世界卫生组织(WHO)颁布环境健康基准的历程及对我国的借鉴

杨立新

中国环境科学研究院， 环境基准与风险评估国家重点实验室， 北京 100012

随着科学技术的进步，人类对自然环境的开发、利用和影响达到了前所未有的程度，由此导致的环境质量变化、环境污染和环境破坏引发了一系列环境灾难和公共卫生事件. 环境因素导致的人类疾病和死亡被列入21世纪人类面临的最重要的挑战之一. 如水俣病[1]、印度博帕尔异氰酸甲酯泄露[2]和墨西哥湾深海漏油事件等[3]. 美国环境保护局(EPA)2015年发布报告指出，尽管化学物质排放量呈现下降趋势，但是2015年工业生产向大气和水环境分别释放或排放了3.13×108kg和8.7×107kg有毒化学物质[4]. WHO报告显示，2012年全球超过 1 260 万死亡(占总死亡的23%)与环境因素有关[5]，环境因素导致超过30%的全球儿童疾病负担[6]. 致癌化学物质暴露导致2%～8%的职业人群发生癌症，大气污染、室内空气和二手烟暴露导致一般人群肺癌发病率分别为14%、17%和2%[5].

1972年召开的联合国人居环境大会充分体现了人类对保护环境重要性的认知，明确提出保护和改善环境事关人类的福祉和经济发展[7]，建议WHO研究建立保护人类的标准[7]. 根据世界卫生大会有关控制环境因素导致健康风险的决议(WHA23.60、WHA24.47、WHA25.58、WHA26.68)和联合国环境计划理事会的提议[8]，1973年WHO启动了环境健康基准(EHC)项目，1980年并入化学品安全国际计划(IPCS)[9-10].

环境健康基准是在系统比较和综合分析环境化学物质、物理和生物因素对环境生物和人类健康影响的定性和定量关系研究成果的基础上，科学总结环境污染物暴露和健康效应的定量关系，提出保护人群健康的污染物暴露限值. 基准为鉴别新的和潜在的污染物，揭示污染物导致健康影响的知识局限，推动国际社会使用统一的毒理学和流行病学研究方法提供方法学. 环境健康基准不但可用于评估环境有害因素暴露导致的公众健康风险，而且为从事公共卫生、环境保护、科学研究人员和政策制定者提供科学依据和方法学. 截至2019年，WHO共出版了244个环境健康基准文件[11]. 1992年联合国环境和发展大会、可持续发展大会以及2017年世界健康大会通过了WHO化学物质路线图，明确环境健康基准评价化学物质风险的重要性[12].

1 WHO启动环境健康基准项目的背景

19世纪50年代后期，WHO开始关注评价化学物质和其他环境因素产生的健康危害，优先评价饮用水质量、食品添加剂、农药残留、城市大气质量等的健康风险，相继出版了饮用水导则，设立食品添加剂和农药日允许摄入量(ADI)和职业暴露限值[13]. 设立的暴露限值多数情况下没有考虑不同介质来源和不同暴露情景下污染物的总暴露量，因此在评价多种暴露途径产生的健康危害风险存在明显的缺陷[10]. WHO依据1972年联合国人类环境会议和世界卫生大会决议等，1973年启动了旨在对化学物质进行综合性健康风险评价项目即环境健康基准项目. 其主要目的：①综合分析已有的影响人体健康的环境污染物研究结果，提出保护人体健康的暴露水平指导限值；②系统梳理广泛应用于工农业和日用品中与健康有关的物理和化学因素，鉴别新的和潜在的污染物；③明确提出污染物暴露和健康效应科学认知的不足，鼓励、推动相关研究；④推动建立毒理学和流行病学标准方法. 事实上，WHO在启动环境健康基准项目伊始，纳入了污染物环境风险评价. 1980年由WHO负责管理，国际劳工组织(ILO)和联合国环境规划署(UNEP)参与的化学品安全国际计划启动后，环境健康基准项目纳入该计划. 该计划有两项任务：①为世界各国参与讨论化学物质暴露与健康和环境风险评估达成一致意见提供协商平台；②推动各国运用环境健康基准. 化学品国际安全计划(IPCS)为成员国制订、实施化学品安全管理政策提供科学数据和方法支持. 该计划得到世界经济合作与发展组织(OECD)、欧盟委员会(CEU)、国际纯粹和应用化学委员会(IUPAC)以及国际毒理学联合会(IUTOX)等机构的支持并共享科学数据[14].

