某电子企业职业人群有机物暴露健康风险评估

王丹璐，郭溪香，王梦晨,3，朱婷婷*，赵秀阁*，申芝芝，胡 蓉，齐秀娟，刘怡虹

1. 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

2. 深圳市环境科学研究院，国家环境保护饮用水水源地管理重点实验室，深圳市水环境中新型污染物检测与控制重点实验室，广东 深圳 518001

3. 兰州大学资源环境学院，甘肃 兰州 730000

电子行业是电子设备和电子元器件制造行业的统称. 电子行业工序繁杂，所涉有机溶剂种类较多，易产生职业健康问题[1-3]. 据统计，2016-2018 年深圳市电子行业所涉及的职业病在新发职业病例数中的占比增至29.69%，包括职业性急慢性中毒、皮炎等[4].资料显示，全国电子行业化学健康危害因素有100 多种，其中有机溶剂占40%以上[5]，已经成为主要的职业病危害因素[5-10]. 电子行业常用有机溶剂有二氯乙烯、三氯乙烯、苯及其化合物、乙醇、异丙醇、丙酮、环己酮、乙酸乙酯等[3,5]，长期暴露于上述污染物不仅可导致急慢性中毒和皮炎等问题，还可能对大脑及神经系统、肝脏及心血管系统以及生殖系统等产生不利影响[11-13]，如长期皮肤接触丙酮、乙醇以及三氯乙烯等会引起接触性皮炎，长期吸入丙酮、三氯乙烯等会引起神经系统病变和肝脏病变[11]，长期皮肤接触和吸入正己烷会导致男性的性功能障碍[13]. 电子行业在促进国民经济快速发展的同时，也伴随着威胁劳动者生命安全和健康的职业病危害[5]，因此其工作场所的职工健康管理就显得十分重要.

开展工作场所有毒有害化学物质健康风险评估，制定科学合理的防控策略，可有效避免化学物质对职工产生的健康危害[14-16]. 目前，已经建立多种职业健康危害风险评估方法和模型[17-18]，包括美国环境保护局(US EPA)风险评估模型[19-20]、国际采矿和金属理事会(ICMM)健康风险评估模块[21]、澳大利亚职业健康与安全风险评估(UQ)方法[22]、罗马尼亚职业事故和职业病风险评估(MLSP) 方法[23]、新加坡风险评估(MOM)模型[24]以及英国有害物质健康控制基本模型(COSHH)[15]等. 我国于2017 年发布的职业卫生标准《工作场所化学有害因素职业健康风险评估技术导则》(GBZ/T 298-2017)中给出了定性、半定量以及定量健康风险评估推荐方法，其中定性和定量健康评估方法分别基于COSHH 模型和EPA 模型；半定量健康风险评估方法中接触比值法与MOM 模型具有相同原理，接触指数法和综合指数法则是在MOM 模型的基础上进一步发展而来[15,18,25].

本研究采用GBZ/T 298-2017 中半定量和定量风险评估方法，利用典型电子企业重点工位有机污染物的监测结果，评估其从业人员职业健康风险，基于健康风险评估确定重点防控有机污染物和重点保护职业人群，以期为企业实施高效职业健康风险防控和管理提供参考.

1 材料与方法

1.1 研究对象

本研究以中国广东省深圳市某电子企业职工为研究对象，该企业是一家生产电感器、磁珠和滤波器等产品的电子元件及电子专用材料制造企业，被列为环境排污重点管理企业之一. 该企业员工总数647 人，其中生产职工325 人，为本研究风险评估主要关注对象. 其中，男性154 人，平均年龄(30.2±7.9) 岁，平均工龄(8.7±3.8) 年；女性171 人，平均年龄(33.8±9.1)岁，平均工龄(10.2±5.0) 年.

1.2 工作场所有机污染物监测

1.2.1 监测指标

监测指标为《职业病危害因素分类目录》和《工作场所有害因素职业接触限值第1 部分：化学有害因素》(GBZ 2.1-2019)规定的有机物，详见表1.

