健康風險評估

1. 健康風險評估簡介

健康風險評估 風險評估是以科學的步驟來解析一件事物可能造成風險之形式、範圍及特性之過程。 健康風險是因為人類暴露到物理性、化學性及生物性等危害因子而導致傷害、疾病或死亡的可能性。簡而言之，健康風險評估是對暴露於危害性因子而造成危害的估計與描述。

健康風險評估制度(I) 國外 - 當代健康風險評估大約可追溯至1975年，美國現行風險評估制度之建立係參考1983年美國國會公布之「風險評估之運用於聯邦政府相關事務」報告（National Research Council of the National Academy of Sciences, NAS-NRC）所發展出之評估模式。

健康風險評估制度(II) 國內 - 土壤及地下水污染整治法（92.01.08）第 十七 條 : …地下水污染整治計畫之提出者，如因地質條件、污染物特性或污 染整治技術等因素，無法整治至污染物濃度低於地下水污染管制標準者， 得依環境影響與健康風險評估結果，提出地下水污染整治目標。…

健康風險評估之應用 環境衛生及疾病管制 有害物質管理 環境保護與污染整治 食品衛生標準 醫療及藥物毒物管理 農業及畜牧用藥管理 職業安全與衛生 環境衛生及疾病管制 有害物質管理 環境保護與污染整治 食品衛生標準 醫療及藥物毒物管理 農業及畜牧用藥管理 輻射危害控制與保護 風險溝通及風險管理

環境保護與污染整治領域: 污染場址復育整治目標 環境品質標準之訂定 污染源排放標準之訂定 公害鑑定及賠償 污染管制策略之擬定

職業安全與衛生領域: 職業安全與衛生法規之訂定 流行病學研究 作業環境中有害物濃度標準之訂定 作業環境工程控制設施 風險溝通與風險管理

健康風險評估之主要步驟 危害鑑識 (Hazard Identification) 毒性評估 (Toxicity Assessment) 暴露評估 (Exposure Assessment) 風險描述 (Risk Characterization) 風險之發生: 危害因子必須存在，暴露必須發生，不同的暴露程度造成不同程度之健康風險。

由污染源產生至健康影響之過程

風險評估與風險管理 技術可行性 工程控制 行政法規 危害鑑識 毒性評估 暴露評估 風險描述 風險管理 經濟因素 社會經濟因素 社會正義與

--即探討某一特定危害性因子是否與人體健康有關。 2. 危害鑑識 --即探討某一特定危害性因子是否與人體健康有關。

危害鑑識之目的 危害因子鑑定為健康風險評估之第一步驟，其工作在於鑑定何種因子可引起人體健康影響。危害因子的種類可以是物理性、化學性，或生物性，並且當人體累積足夠的暴露時，會造成傷害、疾病或死亡。

危害鑑識之方法 在危害鑑識程序上，其重點有二，一是危害因子可能產生之健康損害;一是產生危害因子的暴露資料。 在危害鑑定的程序中，化學物質之危害性是所需的基本資料，目前許多毒性資料大都來自動物實驗、非生體試驗 (in-vitro test) 流行病學研究及化學物質分子結構等相關資訊。

危害鑑識之方法 蒐集可能存在化學物質之相關資訊 判定化學物質是否有毒 化學物質於環境傳輸及轉換之模式 採樣 現地訪視 模式推估 化學物質之環境宿命及傳輸 判定化學物質是否有毒 化學物質於環境傳輸及轉換之模式 The Hazard Identification step usually consists of sampling to see what chemicals may be present. Modeling is used to estimate chemical concentrations between actual sampling points or to determine degradation by-products or changes in the chemical as it moves through the environment. Chemical fate and transport describes how and where a chemical moves through the environment as well as what chemical form it may be expected to change to. It allows predictions to be made on the “fate” of the chemical in the environment. For example, the pesticide DDT is known to accumulate in living organisms both through sampling evidence and the fact that it is much more soluble in fat than water. You would expect to have relatively lower levels of DDT in a water body when compared with fish, even if the DDT were initially released to the water. DDT also changes chemical form to DDE as it is modified by the environment. A conceptual site model (look ahead at the next few slides) is a way of determining where chemicals are likely to move in the environment and how they may come into contact with people. It organizes information and also is used to identify “gaps” in available data that can be filled by additional sampling or modeling. The next slide provides prompts of questions that are the beginning steps in the development of a conceptual site model. The picture slide (two slides later) is a graphic that shows how this information can be put together.

