某電子企業職業人群有機物暴露健康風險評估

王丹璐，郭溪香，王夢晨,3，朱婷婷*，趙秀閣*，申芝芝，胡 蓉，齊秀娟，劉怡虹

1. 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

2. 深圳市環境科學研究院，國家環境保護飲用水水源地管理重點實驗室，深圳市水環境中新型污染物檢測與控制重點實驗室，廣東 深圳 518001

3. 蘭州大學資源環境學院，甘肅 蘭州 730000

電子行業是電子設備和電子元器件制造行業的統稱. 電子行業工序繁雜，所涉有機溶劑種類較多，易產生職業健康問題[1-3]. 據統計，2016-2018 年深圳市電子行業所涉及的職業病在新發職業病例數中的占比增至29.69%，包括職業性急慢性中毒、皮炎等[4].資料顯示，全國電子行業化學健康危害因素有100 多種，其中有機溶劑占40%以上[5]，已經成為主要的職業病危害因素[5-10]. 電子行業常用有機溶劑有二氯乙烯、三氯乙烯、苯及其化合物、乙醇、異丙醇、丙酮、環己酮、乙酸乙酯等[3,5]，長期暴露于上述污染物不僅可導致急慢性中毒和皮炎等問題，還可能對大腦及神經系統、肝臟及心血管系統以及生殖系統等產生不利影響[11-13]，如長期皮膚接觸丙酮、乙醇以及三氯乙烯等會引起接觸性皮炎，長期吸入丙酮、三氯乙烯等會引起神經系統病變和肝臟病變[11]，長期皮膚接觸和吸入正己烷會導致男性的性功能障礙[13]. 電子行業在促進國民經濟快速發展的同時，也伴隨著威脅勞動者生命安全和健康的職業病危害[5]，因此其工作場所的職工健康管理就顯得十分重要.

開展工作場所有毒有害化學物質健康風險評估，制定科學合理的防控策略，可有效避免化學物質對職工產生的健康危害[14-16]. 目前，已經建立多種職業健康危害風險評估方法和模型[17-18]，包括美國環境保護局(US EPA)風險評估模型[19-20]、國際采礦和金屬理事會(ICMM)健康風險評估模塊[21]、澳大利亞職業健康與安全風險評估(UQ)方法[22]、羅馬尼亞職業事故和職業病風險評估(MLSP) 方法[23]、新加坡風險評估(MOM)模型[24]以及英國有害物質健康控制基本模型(COSHH)[15]等. 我國于2017 年發布的職業衛生標準《工作場所化學有害因素職業健康風險評估技術導則》(GBZ/T 298-2017)中給出了定性、半定量以及定量健康風險評估推薦方法，其中定性和定量健康評估方法分別基于COSHH 模型和EPA 模型；半定量健康風險評估方法中接觸比值法與MOM 模型具有相同原理，接觸指數法和綜合指數法則是在MOM 模型的基礎上進一步發展而來[15,18,25].

本研究采用GBZ/T 298-2017 中半定量和定量風險評估方法，利用典型電子企業重點工位有機污染物的監測結果，評估其從業人員職業健康風險，基于健康風險評估確定重點防控有機污染物和重點保護職業人群，以期為企業實施高效職業健康風險防控和管理提供參考.

1 材料與方法

1.1 研究對象

本研究以中國廣東省深圳市某電子企業職工為研究對象，該企業是一家生產電感器、磁珠和濾波器等產品的電子元件及電子專用材料制造企業，被列為環境排污重點管理企業之一. 該企業員工總數647 人，其中生產職工325 人，為本研究風險評估主要關注對象. 其中，男性154 人，平均年齡(30.2±7.9) 歲，平均工齡(8.7±3.8) 年；女性171 人，平均年齡(33.8±9.1)歲，平均工齡(10.2±5.0) 年.

1.2 工作場所有機污染物監測

1.2.1 監測指標

監測指標為《職業病危害因素分類目錄》和《工作場所有害因素職業接觸限值第1 部分：化學有害因素》(GBZ 2.1-2019)規定的有機物，詳見表1.