2 WHO制订和出版环境健康基准的程序

2.1 确定环境有害因素的优先性

WHO依据：①已知或者可能产生健康危害的严重程度和发生频次，重点关注具有遗传、神经、发育毒性和致癌效应的环境因素；②广泛存在于人类生活环境且具有一定的质量/浓度；③具有持久性和累积性；④环境转化物或者代谢产物比母体具有更高的毒性；⑤受暴露的人群数量和人群易感性等指标筛选了70个环境因素作为第一批环境污染物. 随后分别于1980年、1984年、1987年和1995年按照以下原则相继确定了需要出版环境健康基准的环境因素清单. 主要原则包括：①是否存在健康和环境有害性的科学研究证据；②是否存在因使用而导致其在环境中持久存在、生物累积最终引起人类和环境受到显著暴露；③健康风险涉及的人群和自然物种的数量、特性及环境风险；④是否受到国际广泛关注；⑤是否存在充足的污染物有害性数据. 化学品国际安全计划秘书处通过咨询合作机构和所有参与制订基准的研究机构来决定是否启动制订、出版非优选清单污染物环境健康基准[14].

2.2 筛选环境健康基准参考资料

环境健康基准是在系统和综合分析所有与健康效应评价有关的发表和未发表研究工作的基础上起草，因此收集、筛选研究数据尤为重要. 环境健康基准项目通过与各个国家自然科学和健康研究机构开展紧密合作的方式，确保环境健康基准的科学性和公正性. WHO环境健康基准项目核心合作单位有20个成员国. 研究数据的收集、筛选由合作单位选派的技术专家来完成. 技术专家按照人群暴露评价、生物学效应机理和剂量效应关系的有效性和相关性原则来收集、筛选研究数据. 健康风险评价内容优先采纳涉及人类，按照伦理规范要求获得的研究结果，动物试验和细胞研究内容作为人类研究结果缺失部分的补充证据. 用试验动物研究数据来预测化学物质人体毒性效应时，必须明确说明其局限性[10].

注： 实线箭头表示正常程序，虚线箭头表示选择程序.图1 制订和出版环境健康基准(EHC)程序Fig.1 The flow chart of the procedures to publish EHC monograph

2.3 制订和出版环境健康基准的流程

制订环境健康基准遵循1973年WHO环境健康基准项目的方法和程序(见图1)[10,15]. 化学品国际安全计划委派1名环境健康基准质量主管/责任官员(responsible officer, RO)负责组织专家对环境健康基准初稿的科学性、质量和客观性进行审阅. 环境健康基准初稿一般由成员国根据国际潜在有毒化学品登记中心的数据，参考Medline和Toxline数据库中正式发表的研究成果起草. 一般通过两个途径起草初稿. 其一，通过整合核心合作国家提交的材料来形成基准草稿. 包括：①核心合作国家负责分析各自国家所有相关的研究成果. 研究成果包括正式发表或者以正式报告形式提交的实验、临床诊断、流行病学研究结果以及其他环境因素导致健康效应数据. ②由WHO指定的专家或者合作中心整合核心合作国家的材料形成草稿. 其二，如果成员国已经起草、形成和基准相似的文本，则由技术专家组/顾问或者合作中心负责起草基准草稿. 包括：①由专家个人准备基准材料和草稿；②由WHO合作中心负责准备材料和草稿. 责任官员根据专家意见对初稿是否达到第一稿的标准进行评判. 达到标准的稿件将分发给全球150个环境健康基准协作单位进行审阅，要求对第一稿的完整性、准确性、基准数据和材料是否充足给出明确的意见. 项目主任审阅根据不少于150份反馈意见修改后的第一稿，批准形成第二稿. 国际专家组成的任务组(task group)对第二稿进行同行评审(评审时间不少于6周). 通过召开任务组会议(task group meetings)，按照以下5个标准来审查环境健康基准文件：①基准文件是否收集和审阅了所有数据；②选用的数据是否与环境健康基准密切相关；③分析基准文件中的数据，确定读者是否能够依据实验、流行病学和临床研究结果做出自己的判断；④基准文本选择的科学数据是否具有健康意义；⑤对剂量效应、剂量反应关系和环境因素暴露导致的健康风险进行评价. 任务组成员需要评价基准文件的准确性、重要性和相关性，评审化学物质暴露导致健康和环境风险评价内容，提出需要进一步开展深入研究的方向，对提高环境安全性方面进行总结并提出建议. 任务组成员对以上内容的审阅必须以科学家和技术专家的个人身份进行. 任务组认为环境健康基准符合标准，责任官员对文本的科学性、完整性认可后，通过对文字、图表和参考文献进行编辑并形成正式文本，经化学品国际安全计划主任批准后，WHO进行印刷并正式发布. 环境健康基准更新需要遵循：①研究发现了可以从本质上改变风险评价结果的证据；②污染物暴露导致公众对健康和环境效应的关注；③污染物最后一次风险评价距今已经很长时间.