表1 不同物质的采样及检测相关信息Table 1 Sampling and detection-related information for different substances

1.2.2 监测方法

根据《工作场所空气中有害物质监测的釆样规范》(GBZ 159-2004)要求，在所关注的点胶、封装、浸锡等共计14 处工位设置定点采样点，于2022 年8月1-3 日08：00-12：00 和13：00-17：00 使用便携式防爆型空气采样器(QW5500 型，无锡启沃环境科技有限公司)配合硅胶管、活性炭管、微孔滤膜等采样载体，根据所关注工位处溶剂的使用情况、浓度波动以及职业接触限制的要求分别开展定点长时间(采样时间2 h) 采样和短时间(采样时间15 min)采样. 其中，长时间采样为获取污染物的时间加权平均接触浓度(CTWA)，短时间采样为获取污染物在浓度波动情况下的短时接触浓度(CSTE) 或最高接触浓度(CME). 每个采样点采集3 次，采样温度为25.6～28.3 ℃，相对湿度为62.1%～64.6%，采样气压为101.0～101.2 kPa，采样时样本收集器与作业职工呼吸带一致，每批次样品采集2 个空白样品. 具体采样信息见表1.

1.2.3 检测方法

检测仪器与检测标准如表1 所示. 使用外标法进行检测定量，依据表1 中所列检测标准，采用各物质检测时所需标准物质制备标准系列，参照仪器测定条件测定各标准系列，每个浓度测定3 次，以所获峰高或峰面积平均值绘制标准曲线. 使用与标准系列相同的测定条件测定样品和样品空白，测得峰高或峰面积后，由标准曲线获得所测物质的浓度.

1.3 健康风险评估

1.3.1 半定量健康风险评估

半定量健康风险评估采用风险指数(R) 定义风险等级，R分5 个等级[26]，其中1～5 分别对应的风险等级为可忽略风险、低风险、中等风险、高风险、极高风险，R计算公式：

式中，HR 为危害等级，ER 为接触等级. HR 根据污染物毒性或毒性试验半数致死剂量和半数致死浓度分级，通常采用美国政府工业卫生师协会(ACGIH)或国际癌症研究中心(IARC)等国际组织的分级，共分为1～5 级. ER 可采用接触浓度(E)〔见式(2)〕与职业接触限值(OEL) 计算，E/OEL＜0.1 时，ER 为1；0.1≤E/OEL＜0.5 时，ER 为2；0.5≤E/OEL＜1.0 时，ER 为3；1.0≤E/OEL＜2.0 时，ER 为4；E/OEL≥2.0 时，ER 为5.

式中：E为接触浓度，mg/m3；F为每周接触频率，d，根据本研究企业工作制度取值为5 d；D为每次接触的平均时间，h/d，根据本研究企业工作制度取值为8 h/d；M为检测接触浓度，mg/m3；W为平均周工作时间，h，当W＞40 h 采用降低因子修正OEL[26].

1.3.2 定量健康风险评估

定量健康风险评估采用非致癌风险危害商(HQ)〔见式(3)〕和吸入超额个人风险(IR)〔见式(4)〕定义风险等级[26]. 其中HQ＞1 时，对人体健康产生危害的风险不可接受，反之则可接受. IR 介于10-6～10-4之间时，致癌风险可接受；IR＜10-6时，致癌风险可以忽略不计；IR＞10-4时，致癌风险不可接受[27]. 涉及多种有害因素时采用危害指数(HI)〔见式(5)〕评估非致癌风险，HI＞1 时，对人体健康产生危害的风险不可接受，反之则可接受.

式中：EC 为暴露浓度〔见式(6)〕，μg/m3；RfC 为参考接触浓度，μg/m3.

式中，IUR 为吸入单位风险，(μg/m3)-1.

式中：ECi为第i种有害因素暴露浓度，μg/m3；RfCi为第i种有害因素参考接触浓度，μg/m3.

式中：CA 为工作场所空气化学有害因素浓度，μg/m3；ET 为工作场所化学有害因素的每日接触时间，h，根据作业工人实际情况取值为8 h；EF 为工作场所接触化学有害因素的频率，d/a，根据本研究企业工作制度取值为260 d/a；ED 为接触化学有害因素的工龄，a，根据各工位作业人员工龄取值；AT 为平均接触时间，h，非致癌风险计算时取值为ED×365 d/a×24 h/d，致癌风险计算时取值为83.73 a(期望寿命)×365 d/a×24 h/d.

1.3.3 统计分析

统计分析采用SPSS 17.0 软件，其中一致性检验Cohen′s Kappa 系数(k)用于评估半定量和定量健康风险评估结果的一致性(k＜0.40，表示缺乏一致性；0.40≤k＜0.75，表示具有一致性；0.75≤k，表示具有良好的一致性)[15,28-30]，在评估一致性前采用等级换算法标准化不同评估方法结果[18,31]. 此外，在统计分析中，低于检出限的浓度数据，采用1/2 检出限进行处理.

