塑料食品包裝材料中壬基酚的風(fēng)險(xiǎn)評估

張 慶，白 樺，馬 強(qiáng)，王 超

(中國檢驗(yàn)檢疫科學(xué)研究院，北京100123)

塑料食品包裝材料中壬基酚的風(fēng)險(xiǎn)評估

張 慶，白 樺，馬 強(qiáng)，王 超

(中國檢驗(yàn)檢疫科學(xué)研究院，北京100123)

壬基酚是目前最受關(guān)注的環(huán)境激素之一，由于其常被用作塑料增塑劑，因此有可能殘留于塑料食品包裝材料中，對消費(fèi)者健康造成影響。基于風(fēng)險(xiǎn)評估的基本步驟，對壬基酚的毒理學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了綜述，并結(jié)合從市場上采集的30種食品包裝材料中壬基酚遷移量的檢測結(jié)果，對目前我國塑料食品包裝材料中壬基酚對消費(fèi)者的健康影響進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)評估，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，需要采取相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制措施。

壬基酚，食品包裝材料，風(fēng)險(xiǎn)評估

1 危害識別

“壬基酚”(nonylphenol)實(shí)際上指得是一類化合物，其分子式為C6H4(OH)C9H19，根據(jù)壬基在苯環(huán)上的位置以及鏈結(jié)構(gòu)形成多種同分異構(gòu)體。工業(yè)生產(chǎn)的商業(yè)化產(chǎn)品主要以具有不同枝化程度的4-nonylphenol(CAS:25154-52-3)為主，同時含有少量的其他壬基酚同分異構(gòu)體，因此在本研究中主要考察的是4-nonylphenol。

1.1 毒代動力學(xué)

關(guān)于壬基酚的毒代動力學(xué)，研究者已經(jīng)開展了一些動物及人體實(shí)驗(yàn)。在Knaak等人［4］的研究中，雄性大鼠被飼以6.6mg/kg14C標(biāo)記的壬基酚，然后收集尿液、糞便和呼吸氣體作為樣本進(jìn)行放射性分析。研究發(fā)現(xiàn)在4d內(nèi)有70%的壬基酚通過糞便被排出體外，而有20%的壬基酚通過尿液被排出體外，在呼出氣體中則沒有檢測到壬基酚。放射性尿液顯示壬基酚在體內(nèi)有明顯的吸收。通過離子交換色譜，研究者發(fā)現(xiàn)壬基酚的主要代謝產(chǎn)物是葡糖醛酸配合物。壬基酚的人體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)［5］表明，有超過80%的壬基酚并未通過糞便和尿液被排出，仍然留在體內(nèi)，但該研究無法確定這些壬基酚是否蓄積在人體組織中。另外皮膚接觸實(shí)驗(yàn)表明，壬基酚很難經(jīng)皮膚被吸收。

1.2 急性毒性

壬基酚的急性毒性數(shù)據(jù)目前都是從動物實(shí)驗(yàn)中得到的，還缺乏相關(guān)的人體數(shù)據(jù)。雄性大鼠和雌性大鼠的經(jīng)口LD50分別為1200～1900mg/kg和1600～1900mg/kg，屬 于 中 等 毒 性;兔 經(jīng) 皮 LD50為2000mg/kg。研究還表明，壬基酚對于皮膚和眼睛具有一定的刺激性。

1.3 致癌性和致畸性

對于壬基酚的致癌性，目前還缺乏人體及動物實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，只能從其他方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行推測。在典型的反復(fù)暴露毒性研究中沒有發(fā)現(xiàn)細(xì)胞增殖現(xiàn)象，雖然有報(bào)道稱在0.05mg/(kg·day)的壬基酚給藥濃度下會引起大鼠乳腺細(xì)胞增生，但由于該實(shí)驗(yàn)無法被重復(fù)而且其實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ痛嬖跔幾h，因此無法從中得到確切的結(jié)論。綜合目前的研究結(jié)果來看，壬基酚不可能是一種致癌性物質(zhì)。

日本科學(xué)家曾經(jīng)采用沙門氏菌和大腸桿菌對壬基酚的致畸性進(jìn)行了研究［6］，結(jié)果表明，壬基酚沒有致畸性。在另外一項(xiàng)采用哺乳動物細(xì)胞(V79細(xì)胞)的實(shí)驗(yàn)中［7］也得到了相同的結(jié)論。研究者還采用動物實(shí)驗(yàn)對壬基酚的致畸性進(jìn)行了研究。在一項(xiàng)采用小鼠作為實(shí)驗(yàn)動物的研究中［8］，每組雌雄各5只小鼠被注射了單次濃度為50、150、300mg/kg的壬基酚，結(jié)果表明壬基酚無致畸性。

1.4 生殖與發(fā)育毒性

研究人員采用體外實(shí)驗(yàn)［9-11］和動物實(shí)驗(yàn)［12-13］對壬基酚的雌激素活性進(jìn)行了研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，壬基酚的雌激素活性比雌二醇低3～6個數(shù)量級。