概念危害模式 概念危害模式可做為危害點規劃工具、資料解釋輔助以及與一般大眾溝通的工具，並做為呈現危害點已知資訊之工具。 概念危害模式 概念危害模式可做為危害點規劃工具、資料解釋輔助以及與一般大眾溝通的工具，並做為呈現危害點已知資訊之工具。 污染物如何到達受體? 暴露如何隨 時間而改變 ? 概念危害 模式 誰會受到暴露 ? Source: Oak Ridge National Lab, 2002 何種資料尚不齊全? 如何暴露 ?

危害鑑定主要工作項目 鑑定標的污染物 鑑定相關之暴露途徑 鑑定毒性終點 The Hazard Identification step usually consists of sampling to see what chemicals may be present. Modeling is used to estimate chemical concentrations between actual sampling points or to determine degradation by-products or changes in the chemical as it moves through the environment. Chemical fate and transport describes how and where a chemical moves through the environment as well as what chemical form it may be expected to change to. It allows predictions to be made on the “fate” of the chemical in the environment. For example, the pesticide DDT is known to accumulate in living organisms both through sampling evidence and the fact that it is much more soluble in fat than water. You would expect to have relatively lower levels of DDT in a water body when compared with fish, even if the DDT were initially released to the water. DDT also changes chemical form to DDE as it is modified by the environment. A conceptual site model (look ahead at the next few slides) is a way of determining where chemicals are likely to move in the environment and how they may come into contact with people. It organizes information and also is used to identify “gaps” in available data that can be filled by additional sampling or modeling. The next slide provides prompts of questions that are the beginning steps in the development of a conceptual site model. The picture slide (two slides later) is a graphic that shows how this information can be put together.

化學物質基本特性 分子量 化學式 蒸氣壓 在水中之溶解性 在其它溶劑中之溶解性 感官偵測極限(味覺/嗅覺) 生物濃縮因子 辛醇 / 水之分布係數 土壤 / 沉降物之吸附係數 熔點 沸點 水中降解速率 土壤中降解速率 生物介質中降解速率 類似化合物(結構/反應性/其他)

毒性資料摘要 藥物動力學特性 吸附作用 分佈及貯存 新陳代謝（傳輸） 排泄作用 急毒性 立即致死濃度 LD50半致死劑量 LC50半致死濃度 影響之器官系統 亞急性及亞慢性毒性 短時間毒性研究 標的器官 長期毒性 長期動物實驗研究 長期人類暴露報告 流行病學研究 臨床研究及個案報告 致突變物 致畸胎物 致癌性 可取得的人體實驗資料

選擇標的污染物應考慮之因子(I) 平均 / 最大濃度較高者 環境中之持久性 生物濃縮因子 非致癌毒性 致癌性 致畸胎性 致突變性 可取得的人體實驗資料

選擇標的污染物應考慮之因子(II) 臨床研究及個案報告 流行病學研究 較常被發現之化學物質 環境之流布特性 化合物結構及反應性 民眾的認知程度 污染地點與人類活動關聯性 天然與人為背景值

3. 毒性評估 (Toxicity Assessment) - 探討暴露程度之高低與其產生反應之機率與嚴重程度。

毒理學基本觀念 所有的物質都是有毒的； 沒有一種物質不是毒物； - Paracelsus 而毒物與藥物的區別在於劑量是否用對。 (1493-1541) 而毒物與藥物的區別在於劑量是否用對。

毒理學基本觀念 即使有很好的流行病學研究，可信度高的人體毒性數據也很罕見，因此須由動物質驗的數據來推估人體劑量效應。 動物數據推估可能會有下列問題:(1)實驗動物通常暴露在高劑量下,而低劑量效應必須由己知的理論模式來預測。(2)動物與人類的感受度通常不同。(3)人類族群具有相當大的特異性,某些族群可能比一般人更為敏感。

非致癌物 化學物質中的系統性毒物(systemic toxicant)或非致癌物 (noncarcinogen) 會引起除了癌症以外的健康影響。 參考劑量(Reference Dose；RfD) 亦即每天的平均劑量(mg/kg-day)，我們相信在此劑量之下不致對人體產生不利的影響。 不確定的參考劑量(RfD)可乘上10或更高的係數。 參考劑量(RfD)的觀念包含了恕限值(threshold)

