1、1,四 健康风险评价案例,4.1 吸烟有害健康？烟气的成分烟气有害物质含量烟气毒性评价烟气暴露评价风险表征应对措施,4.2 电池应该回收吗？碱性电池的结构和成分污染物的释放途径碱性电池毒性评价碱性电池暴露评价风险表征应对措施,2,一手烟二手烟香、放松、酷疾病/肿瘤/成瘾性我国是世界最大的烟草产销国,4.1 吸烟有害健康,3,4.1.1 烟气的成分,Roberts的1988 年烟草报告烟气中的化学成分达5068种，其中1172 种是烟草本身就有的，另外3896 种是烟气中独有的。,4.1 吸烟有害健康,4,烟气颗粒物：脂肪烃：低分子量脂肪烃大部以气态形式存在，烟气粒相物是较高分子量脂肪烃，来自烟
2、叶中C25到C34蜡质。芳香烃：烟气中芳香烃以多环芳烃居多，它们在烟叶中含量少，大部分是由纤维素、高级烷烃等烟叶成分在燃烧过程中产生的，是烟气中主要有害成分。萜类化合物：烟叶中存在很多萜类化合物，是烟气的重要香味成分，其分子量较大，主要以其降解物及其衍生物的形式存在于烟气中。,4.1.1 烟气的成分,4.1 吸烟有害健康,5,烟气颗粒物：羰基化合物：如紫罗兰酮、大马酮、茄尼酮以及柠檬醛、香草醛等，是形成烟气香味、香气的重要成分。酚类化合物：强化香气，有儿茶酚、莨菪亭、绿原酸、间苯二酚等，有的是烟叶中原有的，有的则是碳水化合物燃烧中形成的，儿茶酚含量最高。酚类化合物对人的呼吸道及其他器官有不良刺
3、激作用。儿茶酚等还有一定的致癌作用，是烟气中的有害物质。,4.1.1 烟气的成分,4.1 吸烟有害健康,6,4.1.1 烟气的成分,4.1 吸烟有害健康,烟气颗粒物：有机酸：挥发性脂肪酸及非挥发的棕榈酸、亚麻酸、亚油酸、油酸和硬脂酸等，以及少量游离氨基酸。氮杂环化合物：重要香气物质，在烟气颗粒碱性部分，主要是烟碱，还有吡啶、吡咯、吡嗪、吲哚、咔唑等。N-亚硝胺：种类很多，如亚硝基二甲基胺、亚硝基甲基乙基胺等，亚硝胺可能诱发肺癌。金属元素：烟草和卷烟纸中金属包括游离态金属和无机盐，主要残留在灰分中，但极少量(0.014%)进入烟气。,7,烟气气相物：氮、氧、二氧化碳、一氧化碳和氢等约占总气相物的
4、90%，占总烟气释放量的85%左右，其它包括：挥发性烃类：除脂肪烃以外，还有挥发性芳香烃。前者包括烷烃、烯烃、炔烃和脂环烃等，后者有苯、甲苯、乙苯、对-二甲苯、联-二甲苯、邻-二甲苯和苯乙烯等。挥发性酯类：甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸乙烯酯、丙酸异丙酯、乙酸丁酯、己酸乙酯等。,4.1.1 烟气的成分,4.1 吸烟有害健康,8,4.1.1 烟气的成分,4.1 吸烟有害健康,烟气气相物：呋喃类：重要的香味物质，是烟叶非酶棕色化反应产物。主要有呋喃、2-甲基呋喃、四氢呋喃、2，5-二甲基呋喃等，它们都是重要的烟草香味物质。挥发性腈类：烟草中杂环胺化合物如吡啶、甲基吡嗪等在高温下裂解生
5、成的,有丙烯腈、乙腈、丙腈、异丁腈、戊腈、己腈等。其它：如氨、一氧化氮、二氧化氮、亚硝酸甲酯、硫化氢、氢氰酸、氯甲烷、甲醇、乙醇、丙醇、异丁醇等。,9,主要有害物质：烟气气相：一氧化碳、氮氧化物、丙烯醛、挥发性芳香烃、氢氰酸、挥发性亚硝胺等烟气颗粒：多环芳烃、酚类、烟碱、亚硝胺及微量放射性元素等气相与粒相中都存在自由基,4.1.1 烟气的成分,4.1 吸烟有害健康,10,尼古丁(nicotine)主要与有机酸如柠檬酸结合成盐，进入人体后90%在肺部吸收，进入血液后6 秒到达大脑刺激交感神经引起短暂兴奋和随后抑制，决定劲大劲小，引发成瘾（增加其它有害物质的摄入）烟碱毒性，小白鼠口服LD50为50
