一种泳池中消毒副产物产生的致癌风险的精准评估工具制造技术

本发明专利技术公开了一种泳池中消毒副产物(disinfection byproducts,DBPs)产生的致癌风险的精准评估工具，涉及致癌风险评估领域。所述泳池中消毒副产物产生的致癌风险的精准评估工具，包括选取目标泳池，对所述目标泳池中DBPs类物质的浓度进行检测获得暴露水平参数，在所述目标泳池中随机抽取一定数量的游泳者进行游泳习惯调查，依据人群游泳习惯调查结果分别评估各DBPs暴露带来的潜在的致癌风险，然后通过风险加和得到所有DBPs混合暴露的风险。通过本发明专利技术对泳池内消毒副产物对游泳者带来的致癌风险进行精准评估，明确目标地区中DBPs所致致癌风险是否在可接受水平，为有效控制泳池中DBPs的浓度和建立更加完善的的水质标准提供更实用和准确的科学依据。

An accurate assessment tool for carcinogenic risk of disinfection by-products in swimming pools

【技术实现步骤摘要】
一种泳池中消毒副产物产生的致癌风险的精准评估工具
本专利技术涉及致癌风险评估领域，具体涉及一种泳池消毒副产物的致癌风险精准评估工具及其应用。
技术介绍
游泳是一项老少皆宜的体育活动，在世界各地广受欢迎。目前越来越多的公共场所、酒店、私人住宅开始配备室内或室外游泳池。游泳池水消毒对于降低因传染性病原微生物对游泳者造成的生物性危害非常重要。可用于泳池水消毒的消毒剂有氯、氯氨、二氧化氯及臭氧，其中氯最常用。但消毒剂在杀灭水中的病原微生物的同时，会不可避免的与水中的有机物、溴、碘及人源性物质(汗液、尿液、皮肤碎片、毛发、微生物、化妆品及其他个人护理用品)反应生成DBPs，目前已在氯化消毒的水中发现超过600种DBPs，许多DBPs具有致突变性和致癌性，人群研究也显示DBPs暴露与不良生殖结局、肿瘤等疾病具有相关性。在泳池中已经识别的DBPs包括THMs(卤代甲烷)、HAAs(卤代乙酸)、卤代乙腈、卤代酮、卤代硝基甲烷、卤代酰胺、卤代醛、卤代酚、卤代苯醌及亚硝胺，其中，THMs和HAAs是泳池中最常见和主要的DBPs，也可分别称作THM4和HAA5。因游泳池水温度高，氯衰减速度快，消毒时需要加入更高剂量的氯来保证自由余氯的含量。更高的温度及自由余氯量、恒定的有机物负荷会影响泳池中DBPs的生成，因此相较于饮用水，泳池中的DBPs产生有自身特征，泳池水比自来水更具细胞毒性、致突变性和遗传毒性。DBPs生成及暴露途径的不同使泳池中DBPs暴露所致致癌风险与饮用水中DBPs暴露所致致癌风险存在显著差异，相互之间不具有参考价值。现行的游泳池水质标准更关注于泳池水的感官性状和病原微生物，甚少关注DBPs及其可能带来的致癌风险，与此相关的人群游泳习惯也缺乏调查。而更合理、更准确的暴露评估方法会极大地提升致癌风险评估的适宜性、准确性及可靠性。传统的风险评估主要基于成人的暴露情况进行致癌风险估算，而未考虑到儿童相对大的体表面积和对有害因素更为敏感，忽略了DBPs对儿童可能造成的更大伤害。
技术实现思路
针对上述现有技术的缺陷，本专利技术提供的一种泳池中消毒副产物产生的致癌风险的精准评估工具，基于泳池中THM4和HAA5暴露水平和人群游泳习惯调查得到的暴露参数进行致癌风险评估，明确取样范围内泳池中DBPs所致致癌风险是否在可接受水平，为有效控制泳池中DBPs的浓度和建立更加完善的的水质标准提供决策依据，相对于现有技术，本专利技术更具有精确性和实用性。本专利技术提供的一种泳池中消毒副产物产生的致癌风险的精准评估工具，包括以下步骤：在待评估地区随机抽取m个泳池，使用提前加入除氯剂的采样瓶采集每一个样本泳池中的水样并进行保存，并检测所述目标泳池的各DBPs的暴露水平；其中，所述除氯剂为能与水中余氯反应的试剂，包括硫代硫酸钠、硫代硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠，优选为硫代硫酸钠；所述DBPs暴露水平参数包括THMs和HAAs两类物质在泳池中的暴露水平；其中，所述THMs包括TCM(三氯甲烷)、BDCM(一溴二氯甲烷)、DBCM(二溴一氯甲烷)和TBM(三溴甲烷)；HAAs(卤代乙酸)包括MCAA(一氯乙酸)、DCAA(二氯乙酸)、TCAA(三氯乙酸)、MBAA(一溴乙酸)、DBAA(二溴乙酸)；进一步地，在抽取的m个目标泳池中各随机抽取n个个体作为样本进行暴露参数调查，调查内容包括人口社会学资料和游泳习惯资料，并对参与调查的游泳者的身高体重进行统一测量。其中，所述人口社会学资料包括出生年月；所述游泳习惯资料包括开始游泳的年龄，游泳年数、游泳频率、单次游泳时长；依据获得的DBPs浓度水平参数和人群游泳习惯调查得到的暴露参数分别计算各DBPs经呼吸道、经皮肤及口三种不同暴露途径日均暴露量，分别采用下式计算：其中，ADDinh、ADDder和ADDing分别代表DBPs经呼吸道、经皮肤和经口途径的日均暴露量，其单位为mg/kg/day；假设由游泳习惯调查得到的游泳者开始游泳的平均年龄为a,若a≤15,则i＝1代表a至15岁游泳者，若a>15,则i＝2代表15岁以上游泳者；Cw为泳池中DBPs的浓度，当m大于1时，Cw为各泳池中DBPs的平均浓度，其单位为mg/L；IR是游泳时意外吞咽水的速率，其单位为L/hr；EF是游泳频率，代表一年中发生游泳行为的次数，其单位为event/year；ED是泳龄，其单位为year；CF为单位转换因子；BW是游泳者的平均体重，其单位为kg；AS年龄段的年龄跨度，其单位为year；FA是各DBPs的吸收分数；Kp是化合物特异的皮肤渗透系数，其单位为cm/hr；τevent是化合物特异的滞后时间，其单位为hr/event；tevent是每次游泳的平均持续时间，其单位为hr/event；InhR是游泳时的呼吸量，其单位为m3/hr；SA是皮肤可接触的暴露面积，其单位为cm2；Cair是空气中DBPs的浓度，其单位为μg/m3，由以下公式计算其中，HLC是亨利系数，其单位为atm·m3/mol；R是气体常数，其单位为atm·L·mol-1·K-1；T是温度，其单位为℃；进一步地，按照下式分别评估各年龄段人群的DBPs经皮肤、经呼吸道和经口暴露所产生的终生致癌风险:其中，LCRinh、LCRder和LCRing分别代表该消毒副产物经经呼吸道、经皮和经口暴露产生的终生致癌风险；LE是终生时间，其单位为day；SF为经口暴露的斜率因子，其单位为(mg/kg/day)-1；IUR为经呼吸道暴露的单位吸入风险，其单位为(ug/m3)-1；ABSGI为该消毒副产物在胃肠道的吸收分数；ADAF为年龄特异性的调整参数，0-15岁取值为3，大于15岁取值为1；进一步地，总DBPs引起致癌风险为各DBPs经三种不同暴露途径引起的致癌风险的总和，将计算所得的DBPs的总致癌风险与最大可接受风险比较，判断该泳池或该区域内泳池的DBPs浓度是否在可接受水平，完成致癌风险评估。其中，所述最大可忽略风险为1.00E-06。本专利技术提供的一种泳池消毒副产物的致癌风险精准评估工具，创造性地将DBPs引起的致癌风险纳入泳池水质评价指标，并且，考虑到了不同年龄段游泳者的暴露特征和对有害物质的敏感性差异，使整个风险评估方法更加精确和适于实用。通过本专利技术的评估工具对泳池内DBPs的致癌风险进行评估，能够明确待评估区域内泳池中DBPs所致致癌风险是否在可接受水平，为有效控制泳池中DBPs所致的致癌风险和建立更加完善的的水质标准提供更实用和准确的科学依据。附图说明图1为本专利技术的流程示意图。图2为THM4和HAA5的终生日均暴露量。图3为DBPs所产生的终生致癌风险。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种泳池中消毒副产物产生的致癌风险的精准评估工具，其特征在于包括以下步骤：/n(1)在目标地区随机抽取m个泳池，使用提前加入除氯剂的采样瓶采集每一个样本泳池中的水样并进行保存，并检测所述目标泳池的DBPs的暴露水平；/n(2)在抽取的m个目标泳池中各随机抽取n个个体作为样本进行调查，调查内容包括人口社会学资料和游泳习惯资料，并对参与调查的游泳者的身高和体重进行统一测量；/n(3)依据获得的DBPs浓度水平参数和人群游泳习惯调查得到的暴露参数分别计算各DBPs经呼吸道、经皮肤及经口三种不同暴露途径日均暴露量，分别采用下式计算：/n

