世界衛生組織(WHO)頒布環境健康基準的歷程及對我國的借鑒

楊立新

中國環境科學研究院， 環境基準與風險評估國家重點實驗室， 北京 100012

隨著科學技術的進步，人類對自然環境的開發、利用和影響達到了前所未有的程度，由此導致的環境質量變化、環境污染和環境破壞引發了一系列環境災難和公共衛生事件. 環境因素導致的人類疾病和死亡被列入21世紀人類面臨的最重要的挑戰之一. 如水俁病[1]、印度博帕爾異氰酸甲酯泄露[2]和墨西哥灣深海漏油事件等[3]. 美國環境保護局(EPA)2015年發布報告指出，盡管化學物質排放量呈現下降趨勢，但是2015年工業生產向大氣和水環境分別釋放或排放了3.13×108kg和8.7×107kg有毒化學物質[4]. WHO報告顯示，2012年全球超過 1 260 萬死亡(占總死亡的23%)與環境因素有關[5]，環境因素導致超過30%的全球兒童疾病負擔[6]. 致癌化學物質暴露導致2%～8%的職業人群發生癌癥，大氣污染、室內空氣和二手煙暴露導致一般人群肺癌發病率分別為14%、17%和2%[5].

1972年召開的聯合國人居環境大會充分體現了人類對保護環境重要性的認知，明確提出保護和改善環境事關人類的福祉和經濟發展[7]，建議WHO研究建立保護人類的標準[7]. 根據世界衛生大會有關控制環境因素導致健康風險的決議(WHA23.60、WHA24.47、WHA25.58、WHA26.68)和聯合國環境計劃理事會的提議[8]，1973年WHO啟動了環境健康基準(EHC)項目，1980年并入化學品安全國際計劃(IPCS)[9-10].

環境健康基準是在系統比較和綜合分析環境化學物質、物理和生物因素對環境生物和人類健康影響的定性和定量關系研究成果的基礎上，科學總結環境污染物暴露和健康效應的定量關系，提出保護人群健康的污染物暴露限值. 基準為鑒別新的和潛在的污染物，揭示污染物導致健康影響的知識局限，推動國際社會使用統一的毒理學和流行病學研究方法提供方法學. 環境健康基準不但可用于評估環境有害因素暴露導致的公眾健康風險，而且為從事公共衛生、環境保護、科學研究人員和政策制定者提供科學依據和方法學. 截至2019年，WHO共出版了244個環境健康基準文件[11]. 1992年聯合國環境和發展大會、可持續發展大會以及2017年世界健康大會通過了WHO化學物質路線圖，明確環境健康基準評價化學物質風險的重要性[12].

1 WHO啟動環境健康基準項目的背景

19世紀50年代后期，WHO開始關注評價化學物質和其他環境因素產生的健康危害，優先評價飲用水質量、食品添加劑、農藥殘留、城市大氣質量等的健康風險，相繼出版了飲用水導則，設立食品添加劑和農藥日允許攝入量(ADI)和職業暴露限值[13]. 設立的暴露限值多數情況下沒有考慮不同介質來源和不同暴露情景下污染物的總暴露量，因此在評價多種暴露途徑產生的健康危害風險存在明顯的缺陷[10]. WHO依據1972年聯合國人類環境會議和世界衛生大會決議等，1973年啟動了旨在對化學物質進行綜合性健康風險評價項目即環境健康基準項目. 其主要目的：①綜合分析已有的影響人體健康的環境污染物研究結果，提出保護人體健康的暴露水平指導限值；②系統梳理廣泛應用于工農業和日用品中與健康有關的物理和化學因素，鑒別新的和潛在的污染物；③明確提出污染物暴露和健康效應科學認知的不足，鼓勵、推動相關研究；④推動建立毒理學和流行病學標準方法. 事實上，WHO在啟動環境健康基準項目伊始，納入了污染物環境風險評價. 1980年由WHO負責管理，國際勞工組織(ILO)和聯合國環境規劃署(UNEP)參與的化學品安全國際計劃啟動后，環境健康基準項目納入該計劃. 該計劃有兩項任務：①為世界各國參與討論化學物質暴露與健康和環境風險評估達成一致意見提供協商平臺；②推動各國運用環境健康基準. 化學品國際安全計劃(IPCS)為成員國制訂、實施化學品安全管理政策提供科學數據和方法支持. 該計劃得到世界經濟合作與發展組織(OECD)、歐盟委員會(CEU)、國際純粹和應用化學委員會(IUPAC)以及國際毒理學聯合會(IUTOX)等機構的支持并共享科學數據[14].