6、-60 mg/kg。中等剂量烟碱使人呼吸加快、血管舒张、呕吐加剧，稍大剂量引起震颤和痉挛，更大剂量引发短暂的呼吸增强、血压上升、食欲减退绝大部分研究认为烟碱与癌症无关,4.1.1 烟气的成分,4.1 吸烟有害健康,主要有害物质1烟碱,11,卷烟燃吸时约15%烟碱转移到主流烟气中，约30%转入侧流烟气中，约18%沉积在烟蒂内，约30%热解合成转化为3-甲基、4-甲基和3-乙烯基吡啶和吡咯等烟碱性质活泼，代谢较快，人体器官或各种组织中尚未发现有烟碱的积累；烟碱代谢主要的中间体是可天宁，其几乎无毒性每支滤嘴卷烟燃烧后，烟碱的释出量一般为1 mg左右，低烟碱卷烟每支释出量可低达0.2 mg，同时部分被
7、甲醛中和,4.1.1 烟气的成分,4.1 吸烟有害健康,主要有害物质1烟碱,12,烟草不完全燃烧产物，烟气中百种以上，大约30种致癌，如3,4-苯并芘，其次是二苯并a,h蒽、苯并b萤蒽等每支卷烟焦油中3,4-苯并a芘的含量约0.02-0.03g全世界每年向大气释放的苯并芘为超过5000吨，主要来自于焦化等化工行业，汽车尾气、取暖、室内装修等都会排放苯并芘。人们一天吸入12m3空气，即使按大气质量标准，每人每天吸入的苯并芘0.0025g/m3*12m3=0.03g，相当于一支烟，许多城市、区域超标达50-100倍。,4.1 吸烟有害健康,4.1.1 烟气的成分,主要有害物质2稠环芳烃(PAH),
8、13,已发现有300多种N-亚硝胺有致癌性，特别是肺癌。烟气N-亚硝胺是烟草所特有的，烟碱、假木贼碱等可能是胺类物质产生的前体，在燃吸过程中产生TSNA。烟草制品中含量最丰富的胺是叔胺类的烟碱。新烟气中只含有一氧化氮及微量的氧化亚氮，随着烟气的陈化，二氧化氮迅速形成，氧化氮类是烟支燃吸时形成N-亚硝胺的主要前体之一，对烟气吸入后在体内合成亚硝胺也有促进作用。,4.1.1 烟气的成分,4.1 吸烟有害健康,主要有害物质3N-亚硝胺(TSNA),14,4.1.1 烟气的成分,4.1 吸烟有害健康,主要有害物质3N-亚硝胺(TSNA),15,2014年，复旦投毒案（二甲基亚硝胺）腌肉、烧烤、隔夜饭菜
9、.从亚硝酸盐生成亚硝胺绿茶、生姜、大蒜、猕猴桃、苦瓜等含有Vc、Ve、茶多酚和有机硫化物等物质，可清除亚硝酸盐和阻断亚硝胺合成,4.1.1 烟气的成分,4.1 吸烟有害健康,主要有害物质3N-亚硝胺(TSNA),16,焦油的酸性组分中有辅助致癌物存在，其中最主要的是儿茶酚和烷基儿茶酚，有促癌作用，当与多环芳烃一起作用时，能增加多环芳烃的致癌性儿茶酚主要前体是纤维素、葡萄糖、果糖、绿原酸、果胶、淀粉和半纤维。滤嘴不能像选择性地减少挥发酚那样减少儿茶酚，使用重组烟草可以减少烟气中的儿茶酚增加烟丝硝酸盐含量可减少儿茶酚，但硝酸盐的增加会使N-亚硝胺的生成量增加,4.1.1 烟气的成分,4.1 吸烟有