對于壬基酚對生殖與發(fā)育的影響，研究者采用多代動物實(shí)驗(yàn)和睪丸毒性實(shí)驗(yàn)等方法進(jìn)行了研究，但這些研究結(jié)果尚未達(dá)成一致意見。有的研究者認(rèn)為壬基酚對生育和求偶無明顯不良影響［14-15］。然而也有研究者通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)為壬基酚在一定濃度下具有睪丸毒性［16］。

1.5 重復(fù)劑量毒性

為了得到壬基酚慢性影響的劑量閾值，研究人員已經(jīng)進(jìn)行了多項(xiàng)研究，從實(shí)驗(yàn)中得到無可見不良作用劑量水平(NOAEL)或者最低可見不良作用劑量水平(LOAEL)在15～100mg/(kg·day)之間。在一項(xiàng)為期28d的動物實(shí)驗(yàn)中［17］，每組雌雄各5只大鼠被暴露于含有不同濃度壬基酚的飲食中，研究中對大鼠的毒性臨床反應(yīng)、體重、血液和尿液理化指標(biāo)進(jìn)行了記錄，確定NOAEL為100mg/(kg·day)。在另一項(xiàng)為期90d的動物實(shí)驗(yàn)中［18］，每組雌雄各15只大鼠被暴露于含有不同濃度壬基酚的飲食中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定的NOAEL為50mg/(kg·day)。而在1997年美國國家毒理學(xué)計(jì)劃進(jìn)行的一項(xiàng)研究中［14］，每組雌雄各30只大鼠被暴露于含有不同濃度壬基酚的飲食中，實(shí)驗(yàn)跨度為三世代，結(jié)果表明LOAEL為15mg/(kg·day)。

2 劑量－反應(yīng)評估

從上述危害識別中可以看出，壬基酚的危害主要體現(xiàn)在急性危害、重復(fù)劑量毒性和生殖發(fā)育毒性。根據(jù)文獻(xiàn)調(diào)研，本研究中將壬基酚的口服LD50定為1200mg/kg，經(jīng)皮LD50為2000mg/kg。吸入途徑下的急性毒性目前缺乏相關(guān)數(shù)據(jù)，但實(shí)驗(yàn)表明吸入壬基酚會引起不良反應(yīng)。壬基酚的重復(fù)劑量毒性的LOAEL為15mg/(kg·day)，無明顯的致畸性和致癌性。對于生殖毒性，多世代研究表明壬基酚的 NOAEL為15mg/(kg·day)。睪丸毒性的LOAEL為100mg/(kg· day)。綜上所述，我們選擇15mg/(kg·day)作為風(fēng)險(xiǎn)評估中參考劑量，選擇100的安全系數(shù)，由此可得:

ADI(每日允許攝入量)=NOAEL/100=0.15mg/ (kg·bw·day)

3 暴露評估

3.1 暴露量計(jì)算模型

本研究中壬基酚暴露量的計(jì)算采用了美國食品藥品管理局(FDA)推薦的模型［19］，即:

式中:E-每日每公斤體重暴露量;CF-各種類型包裝材料的消費(fèi)因子;faq、fac、fal和各種類型食品的分布因子，依次分別為水類、酸類、醇類和脂類食品; Maq、Mac、Mal和各種類型食品模擬物中壬基酚遷移量，依次為水類、酸類、醇類和脂類食品;mf-每日食品消耗量;M-人均體重。

3.2 實(shí)際樣品中壬基酚遷移量測定

隨機(jī)選取市場上30種塑料材質(zhì)的食品包裝材料，以水、3%乙酸水溶液、10%乙醇溶液和異辛烷作為不同類型的食品模擬物，采用本研究組開發(fā)建立的用于食品包裝材料中壬基酚檢測的液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法［20］對這些食品包裝材料中的壬基酚遷移量進(jìn)行了測定，結(jié)果如表1所示。

表1 塑料食品包裝材料中壬基酚的檢測結(jié)果

續(xù)表

采用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，分別得到壬基酚每日暴露濃度的平均值、中位值和第95百分位值，如表2所示。

表2 食品包裝材料中壬基酚的遷移量

3.3 食品包裝材料中壬基酚的暴露量

根據(jù)FDA的推薦值［19］，塑料包裝材料的CF為0.4，faq、fac、fal和ff分別為0.49、0.16、0.01和0.34。每日食品消費(fèi)量取3kg，人均體重取60kg。結(jié)合上面得到的壬基酚的遷移量，代入式(1)中計(jì)算可得壬基酚的每日暴露量，如表3所示。