2 WHO制訂和出版環境健康基準的程序

2.1 確定環境有害因素的優先性

WHO依據：①已知或者可能產生健康危害的嚴重程度和發生頻次，重點關注具有遺傳、神經、發育毒性和致癌效應的環境因素；②廣泛存在于人類生活環境且具有一定的質量/濃度；③具有持久性和累積性；④環境轉化物或者代謝產物比母體具有更高的毒性；⑤受暴露的人群數量和人群易感性等指標篩選了70個環境因素作為第一批環境污染物. 隨后分別于1980年、1984年、1987年和1995年按照以下原則相繼確定了需要出版環境健康基準的環境因素清單. 主要原則包括：①是否存在健康和環境有害性的科學研究證據；②是否存在因使用而導致其在環境中持久存在、生物累積最終引起人類和環境受到顯著暴露；③健康風險涉及的人群和自然物種的數量、特性及環境風險；④是否受到國際廣泛關注；⑤是否存在充足的污染物有害性數據. 化學品國際安全計劃秘書處通過咨詢合作機構和所有參與制訂基準的研究機構來決定是否啟動制訂、出版非優選清單污染物環境健康基準[14].

2.2 篩選環境健康基準參考資料

環境健康基準是在系統和綜合分析所有與健康效應評價有關的發表和未發表研究工作的基礎上起草，因此收集、篩選研究數據尤為重要. 環境健康基準項目通過與各個國家自然科學和健康研究機構開展緊密合作的方式，確保環境健康基準的科學性和公正性. WHO環境健康基準項目核心合作單位有20個成員國. 研究數據的收集、篩選由合作單位選派的技術專家來完成. 技術專家按照人群暴露評價、生物學效應機理和劑量效應關系的有效性和相關性原則來收集、篩選研究數據. 健康風險評價內容優先采納涉及人類，按照倫理規范要求獲得的研究結果，動物試驗和細胞研究內容作為人類研究結果缺失部分的補充證據. 用試驗動物研究數據來預測化學物質人體毒性效應時，必須明確說明其局限性[10].

注： 實線箭頭表示正常程序，虛線箭頭表示選擇程序.圖1 制訂和出版環境健康基準(EHC)程序Fig.1 The flow chart of the procedures to publish EHC monograph

2.3 制訂和出版環境健康基準的流程

制訂環境健康基準遵循1973年WHO環境健康基準項目的方法和程序(見圖1)[10,15]. 化學品國際安全計劃委派1名環境健康基準質量主管/責任官員(responsible officer, RO)負責組織專家對環境健康基準初稿的科學性、質量和客觀性進行審閱. 環境健康基準初稿一般由成員國根據國際潛在有毒化學品登記中心的數據，參考Medline和Toxline數據庫中正式發表的研究成果起草. 一般通過兩個途徑起草初稿. 其一，通過整合核心合作國家提交的材料來形成基準草稿. 包括：①核心合作國家負責分析各自國家所有相關的研究成果. 研究成果包括正式發表或者以正式報告形式提交的實驗、臨床診斷、流行病學研究結果以及其他環境因素導致健康效應數據. ②由WHO指定的專家或者合作中心整合核心合作國家的材料形成草稿. 其二，如果成員國已經起草、形成和基準相似的文本，則由技術專家組/顧問或者合作中心負責起草基準草稿. 包括：①由專家個人準備基準材料和草稿；②由WHO合作中心負責準備材料和草稿. 責任官員根據專家意見對初稿是否達到第一稿的標準進行評判. 達到標準的稿件將分發給全球150個環境健康基準協作單位進行審閱，要求對第一稿的完整性、準確性、基準數據和材料是否充足給出明確的意見. 項目主任審閱根據不少于150份反饋意見修改后的第一稿，批準形成第二稿. 國際專家組成的任務組(task group)對第二稿進行同行評審(評審時間不少于6周). 通過召開任務組會議(task group meetings)，按照以下5個標準來審查環境健康基準文件：①基準文件是否收集和審閱了所有數據；②選用的數據是否與環境健康基準密切相關；③分析基準文件中的數據，確定讀者是否能夠依據實驗、流行病學和臨床研究結果做出自己的判斷；④基準文本選擇的科學數據是否具有健康意義；⑤對劑量效應、劑量反應關系和環境因素暴露導致的健康風險進行評價. 任務組成員需要評價基準文件的準確性、重要性和相關性，評審化學物質暴露導致健康和環境風險評價內容，提出需要進一步開展深入研究的方向，對提高環境安全性方面進行總結并提出建議. 任務組成員對以上內容的審閱必須以科學家和技術專家的個人身份進行. 任務組認為環境健康基準符合標準，責任官員對文本的科學性、完整性認可后，通過對文字、圖表和參考文獻進行編輯并形成正式文本，經化學品國際安全計劃主任批準后，WHO進行印刷并正式發布. 環境健康基準更新需要遵循：①研究發現了可以從本質上改變風險評價結果的證據；②污染物暴露導致公眾對健康和環境效應的關注；③污染物最后一次風險評價距今已經很長時間.