表1 不同物質的采樣及檢測相關信息Table 1 Sampling and detection-related information for different substances

1.2.2 監測方法

根據《工作場所空氣中有害物質監測的釆樣規范》(GBZ 159-2004)要求，在所關注的點膠、封裝、浸錫等共計14 處工位設置定點采樣點，于2022 年8月1-3 日08：00-12：00 和13：00-17：00 使用便攜式防爆型空氣采樣器(QW5500 型，無錫啟沃環境科技有限公司)配合硅膠管、活性炭管、微孔濾膜等采樣載體，根據所關注工位處溶劑的使用情況、濃度波動以及職業接觸限制的要求分別開展定點長時間(采樣時間2 h) 采樣和短時間(采樣時間15 min)采樣. 其中，長時間采樣為獲取污染物的時間加權平均接觸濃度(CTWA)，短時間采樣為獲取污染物在濃度波動情況下的短時接觸濃度(CSTE) 或最高接觸濃度(CME). 每個采樣點采集3 次，采樣溫度為25.6～28.3 ℃，相對濕度為62.1%～64.6%，采樣氣壓為101.0～101.2 kPa，采樣時樣本收集器與作業職工呼吸帶一致，每批次樣品采集2 個空白樣品. 具體采樣信息見表1.

1.2.3 檢測方法

檢測儀器與檢測標準如表1 所示. 使用外標法進行檢測定量，依據表1 中所列檢測標準，采用各物質檢測時所需標準物質制備標準系列，參照儀器測定條件測定各標準系列，每個濃度測定3 次，以所獲峰高或峰面積平均值繪制標準曲線. 使用與標準系列相同的測定條件測定樣品和樣品空白，測得峰高或峰面積后，由標準曲線獲得所測物質的濃度.

1.3 健康風險評估

1.3.1 半定量健康風險評估

半定量健康風險評估采用風險指數(R) 定義風險等級，R分5 個等級[26]，其中1～5 分別對應的風險等級為可忽略風險、低風險、中等風險、高風險、極高風險，R計算公式：

式中，HR 為危害等級，ER 為接觸等級. HR 根據污染物毒性或毒性試驗半數致死劑量和半數致死濃度分級，通常采用美國政府工業衛生師協會(ACGIH)或國際癌癥研究中心(IARC)等國際組織的分級，共分為1～5 級. ER 可采用接觸濃度(E)〔見式(2)〕與職業接觸限值(OEL) 計算，E/OEL＜0.1 時，ER 為1；0.1≤E/OEL＜0.5 時，ER 為2；0.5≤E/OEL＜1.0 時，ER 為3；1.0≤E/OEL＜2.0 時，ER 為4；E/OEL≥2.0 時，ER 為5.

式中：E為接觸濃度，mg/m3；F為每周接觸頻率，d，根據本研究企業工作制度取值為5 d；D為每次接觸的平均時間，h/d，根據本研究企業工作制度取值為8 h/d；M為檢測接觸濃度，mg/m3；W為平均周工作時間，h，當W＞40 h 采用降低因子修正OEL[26].

1.3.2 定量健康風險評估

定量健康風險評估采用非致癌風險危害商(HQ)〔見式(3)〕和吸入超額個人風險(IR)〔見式(4)〕定義風險等級[26]. 其中HQ＞1 時，對人體健康產生危害的風險不可接受，反之則可接受. IR 介于10-6～10-4之間時，致癌風險可接受；IR＜10-6時，致癌風險可以忽略不計；IR＞10-4時，致癌風險不可接受[27]. 涉及多種有害因素時采用危害指數(HI)〔見式(5)〕評估非致癌風險，HI＞1 時，對人體健康產生危害的風險不可接受，反之則可接受.

式中：EC 為暴露濃度〔見式(6)〕，μg/m3；RfC 為參考接觸濃度，μg/m3.

式中，IUR 為吸入單位風險，(μg/m3)-1.

式中：ECi為第i種有害因素暴露濃度，μg/m3；RfCi為第i種有害因素參考接觸濃度，μg/m3.

式中：CA 為工作場所空氣化學有害因素濃度，μg/m3；ET 為工作場所化學有害因素的每日接觸時間，h，根據作業工人實際情況取值為8 h；EF 為工作場所接觸化學有害因素的頻率，d/a，根據本研究企業工作制度取值為260 d/a；ED 為接觸化學有害因素的工齡，a，根據各工位作業人員工齡取值；AT 為平均接觸時間，h，非致癌風險計算時取值為ED×365 d/a×24 h/d，致癌風險計算時取值為83.73 a(期望壽命)×365 d/a×24 h/d.