【技术特征摘要】
1.一种泳池中消毒副产物产生的致癌风险的精准评估工具，其特征在于包括以下步骤：
(1)在目标地区随机抽取m个泳池，使用提前加入除氯剂的采样瓶采集每一个样本泳池中的水样并进行保存，并检测所述目标泳池的DBPs的暴露水平；
(2)在抽取的m个目标泳池中各随机抽取n个个体作为样本进行调查，调查内容包括人口社会学资料和游泳习惯资料，并对参与调查的游泳者的身高和体重进行统一测量；
(3)依据获得的DBPs浓度水平参数和人群游泳习惯调查得到的暴露参数分别计算各DBPs经呼吸道、经皮肤及经口三种不同暴露途径日均暴露量，分别采用下式计算：









其中，
ADDinh、ADDder和ADDing分别代表DBPs经呼吸道、经皮肤和经口途径的日均暴露量，其单位为mg/kg/day；
假设由游泳习惯调查得到的游泳者开始游泳的平均年龄为a,若a≤15,则i＝1代表a至15岁游泳者，若a>15,则i＝2代表15岁以上游泳者；
Cw为泳池中DBPs的浓度，当m大于1时，Cw为各泳池中DBPs的平均浓度，其单位为mg/L；
IR是游泳时意外吞咽水的速率，其单位为L/hr；
EF是游泳频率，代表每年游泳行为的平均次数，其单位为event/year；
ED是泳龄，其单位为year；
CF为单位转换因子；
BW是游泳者的平均体重，其单位为kg；
AS各年龄段的年龄跨度，其单位为year；
FA是各DBPs的吸收分数；
Kp是化合物特异的皮肤渗透系数，其单位为cm/hr；
τevent是化合物特异的滞后时间，其单位为hr/event；
tevent是每次游泳的平均持续时间，其单位为hr/event；
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李智敏，施烨闻，郑唯韡，马武仁，许东，庄建辉，赵宜静，王卓著，李风仪，
申请(专利权)人：李智敏，王卓著，上海水晶云信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31