3 環境健康基準內容

3.1 環境健康基準的定義、術語和單位

環境健康基準的術語和相關定義. 基準(criteria)：污染物或者其他因素暴露在特定的情景中，根據環境和受體變化來確定風險或者不良效應程度之間的相關性. 暴露(exposure)：受體接受特定的物理或者化學因子的量. 靶生物/受體(target or receptor)：需要得到保護而避免特定風險的生命、人群或者其他. 風險(risk)：污染物暴露導致不良效應的期望頻次，是一個統計學概念. 效應(effect)：暴露導致的生物學變化. 反應(response)：暴露人群中呈現特殊效應的人數，或者效應發生率. 劑量(dose)：導致實際效應的指定化學物質的量或者濃度，通常以單位體質量表示(per unit body weight)[10].

3.2 環境健康基準的內容

環境健康基準包括三部分內容：①概要. 主要是成果凝練和為解決認知不足需要開展的研究工作建議. ②主體內容. 主要包括物化特性和分析方法；暴露源；環境傳輸、遷移和轉化；環境濃度和人群暴露；實驗動物和人體代謝及動力學；哺乳類實驗動物效應和細胞實驗體系；人體效應-流行病學和臨床研究；其他實驗生物和環境生物效應；人體健康風險評價和環境效應；保護人類健康和環境的結論和建議；進一步研究內容；已有的相關評價. ③環境因素暴露導致的健康風險. 主要來源于大氣、食物、水和其他暴露源對總暴露劑量的相對貢獻；劑量效應關系；劑量反應關系；暴露指導值或劑量限值指導值[10].

目前，WHO共計出版了244個環境健康基準文件(見表1)，包括33個方法學、2個總結報告，7個更新(第2版)和5個環境影響基準.

表1 世界衛生組織(WHO)環境健康基準(EHC)核心內容

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4 制訂環境健康基準面臨的挑戰

4.1 環境健康基準與環境質量標準

良好的環境是提高生活質量和延長人類壽命的前提，預防和控制環境因素導致的人類疾病、傷害和健康影響成為環境健康研究的核心內容. 以保護人類個體、群體和后代免受環境危險因素導致的有害效應和健康結局的環境健康基準是制訂環境政策的主要依據之一. 理論上，環境質量健康標準最大限定濃度應低于化學物質的閾值濃度. 設立潛在環境危險因素可接受風險水平對于要保護的人群來說不但涉及倫理因素，而且是制訂基于風險評價為基礎的環境質量標準的關鍵. 實際上，設立環境健康標準不但需要考慮不同國家社會、文化因素和經濟發展狀況，而且需要考慮實際污染現狀和科技發展水平. 這些因素雖然影響不同國家制訂環境質量健康標準，但是需要堅持環境質量健康標準以保護人體健康為目的的科學原則. 環境質量標準是鑒別環境介質中污染物導致和可能導致的環境損害、損害程度、損害地點和發生損害來源的重要依據，在支持環境管理者評價環境質量保持和改善的實際情況中發揮重要作用. 預防性、環境公平性、環境可持續性和誰污染誰治理原則已經被廣泛應用于降低污染物導致健康風險和環境損害的目標管理過程.

4.2 環境健康基準研究面臨的挑戰

保持和改善環境質量是21世紀人類面臨的最迫切的任務，也是實現：①到2020年完成對化學物質和廢棄物全周期環境管理，顯著減少大氣、水和土壤釋放和排放量，最大程度降低對人類健康和環境的影響. ②到2030年持續減少由危險化學物質，大氣、水和土壤污染導致的人類死亡和致病人數等人類可持續發展目標要求[16]. 預計在2030—2050年由氣候變化產生的影響將導致每年25萬超額死亡，因此氣候變化被列為21世紀最緊迫的環境健康事件[17]. 城市化進程、大面積的熱帶雨林消失、草場退化和荒漠化等環境變化，有毒有害物質在環境中的廣泛存在、累積，突發漏油、化工廠爆炸、核電廠事故、泥石流等造成的環境災難，漁業資源短缺和糧食供應危機等給傳統的環境健康和環境風險評價方法提出了挑戰[17-19]. 環境健康和環境風險評價方法以相對獨立的方式建立和發展. 以危害識別、劑量效應關系、暴露評價和風險表征為主要內容的健康風險評價方法雖然為制訂污染物排放限值、環境質量標準等管理政策提供了重要支持，但由于其適用于評價一種環境因素導致的健康風險和單一的評價方法等特點，不適用于對多因素復雜的相互作用導致的健康風險和動態影響的有效評價，因此要解決由多種化學物質、來源于多種介質、多種暴露途徑、不同物種相互作用的現實環境的風險評價需要新的方法學[20-24]. 環境健康基準主要依據傳統的環境健康風險評價方法來確定、建立單一環境因素的暴露限值，沒有考慮多因素作用方式下的環境健康風險. 為了推動對現實環境因素健康風險的有效評價，在化學品國際安全計劃主導和推動下，研究建立一種綜合性風險評價方法. 該方法通過對人類、生物區系和自然資源的系統風險進行科學與綜合分析的基礎上，實現對人體健康風險和生態風險的評價.

