農(nóng)藥風險評估大揭秘之風險表征
在大揭秘這個系列中,我們由經(jīng)典的化學品定量風險評估策略出發(fā),針對農(nóng)藥健康風險評估中的重點和難點,已經(jīng)分別介紹了危害識別、危害評估和暴露評估里面關(guān)鍵的技術(shù)細節(jié),在本期,我們將進入農(nóng)藥風險評估的最后一個環(huán)節(jié):風險表征。
作為風險評估的最后一個環(huán)節(jié),風險表征的目的是既要確定一個明確的風險估計值(即風險估計),也要綜合評價風險評估過程中面對的一系列有利與不利因素(即風險描述),使得風險評估報告符合“透明、清晰、合理”的原則,從而最終讓風險管理者能夠根據(jù)全面、無偏的風險評估結(jié)果,做出合理的風險管理決策。由此可見在風險表征過程中主要的兩個技術(shù)難點為風險估計和風險描述。
風險估計
風險估計廣義上可以分為定性的風險估計和定量的風險估計。隨著風險評估的內(nèi)容在中國新《農(nóng)藥管理條例》的強化,這兩種風險估計方法在中國農(nóng)藥風險評估中都有著實際的應(yīng)用場景。
定性風險估計
定性的風險估計主要是基于專家判斷或其他的定性方法,通常將風險分為高”、“中”、“低”或“有風險”,“無風險”。在中國農(nóng)藥中,目前主要應(yīng)用于農(nóng)藥抗性風險評估。
農(nóng)藥抗性風險評估主要是評估特定農(nóng)藥在田間使用過程中,由于靶標害蟲抗藥性的產(chǎn)生,導(dǎo)致對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成不良后果的可能性。在風險估計過程中,抗性風險級別劃分的主要參考依據(jù)有:
抗藥性菌株的突變頻率、抗性指數(shù)和適合度
藥劑的活性及其作用機制
交互抗藥性
抗性遺傳等。
根據(jù)這些參考依據(jù),并結(jié)合目前的農(nóng)藥抗性風險評估指南(NY/T 1859.1-12),最終可以將農(nóng)藥(或?qū)?yīng)其防治對象)的抗性風險歸類于“高”、“中”和“低”三類。
定量風險估計
定量風險估計除了要說明風險的有無,還要定量描述風險的大小。而依據(jù)定量方法的不同,定量風險估計又可以進一步細分為商值法和概率法。
商值法,又稱點估計法或比率法,是使用最普遍和廣泛的風險估計方法,同時,由于簡單高效,目前也是中國農(nóng)藥健康和環(huán)境風險評估中推薦使用的風險估計方法。以農(nóng)藥施用人員健康風險評估為例,風險表征階段通過綜合分析比較危害評估階段和暴露評估階段的結(jié)果,將暴露量與AOEL的比值作為風險系數(shù),來定量估計農(nóng)藥對施用人員健康風險的大小。若綜合風險系數(shù)≤1,則健康風險可接受;若綜合風險系數(shù)>1,則健康風險不可接受。
風險商 RQ=(Exposure(由暴露評估得到))/(AOEL(由危害評估得到))
雖然商值法的優(yōu)點是簡單高效,但應(yīng)用于農(nóng)藥風險評估過程中仍包含了很多不確定因素。再以農(nóng)藥施用人員健康風險評估為例,如不同實驗室器材、試驗人員操作方法或試驗動物本身都會對用于危害評估的試驗結(jié)果造成差異;而在暴露評估中,施藥人員身體素質(zhì)存在個體差異,以及暴露量測定過程中也會出現(xiàn)試驗誤差。這些因素都會最終影響風險評估的結(jié)果,僅通過商值法卻很難得到進一步的體現(xiàn)。而概率法定量風險估計則可以通過概率分布模型對參數(shù)的不確定性進行定量的分析,因此可以提供更多的信息,如參數(shù)敏感度,分布類型等信息,從而為農(nóng)藥風險管理提供更多的依據(jù)。
概率法中最常用的方法是蒙特卡洛模擬法,蒙特卡洛模擬法可以實現(xiàn)不同分布函數(shù)的融合,從而實現(xiàn)對不確定性的定量分析。雖然在中國農(nóng)藥中,并沒有概率法的定量健康風險估計的實際應(yīng)用,但美國環(huán)境保護局(US EPA)早在1997年就提出了概率風險評估(probability risk assessment, PRA)的相關(guān)概念,并在同年發(fā)布了蒙特卡洛模擬法概率風險評估指南。現(xiàn)階段在我國,概率法定量健康風險估計主要在水環(huán)境健康風險評估,以及農(nóng)藥殘留急性膳食風險評估中應(yīng)用廣泛。