3 环境健康基准内容

3.1 环境健康基准的定义、术语和单位

环境健康基准的术语和相关定义. 基准(criteria)：污染物或者其他因素暴露在特定的情景中，根据环境和受体变化来确定风险或者不良效应程度之间的相关性. 暴露(exposure)：受体接受特定的物理或者化学因子的量. 靶生物/受体(target or receptor)：需要得到保护而避免特定风险的生命、人群或者其他. 风险(risk)：污染物暴露导致不良效应的期望频次，是一个统计学概念. 效应(effect)：暴露导致的生物学变化. 反应(response)：暴露人群中呈现特殊效应的人数，或者效应发生率. 剂量(dose)：导致实际效应的指定化学物质的量或者浓度，通常以单位体质量表示(per unit body weight)[10].

3.2 环境健康基准的内容

环境健康基准包括三部分内容：①概要. 主要是成果凝练和为解决认知不足需要开展的研究工作建议. ②主体内容. 主要包括物化特性和分析方法；暴露源；环境传输、迁移和转化；环境浓度和人群暴露；实验动物和人体代谢及动力学；哺乳类实验动物效应和细胞实验体系；人体效应-流行病学和临床研究；其他实验生物和环境生物效应；人体健康风险评价和环境效应；保护人类健康和环境的结论和建议；进一步研究内容；已有的相关评价. ③环境因素暴露导致的健康风险. 主要来源于大气、食物、水和其他暴露源对总暴露剂量的相对贡献；剂量效应关系；剂量反应关系；暴露指导值或剂量限值指导值[10].

目前，WHO共计出版了244个环境健康基准文件(见表1)，包括33个方法学、2个总结报告，7个更新(第2版)和5个环境影响基准.

表1 世界卫生组织(WHO)环境健康基准(EHC)核心内容

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4 制订环境健康基准面临的挑战

4.1 环境健康基准与环境质量标准

良好的环境是提高生活质量和延长人类寿命的前提，预防和控制环境因素导致的人类疾病、伤害和健康影响成为环境健康研究的核心内容. 以保护人类个体、群体和后代免受环境危险因素导致的有害效应和健康结局的环境健康基准是制订环境政策的主要依据之一. 理论上，环境质量健康标准最大限定浓度应低于化学物质的阈值浓度. 设立潜在环境危险因素可接受风险水平对于要保护的人群来说不但涉及伦理因素，而且是制订基于风险评价为基础的环境质量标准的关键. 实际上，设立环境健康标准不但需要考虑不同国家社会、文化因素和经济发展状况，而且需要考虑实际污染现状和科技发展水平. 这些因素虽然影响不同国家制订环境质量健康标准，但是需要坚持环境质量健康标准以保护人体健康为目的的科学原则. 环境质量标准是鉴别环境介质中污染物导致和可能导致的环境损害、损害程度、损害地点和发生损害来源的重要依据，在支持环境管理者评价环境质量保持和改善的实际情况中发挥重要作用. 预防性、环境公平性、环境可持续性和谁污染谁治理原则已经被广泛应用于降低污染物导致健康风险和环境损害的目标管理过程.

4.2 环境健康基准研究面临的挑战

保持和改善环境质量是21世纪人类面临的最迫切的任务，也是实现：①到2020年完成对化学物质和废弃物全周期环境管理，显著减少大气、水和土壤释放和排放量，最大程度降低对人类健康和环境的影响. ②到2030年持续减少由危险化学物质，大气、水和土壤污染导致的人类死亡和致病人数等人类可持续发展目标要求[16]. 预计在2030—2050年由气候变化产生的影响将导致每年25万超额死亡，因此气候变化被列为21世纪最紧迫的环境健康事件[17]. 城市化进程、大面积的热带雨林消失、草场退化和荒漠化等环境变化，有毒有害物质在环境中的广泛存在、累积，突发漏油、化工厂爆炸、核电厂事故、泥石流等造成的环境灾难，渔业资源短缺和粮食供应危机等给传统的环境健康和环境风险评价方法提出了挑战[17-19]. 环境健康和环境风险评价方法以相对独立的方式建立和发展. 以危害识别、剂量效应关系、暴露评价和风险表征为主要内容的健康风险评价方法虽然为制订污染物排放限值、环境质量标准等管理政策提供了重要支持，但由于其适用于评价一种环境因素导致的健康风险和单一的评价方法等特点，不适用于对多因素复杂的相互作用导致的健康风险和动态影响的有效评价，因此要解决由多种化学物质、来源于多种介质、多种暴露途径、不同物种相互作用的现实环境的风险评价需要新的方法学[20-24]. 环境健康基准主要依据传统的环境健康风险评价方法来确定、建立单一环境因素的暴露限值，没有考虑多因素作用方式下的环境健康风险. 为了推动对现实环境因素健康风险的有效评价，在化学品国际安全计划主导和推动下，研究建立一种综合性风险评价方法. 该方法通过对人类、生物区系和自然资源的系统风险进行科学与综合分析的基础上，实现对人体健康风险和生态风险的评价.