10、害健康,主要有害物质4酚类物质,17,烟气的芳香族碳氢化合物是在烟丝燃烧时形成的苯最简单，可能致癌（白血病及淋巴瘤）使用打孔滤嘴，可以有选择性地减少主流烟气中苯的含量。,4.1.1 烟气的成分,4.1 吸烟有害健康,主要有害物质5苯,18,4.1.1 烟气的成分,4.1 吸烟有害健康,主要有害物质6氯代烃,烟叶中少量的氯(1.0%)在燃烧过程中生产氯代烃，如氯代甲烷和氯乙烯氯代甲烷可能是致癌物，而氯乙烯的毒性则比较明确，容易诱发肝脏血管瘤氯乙烯的含量为6-16 ng/支,19,自由基可直接或间接攻击细胞的遗传物质，在诱癌和促癌过程中均起一定的作用一口烟气含自由基达106个，一支烟大约1015个
11、，经过滤纸过滤后，有一部分可富集在焦油中，称为烟气粒相自由基。烟气气相中自由基与烟气粒相自由基不同，它们体积小、重量轻、稳定性差，危害更大。烟气气相自由基的主要成分是烷类自由基(R)和烷氧自由基(RO)，其中烷氧自由基约占60-70%。,4.1.1 烟气的成分,4.1 吸烟有害健康,主要有害物质7自由基,20,4.1.1 烟气的成分,4.1 吸烟有害健康,主流烟气中的一氧化碳含量极少，不足以对人体形成明显危害。一支烟可产生0.3-0.4mg 的一氧化碳。放射性物质来源于烟草生长中所施的磷肥。磷肥中含有铀，经过一系列衰变，成为铅-210和钋-210，其放射性物质由烟草上的茸毛所吸收，含有放射性同
12、位素的烟草燃烧时，茸毛成为不熔性物质而被吸入肺内组织。香烟中还发现有-射线。这些物质在烟气中含量极微，不能构成对人体的危害。,主要有害物质8一氧化碳和放射性物质,21,4.1.2 烟气毒性评价,香烟烟气的健康风险评价分为致癌效应和非致癌效应。致癌的有N-亚硝胺(主要是NAT、NAB、NNN、NNK)、氯代烃(氯乙烯)、苯、苯并芘和自由基；非致癌的主要有烟碱、多环芳烃、氯代烃、苯和酚烟气中，亚硝胺的数据来源于对美国大部分过滤嘴香烟的数据，毒性参考二甲基亚硝胺；氯乙烯的数据查到的，氯甲烷暂时用氯乙烯的数据，自由基、烟碱(尼古丁)、多环芳烃(以苯并芘Bap代表)、苯系物、酚类的含量均参考文献,4.1
13、 吸烟有害健康,22,SFi为吸入途径致癌斜率因子，(mg/kg/d)-1RfDi为吸入途径参考剂量，mg/kg/dIUR呼吸吸入单位致癌因子，m3/mgRfC为呼吸吸入参考浓度，mg/m3BWa为平均成人体重，kg，参考值56.8DAIRa为平均成人呼吸量，m3/d，参考值14.5,4.1.2 烟气毒性评价,4.1 吸烟有害健康,23,4.1.2 烟气毒性评价,4.1 吸烟有害健康,参考污染场地风险评估技术导则,24,只考虑吸烟过程对健康的影响，假设烟都是带滤嘴的，吸烟者没有因为唾液溶解烟叶中的亚硝胺而摄入。受害人群分为吸烟者和被动吸烟者，吸入量不同。吸烟者通过嘴吸入体内的主流烟占全支烟燃烧
14、烟雾的15%，而其余85%的侧流烟气为被动吸烟者吸收假设烟雾都被人群吸收，没有滞留在外吸烟者不仅吸收主流烟，而且本身被动吸烟者，这样吸烟者吸入总烟雾量的50%仅考虑成年人,4.1.3 烟气暴露评价,4.1 吸烟有害健康,25,I = 摄入速率，mg/kg/dayC = 在暴露点的浓度，mg/L或mg/m3CR = 接触速率，L/day或m3/day，CCR即烟气中的量mgEF = 频率，day/yr，假设天天吸烟，则为365ED = 暴露持续时间，yr，假设吸烟40年RR = 保留因子，设为50%ABS = 血液系统吸收分数，假设为1BW = 体重，kg，设为56.8kgAT = 平均时间，d