2 结果与讨论

2.1 工作场所有机污染物浓度水平

参照职业场所有害物质浓度评估方法，根据检测浓度分别计算了CTWA、CSTE和CME，其与职业接触限值〔时间加权平均容许浓度(PC-TWA)、短时间接触容许浓度(PC-STEL)、最高容许浓度(MAC)〕的比较如表2 所示. 检测结果表明，各工位有机污染物接触浓度均未超出职业接触限值范围，符合职业接触相关限制要求. 与此相比，在针对电子企业的其他研究中，也存在所有工位有机污染物接触浓度均低于职业接触限值的情况[14,34]，但同时也存在部分有机污染物接触浓度超过职业接触限值的情况，如1,2-二氯乙烷[9,31]、二氯甲烷[25]、三氯乙烯[35-36]、正己烷[37]、苯系物[8-9]等. 此外，就各工位检测项目数量而言，丝印工位有机物检测项目最多，共13 项；其次是喷码工位，共9 项；点胶、浸锡、涂银和干法印刷工位检测项目较少，共2 项. 就污染物在各工位的检测比例而言，甲乙酮在所研究的11 个工位中均被检测出，占本研究所有工位的78.57%，其次为乙酸丙酯(64.29%)、异丁醇(57.14%)、邻苯二甲酸二丁酯(50%) 和甲基丙烯酸甲酯(42.86%).

续表

表2 各工位有机污染物浓度检测结果Table 2 Detection results of organic pollutants for each workstation

2.2 半定量健康风险评估

半定量健康风险评估结果(见图1) 显示，各工位R在2 级及以下，均在低风险范围内，其中28.57%的工位R为2 级，主要包括封装、浸锡、喷码和丝印工位，其高健康风险有机物为乙醛、三氯甲烷、苯、1.2-二氯乙烷、三氯乙烯、乙苯和丙烯酸甲酯.

图1 各工位有机污染物半定量健康风险评估结果Fig.1 Results of semi-quantitative health risk assessment of organic compounds for each workstation

尽管整体上各工位有机物检测结果表明，各有机物接触浓度均在职业限值范围内，但半定量风险评估结果显示，乙醛、三氯甲烷、苯、1,2-二氯乙烷、三氯乙烯、乙苯和丙烯酸甲酯等的R较其他有机物高，可造成一定的潜在健康影响，这些物质也是造成电子行业从业人员慢性健康危害的主要污染物[5,9].

2.3 定量健康风险评估

定量风险评估结果(见表3) 显示，封装、浸锡、喷码、丝印工位的非致癌健康风险均超过可接受水平，其HI 分别为2.52、65.30、129.14 和70.03. 值得注意的是，不同工位导致非致癌健康风险的污染物各不相同. 其中，在封装工位丙烯酸甲酯是引起非致癌健康风险主要有机物，其HQ 为2.37；在浸锡工位为三氯乙烯，其HQ 为65.30；在喷码工位为1,2-二氯乙烷、三氯乙烯、乙醛和乙酸乙酯，其HQ 为1.53～65.30；在丝印工位为1,2-二氯乙烷、三氯乙烯和二甲苯，其HQ 为1.31～65.30. 本研究中三氯乙烯所涉及工位健康风险均较高，该结果与Su 等[36]研究结果一致. 不同电子行业企业间产生非致癌健康风险的污染物具有差异，如Zhu 等[37]研究中82.9% 工位的正己烷非致癌健康风险超过可接受水平，而笔者研究中正己烷非致癌健康风险均在可接受范围内.

表3 各工位有机物定量与半定量健康风险评估结果比较Table 3 Comparison of quantitative and semi-quantitative health risk assessment results of organic compounds for each workstation

致癌健康风险评估结果(见表3)显示：在喷码工位乙醛的致癌风险均超过可接受水平，IR 平均值为1.12×10-4；其余工位污染物的IR 值在10-6～10-4之间，其致癌风险可接受. 与其他研究类似的是，不同工位污染物的致癌健康风险不同[36]. 此外，IR 评估结果存在性别差异. 在丝印工位男性三氯乙烯的IR 值高于女性(P＜0.05)，而在浸锡工位女性三氯乙烯IR 值高于男性(P＜0.05). 造成差异的主要原因是丝印和浸锡工位男性与女性间的工龄所致(在丝印工位，男性的工龄平均比女性高2.0 a；而在浸锡工位，女性的工龄平均比男性高1.9 a)，其他研究中也发现工龄对职工健康风险评估结果影响的现象[10,13].