4.3 争论

不同国家是否需要按照各自的方法，研究、制订同一种/类化学物质环境质量标准是一个持续争论的话题. 现有证据支持以下观点：①许多国家经过30多年的持续研究，多数国家建立的水环境质量标准不超过50个；②建立一个环境质量标准一般需要2～3年，花费5万至15万美元，还需要解决标准的不确定性并考虑所涉及化学物质的经济和社会影响；③绝大多数国家确定的优选化学物质清单和所使用的环境质量标准推导过程基本相同，因此具有建立国际统一环境质量标准的可能；④污染物呈现跨国界传输，全球化过程也使得污染源呈现国际化趋势[25]. 尽管不同国家制订污染物管理政策的优先性不同，但是环境质量健康标准具有通用的科学基础即环境健康基准，因此通过建立国际认可的、科学的准则作为各国家环境质量标准/基准/导则制订方案具有可行性.

5 WHO出版环境健康基准对我国的借鉴

系统梳理、总结WHO环境健康基准发展的历程和244个环境健康基准的核心内容发现：①充足和有效的环境污染物的赋存特征，人群暴露途径和代谢过程，毒性效应和健康结局关系研究数据是出版环境健康基准的根本前提；②通过建立科学、合理的方法来确定环境污染物的优先性是制订众多产生有害健康效应环境因素健康基准的合理途径；③在广泛征求长期从事相关领域研究学者意见的基础上，由长期研究特定污染物的学者组成的专家委员会对环境健康基准的审阅是保障环境健康基准科学性的有效管理方式. ④依据传统的环境健康风险评价方法，即危害识别、剂量效应关系、暴露评价和风险表征来确定和设立污染物暴露限值.

改革开放40多年来，我国科学研究取得了长足的发展和进步. 经过多年的研究和积累，初步建立了我国环境基准理论和方法学[26-30]，为构建符合我国区域特征和适应我国人口、社会、经济发展特点以及环境污染现状、科技发展水平的环境质量标准创造了条件. 目前，我国开展的环境健康基准研究主要关注土壤环境质量和地表水中涉及人体健康的部分污染物，提出了保护水生生物、人体健康、湖泊营养物和沉积物等多种类型污染物的环境基准建议值. 这些基准建议值是依据单一污染物的风险评价结果，没有考虑多种环境因素的相互作用，也没有考虑社会、经济等因素可能对健康风险评价产生的影响. 因此，依据基准建议值而设立的环境质量健康标准可能对人体健康产生不利的影响.

借鉴WHO出版环境健康基准的经验，建议：①运用组学和高时空人群精细化暴露评价等技术方法，开展环境致病因素和健康结局因果关系研究；②建立有效评价环境多因素暴露和社会、经济发展状况等综合效应导致健康风险的方法；③加强对影响我国居民健康，以及在环境介质中赋存量高的新型环境污染物健康基准研究；④推动建立符合我国环境质量管理需要的环境健康风险评价技术方法.

随着科学技术发展和研究手段的多样化，高时空分辨率实时动态信息获取和采集的实现，为开展环境因素个体和人群精细化暴露评价和健康风险来源解析提供了可能. 基于我国在环境科学、毒理学、流行病学、暴露科学、风险评价、大数据开发和挖掘等领域的发展和研究积累，通过协同攻关和国际合作，借鉴化学品国际安全计划主导和开发的综合性风险评价方法，构建基于环境多因素的健康风险综合分析方法和基准方法体系，为出版基于综合暴露风险评价的环境基准，以应对全球气候变化、环境污染物复合暴露、社会和经济发展状况等产生的有害健康效应和不良健康结局的挑战.