毒理学风险评估中暴露评估的关键参数有哪些

暴露评估是毒理学风险评估的核心环节，其任务是量化人群接触污染物的强度、频率、时间及途径，为后续风险表征提供关键数据。在暴露评估中，关键参数的选择与准确量化直接决定评估结果的可靠性——这些参数不仅涵盖污染物的“来源基础”（环境介质浓度）、“进入通道”（暴露途径），还包括暴露的“时间维度”（频率与持续时间）、“有效比例”（生物利用度）及“个体差异”（人群特征）。本文将系统拆解这些关键参数，解析其在暴露评估中的作用与应用逻辑。

暴露途径：污染物进入人体的“通道”

暴露途径指污染物从环境介质进入人体的具体方式，是暴露评估的“起点逻辑”。常见途径包括经口（食品、饮水摄入）、经呼吸道（空气、气溶胶吸入）、经皮肤（直接接触或污染物渗透）三类。不同途径的物理化学过程差异显著，直接影响污染物的吸收效率——比如经口途径中，污染物需通过胃肠道屏障，受胃酸、酶活性影响；经呼吸道途径中，颗粒物大小决定沉积部位（如PM2.5可深入肺泡）；经皮肤途径则依赖污染物的脂溶性（如有机磷农药易透过皮肤）。

以食品污染物为例，经口是最常见的暴露途径：居民通过食用含农药残留的蔬菜、含重金属的鱼类摄入污染物。而职业暴露中，经呼吸道更常见——比如化工厂工人吸入挥发性有机化合物（VOCs）。若忽略暴露途径的差异，可能导致暴露量计算偏差：比如误将经皮肤接触的污染物按经口吸收效率计算，会高估实际暴露风险。

因此，暴露途径的确定是暴露评估的第一步：需通过污染源调查、行为模式研究（如饮食调查、活动日志）明确人群主要接触的途径，再选择对应的吸收参数（如经皮肤吸收因子）。

暴露频率与持续时间：量化暴露的“时间维度”

暴露并非单次事件，而是“频率×时间”的累积过程。暴露频率（EF）指单位时间内暴露的次数（如每周5次），暴露持续时间（ED）指总暴露时长（如持续20年）。两者结合可反映暴露的“慢性”或“急性”特征——比如每天喝含微塑料的水是“高频+长期”暴露，偶尔接触一次含甲醛的家具是“低频+短期”暴露。

在量化计算中，这两个参数直接影响“累计暴露量”。以美国EPA的平均每日暴露量（ADD）公式为例：ADD =（环境浓度×摄入量×EF×ED）/（体重×总暴露时间）。若EF为350天/年（几乎每天暴露）、ED为70年（终生暴露），则计算的是终生日均暴露量（LADD）；若EF为180天/年、ED为10年，则是短期暴露量。

实际应用中，需结合人群行为模式调整参数：比如儿童的暴露频率可能更高（如每天吃零食），而老人的暴露持续时间更长（如长期居住在污染区域）。若忽略时间维度，可能误将短期高浓度暴露等同于长期低浓度暴露，导致风险评估错误。

暴露量：衡量暴露强度的“核心指标”

暴露量是暴露评估的“终极输出”，指单位时间内人体接触的污染物总量（通常以mg/kg·day为单位）。最常用的指标是日均暴露量（ADD）和终生日均暴露量（LADD）——前者用于短期或亚慢性暴露评估，后者用于致癌风险评估（因为致癌效应通常是终生累积的）。

暴露量的计算需结合具体途径：经口暴露的ADD =（食品中污染物浓度×每日食品摄入量）/体重；经呼吸道暴露的ADD =（空气中污染物浓度×呼吸速率×每日暴露时间）/体重；经皮肤暴露的ADD =（皮肤接触浓度×接触面积×渗透系数×时间）/体重。

需注意人群的个体差异：比如儿童的每日食品摄入量（如牛奶）相对于体重更高（儿童体重15kg，每日喝500ml牛奶；成人60kg，每日喝500ml牛奶），因此儿童的经口暴露量可能是成人的4倍。这种差异直接影响风险表征——儿童往往是敏感人群，需单独计算暴露量。

生物利用度：污染物进入循环系统的“有效比例”

生物利用度（BA）指污染物经暴露途径进入血液的比例（如10%的铅被胃肠道吸收），区别于“表观吸收量”（如吃了10mg铅，只有1mg进入血液）。它是连接“环境暴露”与“体内暴露”的关键参数——即使环境浓度很高，若生物利用度低，实际进入人体的污染物也有限。