非致癌物 參考劑量(RfD) – 是一種不確定的估計值，其用來 估算一般人口每天暴露的水準(level)，終其一生沒 有可見的有害影響 NOAEL RfD LOAEL

不確定因子及修正因子 UFLOAEL-NOAEL 10 UFINTERSPECIES (物種間) 10 UFSUBCHRONIC-CHRONIC (亞慢性-慢性) 10 UFHUMAN VARIABILITY (人體變異性) 10 UFDATABASE INSUFFICIENCIES (資料庫不足) 10 MF 1- 10 MF 是專家額外再加入的不確定係數

致癌物質 癌症又稱惡性腫瘤，是人體內一些不正常的細胞，因為生長速度快，而去影響及侵犯到正常的組織器官，造成壓迫、潰爛、 感染或其他等原因，導致出血、疼痛或器官功能喪失等症狀。會引起癌症的化學物質稱為致癌物(Carcinogens) 。

致癌物 化學物質引起癌症的可能性常以癌症斜率係數(Cancer Slope Factor ；CSF)表示。 癌症斜率係數的表示單位為風險/劑量(Risk / Dose)或 Risk/(mg/kg-day) 。 致癌物質沒有恕限值( Threshold)。

典型致癌物劑量-反應曲線

化學致癌物的不確定性(I) 由高劑量動物實驗結果外插至低劑量反應的風險。 慢毒性研究每個劑量需40-50 隻動物 最低可觀察的致癌風險(the lowest cancer risk observable)是1/50 ，但是，風險評估需要的是百萬分一致癌風險。 由動物觀察的結果推算至人類劑量的潛在風險。

化學致癌物的不確定性(II) 不同物種(species)致癌物毒性之外插 複雜因子 生命期 (以2年壽命的大鼠推論至相當70年壽命的人類) 體重 體表面積 給予劑量的途徑

致癌潛勢 Cancer Potency Factors: 致癌性 食入潛勢 per mg/kg/d 吸入潛勢 Arsenic A 1.8 50 Benzene 2.9 x 10-2 Benzo(a)pyrene B2 12 6.1 Cadmium B1 - Chloroform 6.1 x 10-3 8.1 x 10-2 Chromium VI 41 Dioxin 1.6 x 10+5 1,1-Dichloroethylene C 0.58 1.2 1,1,1-Trichloroethane D

毒物資料來源 動物實驗(Laboratory Animal Studies) 急毒性研究(Acute toxicological studies) 慢毒性研究( Chronic toxicological studies) 基因毒性(Genotoxicity) 免疫毒性(Immunotoxicity) 發育毒性(Developmental Toxicity) 體外試驗(In vitro studies) 人體研究(Human Studies) 流行病學研究(Epidemiological Studies) 病例研究(Case Studies)

毒性資料來源 IRIS –綜合風險資訊系統 ( Integrated Risk Information System ), US EPA HEAST – 健康影響摘要表(Health Effects Summary Table), US EPA Provisional Values from National Center for Environmental Assessment (NCEA) , US EPA 美國ATSDR(毒性物質與疾病登錄署) Chronic Minimum Risk Levels

4. 暴露評估 (Exposure Assessment) -- 探討人體是否有暴露於此污染環境之機會，以及污染物質經由何途徑而被人體吸收等問題。

暴露評估之目的 暴露評估主要探討的是污染物的濃度、污染物進入人體之途逕及暴露的時間長短及頻率等因子。藉由不同的暴露情景(exposure scenarios)，推估出人體暴露劑量之平均值及其分佈，暴露情景有時必須考慮不同代表性之族群，分別推估其污染物暴露量，並以最大暴露族群（Most Exposed population）作為評估健康風險是否達到基準值之主要評估對象。

誰受到污染之暴露 ? 成人, 兒童, 職業暴露, 特殊族群 暴露途徑為何 ? 食入, 吸入, 皮膚接觸 暴露濃度為何 ? ppm , g/m3 暴露頻率及時間為何 ? 天/年, 暴露年數

空氣污染物暴露評估之步驟 暴露分析步驟 直接方法 間接方法 暴露量推估 毒物動力模式 暴露模式 個人採樣與偵測 生物偵測 環境採樣 模式推估 問卷調查 生活日誌 毒物動力模式 暴露模式 暴露量推估