2.4 讨论

本研究调查企业不同工位有机污染物半定量和定量健康风险评估结果均表明，喷码、丝印、封装和浸锡工位从业人员健康风险等级高于其他工位，然而不同的评估方法之间健康风险评估结果的一致性可能存在差异[8,18,34,38]. 本研究中半定量健康风险评估结果与非致癌健康风险评估结果之间的Cohen′s Kappa系数(k)为0.517(95% CI 为0.231～0.802)，P＜0.001，表明两种方法结果间具有较好的一致性；而半定量健康风险评估结果与致癌健康风险结果之间的Cohen′s Kappa 系 数(k) 为-0.161(95% CI 为-0.449～-0.610)，P＜0.377，表明两种方法结果之间缺乏一致性. 这种差异可能源于在致癌健康风险评估中，受限于可用的吸入单位风险参数，导致可开展致癌健康风险评估的污染物种类较少，因此评估结果的一致性较差.

虽然本研究调查企业各工位有机物浓度均低于其职业接触限值，但仍然存在一定的健康风险，与已有研究结果[14,34]相似，低浓度并不等同于零风险. 本研究中乙醛、三氯甲烷、苯、1,2-二氯乙烷、三氯乙烯、乙苯、丙烯酸甲酯、乙酸乙酯、二甲苯等在两种健康风险评估中均表现出较高的风险等级，可视为本研究中的潜在健康危害因素，这些因素同样也在其他电子行业企业的研究中被发现具有潜在健康危害[7,39]. 值得注意的是，当物质的接触浓度较低时，其接触等级为1，半定量健康风险评估结果将由其固有不变的危害等级[14,40]来决定，因此危害等级较高的苯、乙苯、三氯甲烷的半定量健康风险评估结果显示其风险等级较高，降低了这些物质半定量健康风险评估结果的客观性. 相比之下，定量健康风险评估结果由接触浓度以及反映污染物与人体健康效应之间剂量-反应关系的参考剂量和吸入单位风险共同决定，其结果更加客观[8]. 因此，在较低浓度时，半定量健康风险评估方法可能无法充分反映污染物浓度对结果的影响[41]，进而导致高估其健康风险等级，特别是低风险等级污染物或工位；相反，定量健康风险评估方法在对高风险工位评估结果更加准确的同时，也存在可能高估实际为低风险工位或污染物的情况[42].

采用定量或半定量健康风险评估的方法都能够筛选高健康风险的工位和污染物. 然而，不同方法所产生的结果差异是许多研究中在评估方法选择和结果呈现方面都普遍存在的问题[14,18,25,31,34,38,43]. 本研究采用的半定量健康风险评估和定量健康风险评估方法对于健康风险的判定均需考虑污染物本身的理化性质、人群暴露浓度、暴露时间等因素，对风险等级的判定相对客观和准确[43]，但结果的差异亦表明，不同评估方法具有其自身的优势和局限性，仅依赖一种方法进行评估可能无法获得评估结果. 因此，探索客观全面的健康风险评估方法对于采取更加有效的职业人群健康防护措施具有重要意义.

3 结论

a)本研究关注的电子企业不同工位各有机物健康风险等级存在差异，其中喷码、丝印、封装和浸锡工位的风险等级较高.

b)各工位的有机污染物检测浓度均低于职业接触限值，但仍具有潜在健康风险，其中乙醛、三氯甲烷、苯、1,2-二氯乙烷、三氯乙烯、乙苯、丙烯酸甲酯、乙酸乙酯、二甲苯等的半定量和定量健康风险评估结果均较高.

c)半定量健康风险评估与非致癌健康风险评估结果呈现较好的一致性，但与致癌健康风险评估结果间存在一定差异. 在污染物浓度较低时，半定量风险评估方法未能充分体现浓度对风险等级的影响，结果受污染物本身的危害等级影响较大.

d)单一评估方法可能对健康风险判断结果存在较大不确定性，应综合考虑评估目的、数据资源等多种因素，灵活应用半定量和定量健康风险评估方法，以获得更加全面客观的评估结果.