨酯泡沫填充层。

车内饰部件材料中含有的有机溶剂、助剂、添加剂等挥发性成分释放到车内环境，造成车内空气污染。比如：塑料制品中残留的有毒单体、裂解物、老化产生的有毒物质，以及制作过程中添加的稳定剂、增塑剂、发泡剂、着色剂、阻燃剂等添加剂带来的毒性。此外，皮革或纤维织物加工过程使用的胶粘剂、密封胶一般为多组分物质，基料中游离成分都有较高的毒性，是释放苯系物的重要来源，对人体损伤极其严重。

2车内主要有害挥发物种类

车内有害挥发物种类繁多。在对轿车车内空气质量进行评价时，目前国内外普遍关注的乘用车内污染物有甲醛、挥发性有机物(TVOC)、苯及苯系物、多环芳烃、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氨等。本文把内饰件材料作为有害挥发物的主要污染源(排除车外污染物和轿车自身排放污染物)进行分析，从汽车用品市场采集汽车座椅套、脚垫、靠背等，包括纺织品、皮革、人造革、塑料配件等不同材质用品共80批次，采用袋子法监测得到对人体健康危害大、相对稳定、易检测到的、有代表性的车内有害挥发物种类，其危害特征参考国际癌症研究机构(IARC)对相关挥发物致癌效应研究结果，详见表1。

表1　轿车内主要有害挥发物种类及其危害特征

3有害挥发物健康风险分析

国际癌症研究机构(IARC)和世界卫生组织(WHO)将有害化学物质分为有剂量阈值化学物质和无剂量阈值化学物质。阈限值理论认为，任何化学物质在低于某一剂量时，不会对机体产生危害；非阈限值理论则认为，任何化学物质即使在浓度很低的情况下，也会引起机体不可逆的伤害。对于致癌物质，一般认为无剂量阈值，只要微量存在即会对人体健康产生不利影响。对于非致癌物，认为有剂量阈值，低于阈值则认为不会产生不利健康的影响。美国环保署(EPA)已建立一系列风险评估指南，包括致癌物、致突变作用、重金属和人体健康等风险评估指南，其中人体健康风险评估手册(2009版)[1]的吸入风险评估指南提供了吸入化学污染物的健康风险评估模型，包括致癌物质风险评价模型和非致癌物质风险评价模型。

3.1致癌物质风险评价模型

针对致癌物质的风险评价，通过推导实验动物或人终身暴露于一个单位浓度(每1kg体重1mg暴露量)时超额致癌的概率，即致癌斜率因子；再根据平均日暴露量估算，最后得到致癌风险值。美国EPA对致癌物质提出了如下健康风险评估评价模型：

CancerRisk=LADD×PF

(1)

式(1)中：CancerRisk—致癌风险值；PF—致癌斜率因子(kg·d / mg)；LADD—平均日暴露剂量(mg/kg·d)。

平均日暴露剂量计算公式为：

(2)

式(2)中：CA—车内空气中有害挥发物实测浓度(mg/m3)；IR—人呼吸速率(m3/h)；ET—人每天暴露在车内污染空气中时数(h/d)；EF—人每年暴露在车内污染空气中天数(d/a)；ED—人终生暴露在车内污染空气中年限(a)；BW—人体体重(kg)；LT—人平均寿命相对应的天数(d)。

美国EPA对致癌物质健康风险接受水平评价遵循ALARP原则，即致癌风险值(Cancer Risk)分级判定符合最低合理可行原则：当致癌风险值低于10-6时，属于广泛可接受的风险(可容许风险)，当致癌风险值高于10-4时，属于除非在特殊环境下，风险无法接受；当致癌风险值介于10-4和10-6之间时，进一步风险降低已经不切实际或风险减少的花费超过获得的收益，属于低风险，可以容忍。

3.2非致癌物质风险评价模型

针对非致癌物质的风险评价，是对有害化学物质的人体暴露剂量进行准确定量后，再与有害化学物质的参考剂量(或参考浓度)进行比较的过程，通常采用危害指数法(HQ)定量评价模型：

(3)

式(3)中：RfC—有害化学物质(挥发物)的参考浓度(mg/m3)；EC—平均日暴露浓度(mg/m3)，如果暴露特征类似于急性暴露(<24h)，则平均日暴露浓度等于车内空气中有害挥发物的实测浓度，如果暴露特征类似于亚慢性暴露(30d至人平均寿命10%)或慢性暴露(人平均寿命10%以上)，则平均日暴露浓度计算公式为：

(4)

式(4)中：CA、ET、EF、ED与式(2)中相同，AT—人终生暴露在车内污染空气中年限相对应的小时数(h)，即AT=ED×365d/a×24h/d。

美国EPA提出的有害化学物质参考浓度(RfC)指的是有害挥发物在呼吸吸入暴露途径下，当人群健康风险值为10-6时(可接受风险临界值)的参考剂量。因此根据危害指数法定量评价模型，EPA将非致癌危害指数HQ<1的风险定义为不存在非致癌风险。