生物利用度的差异源于污染物的理化性质和人体生理特征：比如脂溶性污染物（如多环芳烃）易透过皮肤和细胞膜，生物利用度高；水溶性污染物（如硝酸盐）则主要通过胃肠道吸收，生物利用度受pH影响（儿童胃肠道pH低，铅的生物利用度可达40%，而成人仅10%）。

测定生物利用度的方法包括动物实验（如大鼠灌胃后测血液浓度）和人体研究（如志愿者摄入标记污染物后测尿样）。在暴露评估中，若缺乏实测数据，通常采用默认值（如经口暴露默认50%，经皮肤默认10%），但默认值可能带来不确定性——比如某些污染物的生物利用度远低于默认值，会高估风险。

暴露人群特征：个体差异的“调节因子”

人群的年龄、性别、体重、健康状况、生活习惯会显著影响暴露水平，是暴露评估中不可忽略的“调节参数”。比如儿童的体重轻（如15kg vs 成人60kg），呼吸速率相对于体重更高（儿童每公斤体重呼吸速率是成人的2倍），因此经呼吸道暴露量更高；孕妇的代谢率增加，可能提高污染物的吸收效率；吸烟者的肺部黏液分泌增加，可能降低颗粒物的沉积率。

敏感人群是重点关注对象：比如儿童的血脑屏障未发育完全，铅等污染物易进入大脑，导致神经损伤；老人的肝肾功能下降，污染物代谢缓慢，易累积；免疫缺陷人群对污染物的毒性更敏感。在评估中，需针对敏感人群单独计算暴露量——比如儿童的铅暴露量需用儿童的体重、摄入量参数，而不是成人的平均值。

生活习惯也会影响暴露：比如素食者的食品暴露途径以植物性食物为主，而肉食者以动物性食物为主（如鱼类中的汞）；户外活动多的人经呼吸道暴露量更高（如接触更多PM2.5）。若忽略人群特征，采用“平均人”参数，会掩盖高风险个体的暴露情况。

环境介质浓度：污染物的“来源基础”

环境介质（空气、水、土壤、食品）中的污染物浓度是暴露评估的“起点数据”——没有浓度数据，就无法计算暴露量。比如食品中的农药残留浓度（mg/kg）、空气中的PM2.5浓度（μg/m³）、水中的重金属浓度（mg/L），都是计算暴露量的基础。

浓度数据的准确性取决于监测方法：比如GC-MS用于测定有机污染物，ICP-MS用于测定重金属，在线监测仪用于实时监测空气质量。需注意数据的代表性：比如河流中的污染物浓度随季节变化（雨季稀释，旱季浓缩），需长期监测（如1年）才能得到平均浓度；点源污染（如化工厂排污口）的浓度高于面源污染（如农田径流），需区分监测点。

在缺乏监测数据时，可采用模型预测（如大气扩散模型、水动力模型），但模型结果需用实测数据验证。若浓度数据不准确，整个暴露评估都会偏离真实情况——比如高估食品中的农药残留浓度，会导致过度评估风险；低估空气中的VOCs浓度，会导致低估风险。

暴露场景：模拟真实暴露的“情景框架”

暴露场景是对暴露发生的环境、行为、活动的具体描述（如“居家场景：居民每天在家中烹饪2小时，接触厨房油烟中的PM2.5”“职业场景：工人在印刷厂工作8小时，接触挥发性有机溶剂”）。它是将抽象参数转化为真实暴露的“桥梁”——不同场景下，暴露参数（如呼吸速率、接触时间、摄入量）差异显著。

比如职业场景中，工人的暴露时间长（8小时/天）、接触浓度高（如印刷厂的VOCs浓度可达100mg/m³），呼吸速率高（因为体力劳动，呼吸速率为20L/min vs 居家的10L/min）；而居家场景中，居民的暴露时间短（2小时/天）、接触浓度低（如厨房油烟浓度为10mg/m³），呼吸速率低。若用职业场景的参数评估居家暴露，会严重高估风险。

场景设定需基于行为模式研究：比如通过问卷调查了解居民的烹饪时间、开窗习惯，通过职业卫生调查了解工人的操作流程、防护措施。合理的场景能提高暴露评估的真实性——比如模拟“儿童在公园玩耍”场景，需考虑儿童的活动量（跑步 vs 静坐）、接触土壤的频率（手-口接触），才能准确计算土壤中铅的暴露量。