穿越化学多元宇宙:工业卫生师在不确定性、暴露与预防原则下的洞见

时间:2026年2月15日
来源:ACS Chemical Health & Safety

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本文综述从工业卫生师视角出发,系统探讨了在化学物质安全数据严重缺乏(已知安全数据的化学品不足1%)、职业暴露限值(OEL)缺失的背景下,如何应对化学多元宇宙(chemical multiverse)带来的暴露不确定性。文章重新构想了传统职业健康框架——包括层级控制措施(Hierarchy of Controls)和ARECC(风险预见、识别、评估、控制与确认)流程,提出了适用于未知化学风险管理的适应性策略,并强调在全生命周期中贯彻预防原则(precautionary principle)的重要性,为保护工人与消费者健康提供了新的整体性视角。

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在当今全球使用的超过350,000种已注册化学品中,仅有不到1%具备可用的安全数据,其中又只有约三分之一建立了职业暴露限值(OEL)。面对这一巨大的知识空白,工业卫生师必须在不确定性中做出决策,以保护工人免受潜在健康风险。本文首次系统性地将“化学多元宇宙”概念融入职业健康框架。化学多元宇宙指的是工人可能在工作和个人生活中接触的、由独特描述符(如化学结构、反应性、生产方式)定义的多重化学空间。这种复杂性因工人个体独特的暴露组(exposome,即终生暴露史)而进一步加剧,共同影响疾病的易感性。
为应对未知化学暴露的挑战,文章对经典的层级控制措施框架进行了重要改编。传统的层级控制措施按有效性降序排列为:消除(Elimination)、替代(Substitution)、工程控制(Engineering Controls)、行政管理控制(Administrative Controls)和个人防护装备(PPE)。然而,该框架基于危害已知且处于单一静态状态的假设。在化学多元宇宙中,化学品的危害可能随其生命周期演变,且常因信息缺失(缺乏毒理学数据、法规指引或验证采样方法)或内外部因素(如管理层的理解、资金支持、生产需求)导致控制措施存在应用缺口。因此,作者提出了“适用于不确定化学多元宇宙的层级控制措施”改编版,强调即使在信息有限的情况下,也需要为暴露的预期变化进行预先规划,并采取反应性预防措施。
工业卫生师进行风险评估与管理的核心决策框架是ARECC,即风险预见(Anticipate)、识别(Recognize)、评估(Evaluate)、控制(Control)和确认(Confirm)。在不确定性环境下,该框架的应用需要调整。在预见与识别阶段,不能仅依赖安全数据表(SDS),还需利用NIOSH袖珍指南、ChemHAT、ECHA CHEM数据库等外部资源,并深入观察工作流程、访谈员工,以理解化学品的实际使用、改造方式及潜在暴露途径。评估阶段的关键是划分相似暴露组(SEGs),并利用统计工具(如使用贝叶斯决策分析的IHDA-AIHA)在数据有限时进行风险预测。在缺乏OEL时,可采用职业暴露与控制分组(OECB)等定性方法进行风险管理。控制与确认阶段则面临双重挑战:无法规要求时难以说服雇主投资控制措施;无毒理学信息时难以证明风险存在。
文章系统梳理了用于辅助决策的工具(见表1),并将其分为模型类、数据类和综合类工具。模型类工具如工业卫生暴露场景工具(IHEST)、NIOSH职业暴露分级电子工具(Occupational Exposure Banding e-Tool),用于信息收集和初步判断。数据类工具如IHSTAT、EXPOSTATS贝叶斯计算器,用于分析暴露数据。综合类工具包括美国工业卫生协会(AIHA)的教科书、暴露建模工具箱、InTERACCT培训项目等,为专业人员提供全方位指导。文章强调,标准化数据采集与方法(如遵循AIHA白皮书的最佳实践)对于未来利用人工智能(AI)和大数据技术改进预测模型至关重要。
预防原则(precautionary principle)主张,科学不确定性不应成为推迟采取保护环境和公共健康预防措施的借口。这与美国通常需要大量流行病学证据的“反应式”法规制定方式形成对比。欧盟的REACH法规(《化学品注册、评估、授权和限制法规》)体现了预防原则,要求制造商评估其化学品对工人、公众和环境的健康负担,并生成大量公开数据库(如eChem门户、ECHA CHEM数据库)供各方使用。澳大利亚禁止人造石(engineered stone)的案例,以及加州因此爆发的矽肺病(silicosis)病例激增,都突显了在全生命周期采取预防性行动的紧迫性。
文章以人造石台面的生产为例,提出了贯穿产品全生命周期的职业健康管理五阶段框架,并展示了如何结合改编的ARECC策略与层级控制措施来管理各阶段的暴露风险。这五个阶段包括:
  1. 1.
    原材料开采/实验室合成阶段:建议使用InTERACCT等项目进行培训,并利用NIOSH职业暴露分级电子工具为决策提供指导。
  2. 2.
    化学品与材料制造阶段:制造商应利用化学数据库和REACH合规工具(如化学安全评估与报告工具Chesar)来预测下游各种暴露场景的风险。
  3. 3.
    产品制造与加工阶段:职业环境健康与安全(OEHS)专业人员需利用数据类和模型类辅助工具评估工人暴露,中小企业可寻求职业安全与健康管理局(OSHA)咨询计划等资源。
  4. 4.
    使用阶段:需审查安全数据表(SDS)和警告标签是否准确反映产品当前使用时的危害,并对可能未受充分培训的工人(如安装工)进行风险监控。
  5. 5.
    生命终结阶段:制造商需规划产品废弃后的处置方案,考虑拆解工人、废物回收人员的暴露风险,并关注环境与公共健康。
总之,有效的预防需要多方利益相关者的共同治理。通过将化学多元宇宙概念融入风险评估,采用改编的框架和工具,并在产品全生命周期中贯彻预防原则,可以推动在化学、材料和新技术进入市场前,更负责任地预见和防止下游潜在的不良暴露,最终在保护工人和消费者的同时,驱动创新和市场良性竞争。

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