4.3 爭論

不同國家是否需要按照各自的方法，研究、制訂同一種/類化學物質環境質量標準是一個持續爭論的話題. 現有證據支持以下觀點：①許多國家經過30多年的持續研究，多數國家建立的水環境質量標準不超過50個；②建立一個環境質量標準一般需要2～3年，花費5萬至15萬美元，還需要解決標準的不確定性并考慮所涉及化學物質的經濟和社會影響；③絕大多數國家確定的優選化學物質清單和所使用的環境質量標準推導過程基本相同，因此具有建立國際統一環境質量標準的可能；④污染物呈現跨國界傳輸，全球化過程也使得污染源呈現國際化趨勢[25]. 盡管不同國家制訂污染物管理政策的優先性不同，但是環境質量健康標準具有通用的科學基礎即環境健康基準，因此通過建立國際認可的、科學的準則作為各國家環境質量標準/基準/導則制訂方案具有可行性.

5 WHO出版環境健康基準對我國的借鑒

系統梳理、總結WHO環境健康基準發展的歷程和244個環境健康基準的核心內容發現：①充足和有效的環境污染物的賦存特征，人群暴露途徑和代謝過程，毒性效應和健康結局關系研究數據是出版環境健康基準的根本前提；②通過建立科學、合理的方法來確定環境污染物的優先性是制訂眾多產生有害健康效應環境因素健康基準的合理途徑；③在廣泛征求長期從事相關領域研究學者意見的基礎上，由長期研究特定污染物的學者組成的專家委員會對環境健康基準的審閱是保障環境健康基準科學性的有效管理方式. ④依據傳統的環境健康風險評價方法，即危害識別、劑量效應關系、暴露評價和風險表征來確定和設立污染物暴露限值.

改革開放40多年來，我國科學研究取得了長足的發展和進步. 經過多年的研究和積累，初步建立了我國環境基準理論和方法學[26-30]，為構建符合我國區域特征和適應我國人口、社會、經濟發展特點以及環境污染現狀、科技發展水平的環境質量標準創造了條件. 目前，我國開展的環境健康基準研究主要關注土壤環境質量和地表水中涉及人體健康的部分污染物，提出了保護水生生物、人體健康、湖泊營養物和沉積物等多種類型污染物的環境基準建議值. 這些基準建議值是依據單一污染物的風險評價結果，沒有考慮多種環境因素的相互作用，也沒有考慮社會、經濟等因素可能對健康風險評價產生的影響. 因此，依據基準建議值而設立的環境質量健康標準可能對人體健康產生不利的影響.

借鑒WHO出版環境健康基準的經驗，建議：①運用組學和高時空人群精細化暴露評價等技術方法，開展環境致病因素和健康結局因果關系研究；②建立有效評價環境多因素暴露和社會、經濟發展狀況等綜合效應導致健康風險的方法；③加強對影響我國居民健康，以及在環境介質中賦存量高的新型環境污染物健康基準研究；④推動建立符合我國環境質量管理需要的環境健康風險評價技術方法.

隨著科學技術發展和研究手段的多樣化，高時空分辨率實時動態信息獲取和采集的實現，為開展環境因素個體和人群精細化暴露評價和健康風險來源解析提供了可能. 基于我國在環境科學、毒理學、流行病學、暴露科學、風險評價、大數據開發和挖掘等領域的發展和研究積累，通過協同攻關和國際合作，借鑒化學品國際安全計劃主導和開發的綜合性風險評價方法，構建基于環境多因素的健康風險綜合分析方法和基準方法體系，為出版基于綜合暴露風險評價的環境基準，以應對全球氣候變化、環境污染物復合暴露、社會和經濟發展狀況等產生的有害健康效應和不良健康結局的挑戰.