空气净化器甲醛二次污染健康风险初步分析

吴志健 陈金珍 丘文广 吴君远 梁森涛 叶元坚 李晓增 蔡锦安

（广州质量监督检测研究院 广州 511447）

引言

空气净化器可以有效提高室内空气清洁度，在很大程度上改善室内空气质量，是近年来新兴的家用电器产品。近年因为空气污染事件的频现、雾霾天气的频发以及新冠肺炎疫情的爆发等原因，空气净化器从最初的小众产品，逐步进入了大众的视野。

目前所售卖的空气净化器采用的净化模式基本都是风机抽风+滤网过滤。笔者前期研究发现，基于这种净化模式，当空气净化器吸附净化甲醛到达一定程度后，甲醛有不同程度的返释放，存在给室内空气造成甲醛二次污染的可能[1]。室内环境中甲醛污染是社会关注的热点话题之一。甲醛具有很高的毒性，早已被世界卫生组织（WHO）确认为致癌物质和致畸形物质，是公认的变态反应源，也是潜在的强致突变物质之一[2]。而我国居民每天有超过80 %的时间是在室内、车内环境中度过的[3]，若人体长期处于甲醛污染环境或者经常吸入少量甲醛，会造成慢性中毒，严重危害人体健康[2]。因此，有必要对空气净化器甲醛二次污染的健康风险进行评估。

本文以前期研究为基础，通过建立空气净化器甲醛二次污染释放经呼吸暴露途径的暴露量计算模型，结合美国环保署（USEPA）推荐的可接受致癌风险值与可接受非致癌风险值，初步对空气净化器中甲醛二次污染的健康风险进行评估。

1 实验部分

1.1 样品采集和测试结果

从空气净化器生产领域以及流通领域（线下实体销售和线上网购平台）随机采购30 批次涵盖高、中、低3 个档次的空气净化器（其中，家用净化器为19 批次、车载净化器为11 批次）。通过加载甲醛污染物，使得空气净化器的滤网吸附净化甲醛到一定程度后，再测得出风口的甲醛浓度，然后减去背景值，得到空气净化器甲醛二次污染释放量。发现：家用、车载空气净化器甲醛二次污染平均释放浓度分别为0.056 mg/m3、0.007 mg/m3[1]。

1.2 评估方法

现行的风险评估相关标准GB/T 22760-2020《消费品安全风险评估导则》所推荐的风险矩阵法[4]较难量化空气净化器甲醛二次污染的风险危害，考虑到甲醛的主要风险是对接触者的健康产生潜在危害，属于使用者健康风险的范畴。为此，本文参考USEPA 的健康风险评价法和欧盟（EU）风险评价技术导则，结合家用空气净化器、车载空气净化器自身的不同使用特点，建立甲醛二次污染释放经呼吸暴露途径的暴露模型，然后，通过计算得到不同使用者在不同使用场景时的暴露量，并以此为基础，评估空气净化器甲醛二次污染的健康风险。

1.3 暴露量计算模型

针对空气净化器甲醛二次污染的监测结果，考虑到甲醛主要经呼吸道进入人体并危害人体健康，因此参考USEPA 和EU 对化学物质暴露量的计算模型[2,3]，建立了甲醛经呼吸暴露途径的暴露量计算模型，见公式（1）：