表3 食品包裝材料中壬基酚的暴露量［μg/(kg·bw·day)］

4 風(fēng)險(xiǎn)特征描述

將食品包裝材料中壬基酚暴露評估的結(jié)果與其毒理學(xué)參考劑量相比較，可以看出壬基酚暴露量的第95百分位值已經(jīng)略高于壬基酚的ADI，說明目前部分含有較高濃度壬基酚食品包裝材料對人體健康已經(jīng)存在較高的風(fēng)險(xiǎn)，需要加強(qiáng)對這些產(chǎn)品的監(jiān)管，并定期進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估以確定其是否還存在風(fēng)險(xiǎn)。

5 結(jié)論

本研究對壬基酚的危害和劑量-反應(yīng)關(guān)系進(jìn)行了歸納總結(jié)，同時根據(jù)實(shí)際產(chǎn)品的檢測數(shù)據(jù)對其進(jìn)行了暴露評估，并在此基礎(chǔ)上對食品包裝材料中壬基酚對消費(fèi)者的健康影響進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)評估。本課題的研究結(jié)果表明，壬基酚在塑料食品包裝材料中的暴露量的平均值和中位值遠(yuǎn)低于壬基酚的每日允許攝入量，這說明從總體上看其對消費(fèi)者的健康風(fēng)險(xiǎn)較小。但是另一方面，壬基酚暴露量的第95百分位值已經(jīng)達(dá)到其安全閾值，說明在目前市場上還存在著較少部分對消費(fèi)者健康構(gòu)成風(fēng)險(xiǎn)的塑料包裝材料。針對上述情況，建議監(jiān)管部門密切關(guān)注壬基酚在塑料食品包裝材料中的存在狀況，開展壬基酚的抽查工作，并根據(jù)抽查結(jié)果重新進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估，確定風(fēng)險(xiǎn)的變化情況，從而采取進(jìn)一步的風(fēng)險(xiǎn)管理措施。

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Risk assessment of nonylphenol in plastic food contact materials

ZHANG Qing，BAI Hua，MA Qiang，WANG Chao
(Chinese Academy of Inspection and Quarantine，Beijing 100123，China)

Nonylphenol is one of endocrine disrupter chemicals of very high concern.Since nonylphenol can be used as plasticizer，its residue in plastic food contact materials may occurred and caused impact on the health of consumers.Based on the basic procedures of risk assessment，combined with the testing results of nonylphenol migration from the commercial plastic food contact materials，the risk of nonylphenol was evaluated.The results had shown a certain degree of risk and some management methods must be taken.

nonylphenol;food contact materials;risk assessment

TS206.4

A

1002-0306(2011)09-0340-04

環(huán)境激素(或稱內(nèi)分泌干擾物)是一類由人工合成的、對人體和動物的內(nèi)分泌系統(tǒng)具有干擾作用的化學(xué)物質(zhì)，其能夠模擬或拮抗內(nèi)源激素，對人體健康和生態(tài)環(huán)境存在嚴(yán)重危害。壬基酚是一種重要的環(huán)境雌激素，早在上世紀(jì)30年代研究人員就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)包括壬基酚和辛基酚在內(nèi)的多種烷基酚類物質(zhì)具有雌激素活性。研究表明［1-2］，這類物質(zhì)與男性睪丸癌和前列腺癌發(fā)病率的上升、女性乳腺癌、子宮癌發(fā)病率的增加、雄性動物的雌性化和免疫功能的改變等具有非常密切的聯(lián)系。同時，壬基酚還是一種重要的化工原料，被廣泛應(yīng)用于洗滌劑、增塑劑、農(nóng)藥乳化劑和紡織整理劑的生產(chǎn)中，目前全世界每年的壬基酚產(chǎn)量接近40萬t。由于壬基酚的潛在危害和巨大用量，壬基酚在產(chǎn)品中的使用安全性日益受到關(guān)注。歐洲化學(xué)品管理局曾對壬基酚在歐盟范圍內(nèi)的生產(chǎn)使用以及對產(chǎn)業(yè)工人和一般消費(fèi)者的危害進(jìn)行了評估［3］。塑料食品包裝材料是一類與消費(fèi)者健康密切相關(guān)的產(chǎn)品，由于壬基酚是一種常用的塑料增塑劑，因而可能在塑料食品包裝材料中殘留，然而目前對于我國食品包裝材料中壬基酚的潛在風(fēng)險(xiǎn)和存在水平還缺乏相應(yīng)的研究。本文將根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評估的基本步驟(危害識別、危害特征描述、暴露評估和風(fēng)險(xiǎn)特征描述)，結(jié)合塑料食品包裝材料實(shí)際樣品的檢測數(shù)據(jù)，對壬基酚的存在水平以及對消費(fèi)者的健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估，旨在引導(dǎo)消費(fèi)者科學(xué)的認(rèn)識壬基酚的安全性，同時為政府監(jiān)管部門的決策提供科學(xué)依據(jù)。

2010-11-06

張慶(1981-)，男，副研究員，主要從事儀器分析及消費(fèi)品安全方面的研究。

國家質(zhì)檢總局科研課題(2007IK094)。