毒理学风险评估中暴露场景设定的具体步骤是什么

暴露场景设定是毒理学风险评估中连接受试物特性与人群实际接触的关键环节，其本质是通过系统拆解“谁在什么情况下接触了多少毒物”的逻辑，将抽象的毒理数据转化为可量化的风险分析基础。准确的场景设定能避免评估结果偏差——过窄会遗漏高风险途径，过宽则增加管控成本。本文将结合实际案例，拆解暴露场景设定的具体步骤，说明如何构建科学贴合真实情况的评估场景。

明确评估目标与范围

场景设定的起点是锚定“评估边界”，需回答三个核心问题：保护对象是谁？关注哪种暴露终点？涉及哪些途径？例如评估某工业溶剂风险时，保护对象包括“生产工人”（职业暴露）与“周边居民”（环境暴露）；暴露终点需区分“急性吸入中毒”（短时间高浓度）或“慢性致癌”（长期低浓度）；途径则涵盖“吸入”（搅拌环节呼吸接触）、“经皮”（未戴手套的皮肤接触）与“经口”（饮用受污染地下水）。

范围界定需具体到地理与时间维度。地理范围可能是“化工园区及周边5公里”，时间范围需匹配暴露类型——儿童玩具中铅的评估，时间范围要覆盖“3-6岁儿童玩玩具的2年周期”，因为这一阶段儿童易咬嚼玩具，属于高风险暴露期；而工业慢性暴露的时间范围则是“工人连续作业10年”。

收集基础数据与信息

场景设定的基础是三类数据：受试物特性、用途与使用方式、人群接触行为。受试物理化性质直接影响暴露方式——某溶剂沸点30℃（易挥发）决定其通过吸入暴露，水溶性10g/L（易溶于水）提示可能经口接触。用途信息需细化到“涂料中添加比例15%”“用于室内装修”，这决定了普通消费者的接触场景。

人群行为数据需结合实际调查：某防晒霜的经皮暴露，要收集“每周使用3次”“每次涂抹面部+颈部200cm²”“皮肤覆盖率80%”；工业场景中需统计“工人每天操作4小时”“60%工人偶尔戴口罩”。环境介质浓度也是关键——园区空气中该溶剂平均0.5mg/m³，直接影响吸入暴露量计算。

识别潜在暴露场景单元

将整体暴露拆分为“场景单元”是简化复杂行为的关键。例如某塑料添加剂的暴露可拆为三个单元：“生产单元”（工人添加原料）、“加工单元”（注塑工人接触挥发物）、“消费单元”（消费者用塑料杯时的迁移暴露）。每个单元需明确“活动类型”“接触人群”与“关键变量”——生产单元的变量是“搅拌速度”（影响挥发量），消费单元的变量是“水温”（80℃会增加添加剂迁移率）。

需避免遗漏“边缘场景”：某农药的暴露除了“农民喷洒”，还要考虑“儿童捡拾废弃瓶罐误触残留”，这类场景虽发生频率低，但后果严重，需纳入评估。

量化暴露场景参数

参数量化是将定性场景转为定量分析的核心，需针对途径选择关键指标。经口暴露量=（食品中添加剂含量×每日摄入量）/体重，例如成人日均暴露量=（5mg/kg×200g/day）/60kg=0.0167mg/kg/day；经皮暴露需计算“接触面积×时间×皮肤渗透率”，如工人手接触面积180cm²、每天2小时、渗透率0.01mg/cm²/h，经皮暴露量=180×2×0.01=3.6mg/day；吸入暴露则用“呼吸速率×时间×空气浓度”，成人静息呼吸速率1.2m³/h，每天8小时暴露量=1.2×8×0.5mg/m³=4.8mg/day。

参数需参考权威数据库：呼吸速率用EPA《暴露因子手册》数据，皮肤渗透率查《毒理学基础》表；若数据缺失，需通过小范围实验补充——如新化学品的皮肤渗透率，可通过离体皮肤实验测得0.02mg/cm²/h。

构建暴露场景模型

模型是整合参数的工具，需匹配场景类型。确定性模型适用于“平均暴露”评估：如经口暴露量计算；概率模型用于“分布型暴露”——某玩具铅暴露，摄入频率服从正态分布（均值每周3次，标准差1次），通过Monte Carlo模拟可得到儿童暴露量的95%置信区间（0.005-0.02mg/kg/day）。

模型需贴合真实场景：儿童误吞玩具的场景，需加入“咬嚼碎屑吞咽量0.05g/次”与“玩具表面铅含量100mg/kg”参数，输出需反映“频繁咬嚼”（每周5次）与“偶尔咬嚼”（每周1次）的差异——前者暴露量是后者5倍。

验证与调整场景合理性

模型输出需用实测数据验证。例如某涂料溶剂的吸入暴露模型计算工人日均0.8mg/kg/day，但现场监测工人尿液代谢物对应1.2mg/kg/day，经调查发现工人戴口罩频率（30%）低于假设（60%），通风量（500m³/h）低于设计值（1000m³/h），修正后模型输出1.1mg/kg/day，与实测一致。

另一种验证方式是“场景重现”：某化妆品经皮暴露，用志愿者实验测量涂抹后皮肤残留量，与模型“涂抹量×渗透率”对比，若残留量为模型值80%，说明参数合理；若仅30%，则需调整“皮肤覆盖率”（从80%降到50%）。

划分场景的暴露等级

最后一步是按暴露量与人群敏感性划分等级。某化学品的三个场景：工人慢性暴露10mg/kg/day（高等级，超过NOAEL5mg/kg/day，需加强通风）、消费者经口0.1mg/kg/day（中等级，需验证长期累积效应）、环境水0.001mg/kg/day（低等级，简化评估）。

等级需结合人群敏感性：儿童暴露量0.01mg/kg/day虽低于成人0.05mg/kg/day，但儿童铅代谢率仅成人50%，因此儿童场景归为中等级，成人归为低等级。