15、ay，致癌效应设70年，25550天,4.1.3 烟气暴露评价,4.1 吸烟有害健康,26,每天吸入不同根数香烟的暴露情况mg/kg/d,4.1.3 烟气暴露评价,4.1 吸烟有害健康,27,每天被动吸入不同根数香烟的暴露情况mg/kg/d,4.1.3 烟气暴露评价,4.1 吸烟有害健康,28,4.1 吸烟有害健康,4.1 吸烟有害健康,最大暴露浓度设为平均浓度的2倍,4.1.3 烟气暴露评价,29,（1）致癌风险,致癌风险=ISF，把所有风险全部加和。主被动吸烟者相同（实际上主流烟气和测流烟气成分有所区别）,4.1.4 风险表征,4.1 吸烟有害健康,30,（2）非致癌风险,HI=CDI/R
16、FD，把所有风险全部加和。主被动吸烟者相同（实际上主流烟气和测流烟气成分有所区别）,4.1.4 风险表征,4.1 吸烟有害健康,31,致癌风险：无论对于主动还是被动吸烟者，每天1支烟，存在致癌风险但在可接受范围内10-4到10-6范围内(取决于风险偏好)；每天2支，就超过了可接受范围10-4非致癌物质的风险指数1.0，可接受吸烟的健康风险主要是致癌风险（按10-4计算，即每万人中有1人因为长期吸烟罹患癌症）上述计算除部分数据为假设外，没有考虑其它因素的影响，比如其它饮食、健身习惯对风险因子的抵销作用，如部分饮食可以显著降低亚硝胺的形成。,4.1.4 风险表征,4.1 吸烟有害健康,32,4.1
17、.5 应对措施,4.1 吸烟有害健康,不吸烟少吸烟/替代物健康饮食与健身注意概率的含义大致每15根香烟可能导致一个突变，但绝大部分都是中性的；长寿吸烟者拥有更强的体内细胞损伤修复能力,（19041997）,33,4.2 电池是否要回收,真的?假的?,34,4.2 电池是否要回收,35,4.2 电池是否要回收,4.2.1 碱性电池的结构和成分,36,4.2 电池是否要回收,干电池锰、锌等在填埋、焚烧处理时，可能释放到环境中，对敏感生态群体造成影响2015年全国销售碱性电池6.6亿支，假定所有电池全部进入到了生活垃圾中。碱性电池无汞化（0.0001%），无镉化（0.001%）,4.2.1 碱性电池
18、的结构和成分,37,生活垃圾一般采用填埋处理，正逐步被焚烧和回收替代。尽管焚烧能减少垃圾的体积，而产生的飞灰浓缩了有毒有害物质，残渣中也可能含有较高的重金属含量，另外还存在将有毒污染物排放到空气中的可能。废电池的回收经济上的可行性是主要的因素，因为回收废电池难以产生经济上的效益。在废电池贮存时，残留的电压由于短路可能产生足够的热量引发火灾，残留的能量也会使电池更容易腐蚀。,4.2 电池是否要回收,4.2.2 碱性电池污染物释放途径,38,（1）填埋只考虑渗滤液中由电池析出重金属造成的污染。碱性电池在填埋条件下主要会释放出对环境有害的Cd，Mn，Hg，Ni 和Zn等。近年来，公众越来越关注由于垃
19、圾填埋处置引起的地表水和地下水地污染，这种污染主要是由于垃圾填埋场产生的渗滤液引起的。垃圾填埋对周围环境的影响取决于以下几个主要因素：渗滤液的迁移、渗滤液中所含物质可能的危害、渗滤液中各种污染物的浓度、目标人群的暴露途径,4.2 电池是否要回收,4.2.2 碱性电池污染物释放途径,39,4.2 电池是否要回收,（1）填埋当废电池与其它生活垃圾一起填埋时，电池会受到不同的压力而断裂、腐蚀，渗出重金属，释放到填埋场内的渗滤液中。废电池在填埋场环境分解破坏时，分解破坏的速率和程度取决于电池的种类，电池的电量状况，和填埋场的物理环境。,4.2 电池是否要回收,4.2.2 碱性电池污染物释放途径,40,