暴露評估之方法-直接法 個人暴露量測 生物偵測 (Biological Monitoring) 『測量及評估物質或該物質之代謝產物在組織、分泌物、排泄物、呼出的氣體或結合以上這些任何的結果，與適當的參考值比較，去評估暴露及健康風險』

暴露評估工作項目 評估控制危害物質生產及釋放至環境中的各項因子。 評估危害物質釋放至環境中的數量、地區及時間。控制危害物質釋放至環境後宿命動向的因子，包括其移動、存積或衰減。 評估人類與化學物質的接觸。 評估人體攝入量資訊。  

- 污染源 - 污染物之傳輸與轉化 - 暴露地點 - 接受者與暴露途徑 暴露劑量之推估 暴露評估需瞭解 - 污染源 - 污染物之傳輸與轉化 - 暴露地點 - 接受者與暴露途徑 暴露途徑 (Exposure Pathways) - 食入途徑 - 吸入途徑 - 皮膚接觸途徑 Definitions: Source: origin of chemical (e.g., leaking drums, contaminated soil, etc.) Chemical Transport and Transformation: chemicals can move from the source location to other areas and media through erosion of soils, migration downward through soils, migration to ground water, etc. The chemical may also change form (e.g., speciation, chemical itself (DDT to DDE)) during that process. Exposure Point: Place where people can be exposed to the chemical such as a drinking well Exposure Route: Way a chemical enters the body, examples are ingestion, inhalation, or through the skin Receptor: Person who is potentially exposed to chemical Definition source: U.S. EPA (2000) Presenter’s Manual for: “Superfund Risk Assessment and How You Can Help”.

吸入暴露途徑 每日吸入之暴露量DI (mg/kg-day)可以下式表示： DI =（Ca  IH  ET）/BW 其中 Ca = 吸入空氣中化學物質之濃度，mg/m3 IH = 呼吸通氣量，m3/hr ET = 每日暴露時間，hr/day BW = 體重，kg

不同活動條件下之呼吸通氣量 活動等級 m3/hr 休息 0.56 輕工作 1.18 中度工作 1.75 中度重工作 2.63 重工作 3.60 極粗重工作 7.90   NIOSH 1976

食入暴露途徑 每日食入之暴露量DI (daily intake ,mg/kg-day)可以下式表示： DI =（Cw  Iw）/BW 其中   DI =（Cw  Iw）/BW 其中 Cw = 食入化學物質之濃度，mg/L 或 mg/kg Iw = 每日之食入量，L/day或kg/day BW = 體重，kg

皮膚接觸暴露途徑- 水中化學物質 每日暴露量DI (mg/kg-day)可以下式表示： DI =（Cw  SA  PC  ET  10-3）/BW   其中 Cw = 水中污染物濃度，mg/L SA = 暴露皮膚面積，cm2 PC = 皮膚穿透係數，cm/hr ET = 使用水時間，hr/day BW = 體重，kg

常用有機溶劑之皮膚穿透係數 穿透係數 Solvents g/m2h cm/h Butyl acetate 1.9 0.0002   穿透係數 Solvents g/m2h cm/h Butyl acetate 1.9 0.0002 Dimethyl acetamide 217 0.0220 Dimethyl formamide 101 0.0107 Dimethyl sulfoxide 284 0.0258 Ethanol 12.6 0.0016 Gamma-btyrolactone 1.4 0.0001 Methyl ethyl ketone 128 0.0159 Methylene chloride 46 0.0034 N-methyl-2-pyrrolidone 323 0.0296 Propylene carbonate 1.7 Sulfolane 0.2 0.00002 Toluene 2.6 0.0003 Water , heavy 15.1 0.0004

皮膚接觸暴露途徑-土壤中化學物質 每日暴露量DI (mg/kg-day)可以下式表示： DI = ( CS  AF  ABS  SA  10-6 ) / BW 其中 Cs = 土壤中污染物濃度，mg/kg AF = Adherence factor，mg/cm2 ABS = Absorption factor (無單位) SA = 暴露皮膚面積，cm2/day BW = 體重，kg