1.3.3 統計分析

統計分析采用SPSS 17.0 軟件，其中一致性檢驗Cohen′s Kappa 系數(k)用于評估半定量和定量健康風險評估結果的一致性(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]，在評估一致性前采用等級換算法標準化不同評估方法結果[18,31]. 此外，在統計分析中，低于檢出限的濃度數據，采用1/2 檢出限進行處理.

2 結果與討論

2.1 工作場所有機污染物濃度水平

參照職業場所有害物質濃度評估方法，根據檢測濃度分別計算了CTWA、CSTE和CME，其與職業接觸限值〔時間加權平均容許濃度(PC-TWA)、短時間接觸容許濃度(PC-STEL)、最高容許濃度(MAC)〕的比較如表2 所示. 檢測結果表明，各工位有機污染物接觸濃度均未超出職業接觸限值范圍，符合職業接觸相關限制要求. 與此相比，在針對電子企業的其他研究中，也存在所有工位有機污染物接觸濃度均低于職業接觸限值的情況[14,34]，但同時也存在部分有機污染物接觸濃度超過職業接觸限值的情況，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，就各工位檢測項目數量而言，絲印工位有機物檢測項目最多，共13 項；其次是噴碼工位，共9 項；點膠、浸錫、涂銀和干法印刷工位檢測項目較少，共2 項. 就污染物在各工位的檢測比例而言，甲乙酮在所研究的11 個工位中均被檢測出，占本研究所有工位的78.57%，其次為乙酸丙酯(64.29%)、異丁醇(57.14%)、鄰苯二甲酸二丁酯(50%) 和甲基丙烯酸甲酯(42.86%).

續表

表2 各工位有機污染物濃度檢測結果Table 2 Detection results of organic pollutants for each workstation

2.2 半定量健康風險評估

半定量健康風險評估結果(見圖1) 顯示，各工位R在2 級及以下，均在低風險范圍內，其中28.57%的工位R為2 級，主要包括封裝、浸錫、噴碼和絲印工位，其高健康風險有機物為乙醛、三氯甲烷、苯、1.2-二氯乙烷、三氯乙烯、乙苯和丙烯酸甲酯.

圖1 各工位有機污染物半定量健康風險評估結果Fig.1 Results of semi-quantitative health risk assessment of organic compounds for each workstation

盡管整體上各工位有機物檢測結果表明，各有機物接觸濃度均在職業限值范圍內，但半定量風險評估結果顯示，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較其他有機物高，可造成一定的潛在健康影響，這些物質也是造成電子行業從業人員慢性健康危害的主要污染物[5,9].

2.3 定量健康風險評估

定量風險評估結果(見表3) 顯示，封裝、浸錫、噴碼、絲印工位的非致癌健康風險均超過可接受水平，其HI 分別為2.52、65.30、129.14 和70.03. 值得注意的是，不同工位導致非致癌健康風險的污染物各不相同. 其中，在封裝工位丙烯酸甲酯是引起非致癌健康風險主要有機物，其HQ 為2.37；在浸錫工位為三氯乙烯，其HQ 為65.30；在噴碼工位為1,2-二氯乙烷、三氯乙烯、乙醛和乙酸乙酯，其HQ 為1.53～65.30；在絲印工位為1,2-二氯乙烷、三氯乙烯和二甲苯，其HQ 為1.31～65.30. 本研究中三氯乙烯所涉及工位健康風險均較高，該結果與Su 等[36]研究結果一致. 不同電子行業企業間產生非致癌健康風險的污染物具有差異，如Zhu 等[37]研究中82.9% 工位的正己烷非致癌健康風險超過可接受水平，而筆者研究中正己烷非致癌健康風險均在可接受范圍內.