式中：

Ex—呼吸每日暴露量，单位：mg/（kgBW×d）；

CA—污染物的质量浓度，单位：mg/m3；

AIR—呼吸速率，单位：m3/h；

ET—暴露时间，单位：h/d；

EF—暴露频率，单位：d/y；

ED—暴露周期，单位：y；

BW—人体体重，单位：kgBW；

AT—计算平均暴露量的时间段，单位：h。

1.4 健康风险评价方法

由于甲醛除了有致癌性以外，也有非致癌性风险。因此，对于不同类型的风险将使用不同模型进行表征。

致癌风险评价模型，见公式（2）：

式中：

Rc—致癌风险，无量纲；

I U R—吸入单元风险，又称斜率系数，单位：（μg/m3）-1。

据USEPA 综 合 风 险 信 息 系 统（IRIS）[7]：甲 醛IUR=1.3×10-5（μg/m3）-1。

致癌物的长期平均暴露浓度CL按公式（3）进行评估：

式中，

CL—致癌物的长期平均暴露浓度，单位：μg/m3。

非致癌风险评价模型，见公式（4）：

式中：

Rn—非致癌物造成人体健康风险的危害值，无量纲；

Ex—呼吸每日暴露量，单位：mg/（kgBW×d）；

RfD—非致癌物参考剂量，单位：mg/（kgBW×d）。

据USEPA 综合风险信息系统[7]：甲醛RfD=0.200 mg/（kgBW×d）。

2 评估模型各参数取值

2.1 污染物浓度CA

空气净化的甲醛二次污染释放量，要考虑两种情况：一是浓度比较均衡，另一种是浓度不均衡。如果直接计算浓度平均值或者取浓度中位值，则可能存在代表性不足的情况。因此，本文通过对所评估的空气净化器甲醛二次污染释放浓度进行检验收集，然后再利用置信上限（UCL）的计算方法处理空气净化器甲醛二次污染释放浓度，得到空气净化器中甲醛二次污染释放浓度的估计值，从而计算出甲醛污染物对人体的暴露浓度。用UCL计算方法得到的暴露浓度可以反映空气净化器甲醛二次污染的整体浓度情况。

黄国忠《产品安全与风险评估》[4]给出了USEPA 发布的有毒有害化学品的环境暴露评估工作指南文件中UCL 计算方法的总结。本文选择了校准中心限量方法进行计算，见公式（5）：

式中：

UCL1-α—均值的单侧1-α 置信上限；

X—甲醛释放量的算术平均值；

n—批次；

s—标准偏差；

β—样本倚度。

计算方法见公式（6）：

zα—服从标准正态分布的（1-α）th 分位值。

根据公式（5）、（6），结合空气净化器甲醛二次污染释放量的监测数据：家用、车载空气净化器甲醛二次污染平均释放浓度分别为0.056 mg/m3、0.007 mg/m3。计算得到的数据如表1 所示。其中，家用、车载空气净化器导致的增加暴露浓度分别为0.063 mg/m3、0.010 mg/m3。考虑到GB/T 18883-2022 规定我国室内甲醛浓度限值[5]为0.08 mg/m3、GB/T 27630-2011 规定我国乘用车内甲醛浓度限值[6]为0.10 mg/m3。那么，使用家用空气净化器因甲醛二次污染可能导致的室内甲醛最大暴露浓度为0.143 mg/m3、使用车载空气净化器因甲醛二次污染可能导致的室内甲醛最大暴露浓度为0.110 mg/m3。因此，家用、车载空气净化器甲醛二次污染的质量浓度CA 分别取0.143 mg/m3、0.110 mg/m3。

表1 甲醛释放量的UCL 计算数据

2.2 呼吸速率AIR

长期暴露指重复暴露时间大于30 天而小于人类寿命10 %[11]。因此，根据空气净化器的使用特点，空气净化器甲醛二次污染释放经呼吸暴露途径的暴露量计算模型中，呼吸速率AIR 应取长期暴露呼吸速率。根据王叶晴等人[11]研究，我国居民中，成年男性（大于18 岁）长期暴露的呼吸速率为19.02 m3/d，成年女性（大于18 岁）长期暴露的呼吸速率为14.17 m3/d；未成年男性（0 ～18岁）长期暴露呼吸速率平均值为8.74 m3/d，未成年女性（0 ～18 岁）长期暴露呼吸速率平均值为8.47 m3/d。按模型单位换算，则为：成年男性0.79 m3/h、成年女性0.59 m3/h；未成年男性0.36 m3/h、未成年女性0.35 m3/h。空气净化器在计算时候取成年人（大于18 岁）平均值为0.69 m3/h，未成年（0 ～18 岁）平均值为0.36 m3/h。

2.3 暴露时间ET、暴露频率EF 和暴露周期ED

暴露时间ET 是指个人每天暴露在甲醛污染物中的小时数。根据家用、车载空气净化器产品的日常使用特点，家用空气净化器ET 取8.0 h/d，车载空气净化器ET 取2.0 h/d。