20、（1）填埋电池中重金属不会很快从填埋场中释放出来，重金属的迁移受土壤固定、吸收、解吸等特性的控制。土壤的理化性质会控制渗滤液的迁移，如土壤结构、颗粒大小、水合氧化物、有机物、阳离子交换能力和pH等。实验研究表明，生活垃圾渗滤液不会明显影响聚合物衬层。同时，因为重金属在黏土质中会被吸收，在采用黏土质衬层的地方，金属从填埋场流出进入到地下水的量也是非常有限的。,4.2 电池是否要回收,4.2.2 碱性电池污染物释放途径,41,4.2 电池是否要回收,（1）填埋垃圾填埋场周围的土壤性质极大地影响着重金属迁移，如果不能阻止渗滤液泄漏，土质土壤有很大的延缓作用，而砂质土壤对水的滞留作用小。对于废电池析出
21、的Cd、Ni和Zn等移动性较低，而Hg更容易迁移。在理想的填埋环境中，重金属不会很快渗漏通过填埋场和土层进入到地下水中。在长时期内存在渗漏到含水层的潜在危险。,4.2.2 碱性电池污染物释放途径,42,4.2 电池是否要回收,4.2 电池是否要回收,（2）焚烧废电池混入生活垃圾中，电池中重金属成为细颗粒存在于飞灰或底灰中，在烟气处理系统中， 99.9%飞灰被布袋除尘器和生石灰去除，还可以去除超过99%的Cd和Zn，9098%的汞。在焚烧的过程中产生的飞灰和底灰比例大约为1:9，重金属在飞灰中的比例决定于焚烧温度和焚烧的方式。生活垃圾焚烧飞灰属于危险废物。,4.2.2 碱性电池污染物释放途径,4
22、3,4.2 电池是否要回收,4.2 电池是否要回收,4.2.3 碱性电池毒性评价,44,4.2 电池是否要回收,4.2 电池是否要回收,4.2 电池是否要回收,4.2.4 碱性电池暴露评价,I为摄入量，mg/kg/dayCW为水中浓度，mg/LWIR为水的饮用量，L/day，成人2.5BW为人体重量，kg，成人56.8GI为保留因子，保守取100%GLC为地面空气中化学物浓度，mg/m3RR呼吸气体量，m3/day，成人14.5CF转换因子，保守取100%,饮水途径暴露量,呼吸途径暴露量,45,（1）全部填埋处理假定渗滤液产生时，进入到生活垃圾中的废电池的重金属有0.05%会通过渗滤液迁移途径
23、污染地下水。相对于垃圾填埋场渗滤液的迁移速率而言，这是一个非常保守的估计。假定地下水源在被渗滤液污染后，10%为人们所饮用，实际上填埋场禁止建在地下水、地表水上游。影响填埋场周边居民，全国填埋场约2000座，估计其周边人口占全国人口比例的万分之一，或者说填埋场影响到万分之一的人口（1.4E05）。,4.2 电池是否要回收,4.2 电池是否要回收,4.2 电池是否要回收,4.2 电池是否要回收,4.2.4 碱性电池暴露评价,46,4.2 电池是否要回收,4.2 电池是否要回收,4.2 电池是否要回收,4.2 电池是否要回收,4.2.4 碱性电池暴露评价,47,（2）全部焚烧处理电池所含的部分金属
24、成为气体或细小颗粒释放出来，这时污染物的暴露会通过呼吸的途径进行，或通过其他介质进行（比如污染食物和水之后通过饮食的途径进行）焚烧飞灰和底灰中都含有重金属，10%的焚烧残余物会成为飞灰，90%成为底灰；70%的重金属存在于底灰中，30%存在于飞灰中，而布袋除尘系统可以去除99.9%的飞灰。,4.2 电池是否要回收,4.2.4 碱性电池暴露评价,48,泄露的1%的飞灰还会发生沉积、转化等，假设其中10%的量最终影响焚烧厂周边的暴露人群。估计暴露人群全国人口的万分之一，或者说焚烧厂影响万分之一的人口（1.4E05）。焚烧飞灰同时导致致癌风险和非致癌风险，呼吸途径致癌风险主要由镉产生。,4.2 电池