3.3车内空气污染环境暴露参数

评价有害挥发物进入人体的途径、方式和剂量是暴露评价，而暴露参数是暴露评价的依据。目前我国人群工作、生活、休闲等暴露参数数据还不够完善；近年来，国内学者陈小开[2]、张广山[3]等对我国部分地区人群在车内空气污染环境中暴露参数数据进行了一些调查；王宗爽[4]等对我国居民环境暴露参数进行了探讨。本文参考国内学者研究数据以及统计部门数据，选择车内空气污染环境暴露参数数据如表2所示。

表2　车内空气污染环境暴露参数数据

3.4车内主要有害挥发物风险分析参考数据

本文结合对汽车内饰用品材料实际采样监测数据，主要对苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛、氨等9种车内有害挥发物进行风险分析。通过查询美国EPA有害化学物质数据[5]及我国《GB/T 27630-2011乘用车内空气质量评价指南》和《GB/T 18883-2002室内空气质量标准》中有害挥发物限量数据，得到以上9种车内主要挥发物风险分析参考数据如表3所示。

表3　车内主要有害挥发物风险分析参考数据

3.5车内主要有害挥发物风险分析

根据国际癌症研究机构(IARC)研究结果，本文监测到的9种车内有害挥发物中苯和甲醛被确定为人类致癌物，甲苯等7种有害挥发物为非致癌物质或仍不确定为人类致癌物质。因此，本文仅对苯和甲醛采用致癌物质风险评价模型，对其它7种有害挥发物采用非致癌物质风险评价模型。结合表2、表3提出的暴露参数和风险分析参考数据，假设以国内标准中规定的限量值作为实测值,通过式(1)～(4)计算9种有害挥发物对人体健康风险情况。计算结果为：苯致癌风险值≤4.11×10-5，甲醛致癌风险值≤5.9×10-5；甲苯非致癌危害指数≤0.016，乙苯非致癌危害指数≤0.12，二甲苯非致癌危害指数≤1.07，苯乙烯非致癌危害指数≤0.02，乙醛非致癌危害指数≤0.40，丙烯醛非致癌危害指数≤178.37，氨非致癌危害指数≤0.14。

4结果与讨论

从对9种有害挥发物健康风险分析结果可以看出，依据美国EPA对致癌物质健康风险接受水平原则，在车内空气质量满足我国当前相关空气标准限量要求的前提下，长期暴露在车内污染空气中，苯和甲醛挥发对人致癌风险仍存在低风险，二甲苯、丙烯醛对人存在非致癌危害；尤其是丙烯醛，考虑到美国环保署提出的参考浓度，丙烯醛应禁止检出。同时，根据多种有阈污染物经同一暴露途径的综合健康风险理论，当存在多种有害挥发物时，其风险危害指数会叠加，而我国车内空气质量标准中仅单独提出各种物质的限量要求，还应考虑有害挥发物总量水平。

参考文献：

[1]US EPA. Risk Assessment Guidance for Superfund Volume Ⅰ:Human Health Evaluation Manual(Part F, Supplemental Guidance for Inhalation Risk Assessment)[Z].Office of Superfund Remediation and Technology Innovation Environmental Protection Agency,2009.

[2]陈小开.车内挥发性有机物的分析评价及吸附光催化研究[D].长沙:湖南大学，2011.

[3]张广山.北京市微型车内空气品质调查及驾车人员暴露评价研究[D].北京：北京大学，2005.

[4]王宗爽，段小丽，刘平，等.环境健康风险评价中我国居民暴露参数探讨[J].环境科学研究，2009，22(10):1164-1170.

[5]US EPA. Integrated risk information system of United States Environmental Protection Agency[EB/OL].Washington DC: Environmental Protection Agency,2015 [2015-09-20]. http://www.epa.gov/iris.

The Sources and Health Risk Assessment of Harmful Volatile Substances inside of Car

XIE Yi

(Guangzhou Fibre Product Testing and Research Institute，Guangzhou Guangdong 511440,China)

Abstract：The sources of harmful volatile substances were discussed.The main harmful volatile substances of automotive interior accessories were monitored. The carcinogenic risks and non-carcinogenic risks of nine harmful volatile substances were studied base on the health risk assessment models from US-EPA on the basis of the domestic air standards. The results showed that the carcinogenic risk of benzene and formaldehyde inside of car was low. The xylenes and acrolein have no-carcinogenic harm to people. Finally,the harmful volatiles volume should be considered in car air standard in China.

Key words：car; harmful volatile substance; carcinogenic risk; non- carcinogenic risk; risk assessment

收稿日期：2015-12-04

作者简介：谢毅(1982-)，男，汉族，江西省高安市人，硕士研究生，广州纤维产品检测研究院，标准化工程师，研究方向：产品质量安全风险评估与标准化。

中图分类号：X82

文献标志码：A

文章编号：1673-9655(2016)04-0082-04