暴露周期ED 是指个人持续接触甲醛污染物的年数。根据空气净化器滤网寿命，假设接触人员持续接触1.0年，因此家用、车载空气净化器暴露持续时间ED 均取1.0 y。

暴露频率EF 是指个人每年持续接触甲醛污染物的天数。根据家用、车载空气净化器产品的日常使用特点，家用空气净化器取值按365 d/y 计算，车载空气净化器取值按工作日250 d/y 计算。因此，家用空气净化器和车载空气净化器暴露频率EF 分别为365 d/y、250 d/y。

2.4 人均体重BW 和平均暴露时间AT

根据《中国人群暴露参数手册概要 儿童卷》[12]、《中国人群暴露参数手册 成人卷 概要》[13]，我国未成年人（0 ～18 岁）的平均体重为21.2 kg；成年（18 岁以上）男性和女性平均体重分别为66.1 kg 和57.8 kg。为简化计算，本文建立的暴露模型中，成年人体重BW 取成年男性与女性的平均值62.0 kg。

在进行甲醛非致癌评估时，AT 取值等于甲醛污染物暴露持续时间，即家用空气净化器甲醛二次污染平均暴露时间AT 为1.0×365×8.0=2 920 h，车载空气净化器甲醛二次污染平均暴露时间AT 为1.0×250×2.0=500 h。而进行甲醛致癌评估时，AT 取值等于人的预期寿命。按中国居民人均预期寿命78.2 岁（2021 年）[13]，折算成平均暴露时间AT 为：78.2×365×24=685 032 h。

综上所述，空气净化器不同使用者、不同使用场景下各参数取值情况见表2。

表2 空气净化器甲醛二次污染暴露模型中各参数取值

3 模型计算及结论

根据表2 数据，结合相关公式（3），计算得到家用、车载空气净化器导致的致癌物长期平均暴露浓度CL分别为0.610 μg/m3、0.080 μg/m3。

结合相关公式（1）、（2）、（4），得到计算结果见表3。

表3 空气净化器甲醛二次污染暴露模型计算结果

在风险评估中，致癌风险值Rc值的意义是指终生暴露于某种污染物中使1 个人增加致癌的机会为Rc，或者使1/Rc的人中仅有1 人致癌。USEPA 推荐的可接受致癌风险值Rc为10-6～10-4[15]，意即如果所得结果大于10-4（污染物可以使得1 个人增加致癌的机会为万分之一或者一万个人中有一人致癌），则表明致癌的风险高；如小于10-6（污染物可以使得1 个人增加致癌的机会为百万分之一或者一百万个人中有一人致癌），则认为不存在致癌风险。而非致癌风险方面，Rn＞1 时表明存在风险，若比值越大，则风险越大。

本次空气净化器甲醛二次污染释放风险评估致癌风险测试结果均在USEPA 规定的可接受范围内，风险发生概率分别为7.92×10-6（1/126 263）以及1.04×10-6（1/961 538）；非致癌风险方面，实测结果四个风险值均小于1。预期空气净化器甲醛二次污染不会对消费者造成显著损害。

4 结束语

本文基于已有数据、不同空气净化器的使用场景以及不同消费者不同的生理特征（如体重、生活习性、呼吸速率）等情况，建立了空气净化器产品甲醛二次污染释放经呼吸暴露途径的暴露量计算模型，并结合美国环保署推荐的可接受致癌风险值与可接受非致癌风险值，对30 批次空气净化器样品（其中，家用19 批次、车载11 批次）甲醛二次污染释放进行健康风险评价。结果发现，空气净化器造成的甲醛二次污染不会给一般消费者的健康带来较显著的损伤。然而，老年人、婴幼儿等特殊人群由于其自身免疫力较低，属于易伤害人群。因此，建议不论是家用空气净化器还是车载空气净化器，在使用一段时间之后要及时更换滤网，尽量避免空气净化器甲醛二次污染。同时，相关企业应意识到产品可能存在的质量安全风险，应该积极改进空气净化器滤网配方以及滤网制造工艺，制定更加合理的空气净化器滤网更换周期，并尽量开发新的净化模式，尽可能地减少甲醛二次污染的发生。相关机构也应该尽快完善相关标准，尽快将使用后的空气净化器甲醛等有害物质二次污染监测方法及其限值要求纳入相关标准中。