表3 各工位有機物定量與半定量健康風險評估結果比較Table 3 Comparison of quantitative and semi-quantitative health risk assessment results of organic compounds for each workstation

致癌健康風險評估結果(見表3)顯示：在噴碼工位乙醛的致癌風險均超過可接受水平，IR 平均值為1.12×10-4；其余工位污染物的IR 值在10-6～10-4之間，其致癌風險可接受. 與其他研究類似的是，不同工位污染物的致癌健康風險不同[36]. 此外，IR 評估結果存在性別差異. 在絲印工位男性三氯乙烯的IR 值高于女性(P＜0.05)，而在浸錫工位女性三氯乙烯IR 值高于男性(P＜0.05). 造成差異的主要原因是絲印和浸錫工位男性與女性間的工齡所致(在絲印工位，男性的工齡平均比女性高2.0 a；而在浸錫工位，女性的工齡平均比男性高1.9 a)，其他研究中也發現工齡對職工健康風險評估結果影響的現象[10,13].

2.4 討論

本研究調查企業不同工位有機污染物半定量和定量健康風險評估結果均表明，噴碼、絲印、封裝和浸錫工位從業人員健康風險等級高于其他工位，然而不同的評估方法之間健康風險評估結果的一致性可能存在差異[8,18,34,38]. 本研究中半定量健康風險評估結果與非致癌健康風險評估結果之間的Cohen′s Kappa系數(k)為0.517(95% CI 為0.231～0.802)，P＜0.001，表明兩種方法結果間具有較好的一致性；而半定量健康風險評估結果與致癌健康風險結果之間的Cohen′s Kappa 系 數(k) 為-0.161(95% CI 為-0.449～-0.610)，P＜0.377，表明兩種方法結果之間缺乏一致性. 這種差異可能源于在致癌健康風險評估中，受限于可用的吸入單位風險參數，導致可開展致癌健康風險評估的污染物種類較少，因此評估結果的一致性較差.

雖然本研究調查企業各工位有機物濃度均低于其職業接觸限值，但仍然存在一定的健康風險，與已有研究結果[14,34]相似，低濃度并不等同于零風險. 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、二甲苯等在兩種健康風險評估中均表現出較高的風險等級，可視為本研究中的潛在健康危害因素，這些因素同樣也在其他電子行業企業的研究中被發現具有潛在健康危害[7,39]. 值得注意的是，當物質的接觸濃度較低時，其接觸等級為1，半定量健康風險評估結果將由其固有不變的危害等級[14,40]來決定，因此危害等級較高的苯、乙苯、三氯甲烷的半定量健康風險評估結果顯示其風險等級較高，降低了這些物質半定量健康風險評估結果的客觀性. 相比之下，定量健康風險評估結果由接觸濃度以及反映污染物與人體健康效應之間劑量-反應關系的參考劑量和吸入單位風險共同決定，其結果更加客觀[8]. 因此，在較低濃度時，半定量健康風險評估方法可能無法充分反映污染物濃度對結果的影響[41]，進而導致高估其健康風險等級，特別是低風險等級污染物或工位；相反，定量健康風險評估方法在對高風險工位評估結果更加準確的同時，也存在可能高估實際為低風險工位或污染物的情況[42].

采用定量或半定量健康風險評估的方法都能夠篩選高健康風險的工位和污染物. 然而，不同方法所產生的結果差異是許多研究中在評估方法選擇和結果呈現方面都普遍存在的問題[14,18,25,31,34,38,43]. 本研究采用的半定量健康風險評估和定量健康風險評估方法對于健康風險的判定均需考慮污染物本身的理化性質、人群暴露濃度、暴露時間等因素，對風險等級的判定相對客觀和準確[43]，但結果的差異亦表明，不同評估方法具有其自身的優勢和局限性，僅依賴一種方法進行評估可能無法獲得評估結果. 因此，探索客觀全面的健康風險評估方法對于采取更加有效的職業人群健康防護措施具有重要意義.

3 結論

a)本研究關注的電子企業不同工位各有機物健康風險等級存在差異，其中噴碼、絲印、封裝和浸錫工位的風險等級較高.

b)各工位的有機污染物檢測濃度均低于職業接觸限值，但仍具有潛在健康風險，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風險評估結果均較高.

c)半定量健康風險評估與非致癌健康風險評估結果呈現較好的一致性，但與致癌健康風險評估結果間存在一定差異. 在污染物濃度較低時，半定量風險評估方法未能充分體現濃度對風險等級的影響，結果受污染物本身的危害等級影響較大.

d)單一評估方法可能對健康風險判斷結果存在較大不確定性，應綜合考慮評估目的、數據資源等多種因素，靈活應用半定量和定量健康風險評估方法，以獲得更加全面客觀的評估結果.