長期暴露劑量 長期暴露（食入、吸入或皮膚接觸），其長期每日暴露劑量CDI (chronic daily intake)之通式如下所示： 其中 C = 化學物質於介質中之濃度，mg/L or mg/kg CR= 介質接觸量，L/day or kg/day EF= 暴露頻率，days/year ED= 暴露年數，years BW= 體重，kg AT= 平均時間，days

風險描述 (Risk Characterization) --風險描述綜合上述三項步驟進行綜合性評估，估計該物質引發民眾身體健康受影響之風險程度高低。

風險推估之工作項目 綜合暴露及毒性評估資料 量化單一污染物之風險，量化多重污染物之風險， 合併不同暴露途徑之風險 非致癌風險：健康效應嚴重性、危害指數、潛在 危害人口數 致癌風險推估：個人致癌風險、致癌發生率、不 確定性推估

風險評估 風險評估為乃綜合上述三個步驟的分析來決定某 一化學物質與引起人類健康危害之相關性,風險通 常表示如下: 對非致癌物或致癌癒物之非致癌效應而言，暴露 臨界值 (margin of exposure)乃是以無效作用最高 劑量除以估算的暴露劑量來表示。 對致癌物而言，致癌風險乃是以人體實際暴露濃 度乘以單位致癌風險 (unit risk)，或以劑量乘以致 癌強度來表示，單位風險是由劑量效應模式推算 出來的。

非致癌健康風險之推估 (I) 個別毒物危害指數 (HI) = 其中 I = 暴露劑量， (mg/(kg-day)) RfD = 參考劑量， (mg/(kg-day)

非致癌健康風險之推估 (II) 慢性長期健康危害指數 = 其中 CDIi = 第i個化學物質之長期性每日暴露劑量，(mg/(kg-day)) RfDi =第i個化學物質之長期性參考劑量，(mg/(kg-day))

非致癌健康風險之推估(III) --總危害指數 總危害指數 (total exposure hazard index, THI) 為各暴露途徑危害指數之總合： THI = HI (pathway 1)＋HI (pathway 2)＋….＋ HI (pathway i)   總危害指數若小於1，則表示無明顯非致癌健康效應；總危害指數若大於1，則表示可能產升非致癌健康效應。

非致癌物之參考劑量 Reference Doses (RfDs): mg/kg/d Acetone 0.1 Cadmium 0.0005 Chloroform 0.01 1,1-Dichloroethylene 0.09 Methylene chloride 0.06 Phenol 0.04 Toluene 0.3 Xylene 2.0 Adapted from US EPA IRIS.

致癌風險之推估 (I) 致癌風險（Risk）= CDI × SF 其中 CDI = 長期每日攝入劑量 ，(mg/(kg-day)) SF = 致癌斜率因子，(mg/(kg-day))-1

致癌風險之推估 (II) --總致癌性風險 總致癌風險為所有暴露途徑致癌風險之總和 （常用基準值=10-6, 百萬分之一）。 其中 Riskt = 單一暴露途徑致癌風險 Riski = 第i 個毒物個別致癌風險

蒙地卡羅分析之應用 在執行暴露及健康風險評估時，蒙地卡羅分析 (Monte Carlo Analysis)為有效的分析工具。 蒙地卡羅分析為機率分析的一種，其普遍應用於 分析數據的變異性及不確定性，其分析結果為一 暴露量分布（distribution），而非單一平均數字。 此方法的好處在於讓分析者能計算輸入參數彼此 間之關係，並且在研究不同模式假設的影響效果 時具有很大的彈性。

風險推估參數之敏感度分析 運用模式計算於很短之時間即可求得健康風險， 惟不同之參數對風險計算結果具有不同之敏感度， 敏感度高之參數在輸入時應更加考量其合理性， 否則將造成截然不同之風險推估值。 不同模式所計算之結果也往往不同，使用模式時 宜慎加考量模式之適用範圍與假設條件。

風險推估結果之描述 風險推估結果可進一步進行: 風險管理：利用風險評估所得之結果來決定減少危險性之各種可行的措施。 風險溝通：將風險評估後所得資料公開、正式、正確地向有關人士、團體及社會大眾講解與傳達。

結語 良好的風險評估建立於良好之危害鑑識、毒性評 估及暴露評估基礎上。 健康風險評估的結果可作為風險管理之參考，並 可據以制訂管制策略及措施，將風險資訊正確地 傳達，以落實風險管理，防止危害發生，達到降 低健康風險之目的。