25、是否要回收,4.2.4 碱性电池暴露评价,49,4.2 电池是否要回收,4.2 电池是否要回收,4.2.4 碱性电池暴露评价,50,风险指数 HICDI/RfDCDI长期日摄入量（mg/kg/day）RfD参考剂量（mg/kg/day）致癌风险计算：CRCDISF式中：CDI长期日摄入量（mg/kg/day）SF致癌斜率因子(mg/kg/day)-1,4.2 电池是否要回收,4.2.5 风险表征,51,4.2 电池是否要回收,4.2.5 风险表征,（1）全部填埋条件下,52,填埋条件下，不产生致癌风险，因为这些重金属中没有通过食入致癌的。对于非致癌风险，成人的危险指数1，儿童指数可能略超过1（
26、可计算得到），但考虑到保守的计算，碱性电池的填埋处理不会造成什么风险。,4.2 电池是否要回收,4.2.5 风险表征,（1）全部填埋条件下,53,4.2 电池是否要回收,4.2.5 风险表征,（2）全部焚烧条件下,54,4.2 电池是否要回收,4.2 电池是否要回收,4.2.5 风险表征,焚烧条件下，来自于吸入镉的致癌风险可接受(10-6)，其它重金属中没有通过吸入致癌的。对于非致癌风险，成人的危险指数1，儿童指数也略小于1（可计算得到），因此碱性电池的焚烧处理不会造成什么风险。,（2）全部焚烧条件下,55,4.2 电池是否要回收,4.2 电池是否要回收,4.2.6 应对措施,正常丢入生活垃圾
27、，无论填埋和焚烧，都不会产生不可接受的健康风险可回收，但需要考虑经济收益，以及回收过程产生的二次污染所引发的健康风险需要关注的反而是碱性电池回收后集中存放的问题（假定集中处理，则单个处理设施的排放量可能会显著增加，从而导致周边人群的暴露剂量倍增，产生非致癌、致癌健康风险）不宜在没有妥善回收设施的条件下回收碱性电池！,56,4.2 电池是否要回收,上述计算过程中存在诸多假设。例如，布袋质量差、未到期更换，导致飞灰截留率降低10倍，即1%的飞灰进入空气,4.2.7 结果的不确定性,57,4.2 电池是否要回收,4.2.7 结果的不确定性,废弃物处理设施潜在的环境风险，需要考虑潜在事故的健康影响；健
28、全监控系统，保证系统的良好运行，减少故障概率或避免故障，是处理设施必须考虑的问题可以结合事件树、故障树分析对于确定的污染释放量，周边暴露人群越多，影响的人越多，但个体所负担的暴露剂量越小，潜在的健康风险相对降低。人肉吸霾机。,58,4.2 电池是否要回收,4.2.8 其它电池的情况,1990/1991加拿大电池消费情况,59,除了镍镉电池外，废电池的填埋处置和焚烧处置都不会产生大的影响，因此可以与其它生活垃圾合并处理核算风险时需要考量这两个因素。镍镉电池中镉是重要的健康风险源，且含量比碱性电池高几十倍，但镍镉电池的消费量比碱性电池小很多，并逐步被镍氢电池替代。尽管回收利用有可能产生更大的风险，但从资源和环境的双重考虑来看，应该对镍镉电池、部分纽扣电池进行回收利用。如无妥善的回收设施不适宜单独收集集中。,4.2 电池是否要回收,