以水環(huán)境健康風險評估為例,為了評價我國飲用水中致癌性多環(huán)芳烴的致癌風險,我國的科研團隊分別采用了點估計法和概率法(包括蒙特卡洛模擬法),同時對我國36個重點城市飲用水中多環(huán)芳烴的終生致癌風險進行評價,雖然兩種方法得到的我國飲用水中多環(huán)芳烴的終生致癌風險都處于可接受水平,但比較不同的風險估計方法后發(fā)現(xiàn),基于不確定性的概率法獲得的結(jié)果更保守。
基于蒙特卡洛模擬法的水環(huán)境健康風險評估
(生態(tài)毒理學學報, 2014, 9(1): 42-48)
然而相比于商值法,概率法也存在很多的不足。例如概率法評估體系的復(fù)雜性,評價者往往需要使用專業(yè)的統(tǒng)計學軟件并具備相關(guān)的統(tǒng)計學知識,同時概率法也需要更多的數(shù)據(jù),以精確獲取模型中參數(shù)分布類型。
風險描述
風險描述包括對支持或反駁風險估計的一系列數(shù)據(jù)進行評價,對不利效應(yīng)的重要性進行詮釋。在US EPA的風險表征指南中,重點強調(diào)了風險描述中至少應(yīng)遵循的3個原則
1.透明:風險表征過程中應(yīng)當詳細展示出相關(guān)的假設(shè)、邏輯推斷、機制與原理、因果關(guān)系、不確定性以及風險評估每個步驟中的細節(jié)。
2.清晰:風險評估報告應(yīng)具有較好的可讀性,內(nèi)容簡明扼要,能夠清楚的呈現(xiàn)風險評估所需的公式及圖表。
3.合理:風險評估應(yīng)基于合理的假設(shè)、評估方法與判斷標準,這些內(nèi)容也需與當前學科發(fā)展水平全面保持一致。
就中國農(nóng)藥風險評估而言,風險描述也是一個必要而關(guān)鍵的環(huán)節(jié),同樣需要遵循US EPA風險評估指南中所提出的這3個原則,在風險評估報告的討論部分展開詳細的風險描述。
由于當前風險評估相關(guān)理論與技術(shù)仍在不斷發(fā)展演化,相關(guān)法規(guī)與指南也在不斷發(fā)布與更新,因此本系列的農(nóng)藥風險評估大揭秘遠不能窮盡當前風險評估的每一處細節(jié)。而為了充分保障農(nóng)藥產(chǎn)品的用藥安全,農(nóng)藥風險評估相關(guān)工作依舊任重而道遠,HQTS農(nóng)用化學品部風險評估團隊一直專注于農(nóng)藥風險評估,關(guān)注法規(guī)動態(tài),掌握前沿技術(shù),保障農(nóng)藥用藥安全,為全球農(nóng)藥化學品生產(chǎn)企業(yè)保駕護航。
小知識:蒙特卡洛模擬法
蒙特卡洛(Monte Carlo)模擬法是指使用隨機數(shù)來解決很多計算問題的方法。以蒙特卡洛模擬法計算圓周率為例,讓計算機每次按均勻分布生成兩個0到1之間的隨機數(shù),并判斷以這兩個隨機數(shù)為橫縱坐標的點是否在單位圓內(nèi)(即點到圓心的距離是否小于圓半徑r=1)。當生成一系列隨機點后,即可統(tǒng)計單位圓內(nèi)的點數(shù)與總點數(shù),(由于圓半徑r=1,因此圓面積和正方形面積之比為π:4,π為圓周率),而隨機點獲取越多時,其結(jié)果越接近于圓周率。
往期回顧
農(nóng)藥風險評估大揭秘之基本概念
農(nóng)藥風險評估大揭秘之AOEL
農(nóng)藥風險評估大揭秘之暴露評估
參考文獻
[1] 宋瀚文, 張博, 王東紅, 等. 我國36個重點城市飲用水中多環(huán)芳烴健康風險評價. 生態(tài)毒理學報, 2014, 9(1): 42-48.
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黃超、郭杰

