加氯消毒副產物對人體的危害

現今已有多篇研究證實加氯消毒副產物會對人體造成危害。Rook (1974)首先證實自來水加氯消毒會產生多種的致癌性消毒副產物。流行病 學及動物實驗研究結果顯示，水處理的過程產生含氯之消毒副產物 (DBPs)，其擁有引發膀胱癌、結腸癌、直腸癌甚至肝癌等慢性方面疾病 之證據。

一、三鹵甲烷(THMs)的危害：

在動物實驗方面，Carhman, Borzclleca, and Shalsky (1981)曾利用老鼠 餵食三鹵甲烷，在 14 天的實驗裡可發現在低劑量(50 mg/kg－125 mg/kg) 下，四種三鹵甲烷均會使老鼠的免疫系統受損，而且高劑量(200 mg/kg) 的氯仿和溴仿甚至會使老鼠在 DNA 組合發生問題。隔年，Bull(1982)以 老鼠為試驗動物證實三鹵甲烷具致癌性。

有關三鹵甲烷對於人體的危害，Bull et al.(1995)發現，三鹵甲烷 (Trihalomethanes, THMs)可能會造成膀胱、大腸、直腸等癌症及損害中樞 神經系統，造成對健康的危害。臺北醫學大學公衛學系(Hsu, Jeng, Chang, Chien, & Han (2001)曾發表一篇關於 THMs 之癌症風險評研究報告，指出 三氯甲烷(TCM)是臺灣地區自來水中最主要的致癌風險因子。流行病學研

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究檢測出當人類長期暴露在加氯消毒副產物(chlorination by-products;

CBPs)下易增加膀胱、結腸-直腸和腦的致癌率；而且由動物試驗中證實 慢性攝入三鹵甲烷會導致肝、腎和腸腫瘤的發生(Hsu et al., 2001)。

Cristina et al.(2004)的研究結果鞏固了在目前在許多工業化國家觀察 到，有關膀胱癌的風險是隨著長期暴露在消毒副產物的濃度在增加的假 設。並於 2006 年的研究指出，在工業化國家，發生膀胱癌的風險是與長 期暴露於氯化水三鹵甲烷的濃度有關(Cristina et. al., 2006)。Kogevinas et al.(2010)的研究結果顯示，暴露於游泳池消毒副產物具潛在遺傳毒性效 應。

總三鹵甲烷會積存於人體，包括脂肪、血液、肝臟、腎臟、肺臟以 及神經系統，其中影響最甚者為肝臟。同時總三鹵甲烷會刺激呼吸系統，

易引發過敏反應，尤其小孩子的呼吸系統尚未發育完全，更易受到刺激。

對於嬰兒與經常接觸泳池者(游泳選手、救生員)具有較高的潛在風險，如 救生員較易有鼻竇炎、喉嚨痛、支氣管炎與呼吸困難(曾治乾，2012)。

陳緯豪(2006)研究對高雄地區泳池進行三鹵甲烷分析，發現泳客呼吸 吸入三鹵甲烷的終身致癌風險為 3.92x10^-5－5.35x10^-4。之後，又有韓國學 者 Lee, Ha 與 Zoh(2008)的研究指出，在游泳時呼吸吸入三鹵甲烷的終身 致癌風險為 7.77x10^-4－1.36x10^-3。由以上研究結果顯示，估算出來的終身 致癌風險值皆大於 10^-6，因此針對三鹵甲烷進行的處置措施應是勢在必

14 行。

二、鹵乙酸(HAAs)的危害

目前已有不少致力於鹵乙酸在動物毒理實驗上的研究文獻，如 Daniel, Meier, and Deangelo(1993)的實驗研究發現一氯乙酸對老鼠具致癌性；而 Bull et al.(1995)的研究顯示某些鹵乙酸(二氯乙酸、二溴乙酸、三氯乙酸 以及一氯一溴乙酸)對動物會致癌，其中相較於單鹵乙酸與三鹵乙酸，二 鹵乙酸對健康的影響是最大的。Giller et al.(1997)的動物毒性實驗發現，

鹵乙酸會導致基因不正常。而二氯乙酸會影響老鼠正常發育(Smith, Randall, Read, & Stober, 1992)以及具基因毒性(Fuscoe et al., 1996)，甚至會 使肝臟產生腫瘤(Bull, Sanchez, Nelson, Larson, & Lansing, 1990)。

洪崇軒(2005)也指出，多篇研究皆指出鹵乙酸對健康的影響，為可能 具致癌性及使基因不正常。

第三節 加氯消毒副產物之致癌風險評估

一、三鹵甲烷與五種鹵乙酸(HAA5)的致癌物分類

致癌物質分類是根據人類流行病學與動物毒性實驗的證據充足程度 來作為分類依據，表 1 與表 2 分別列出美國環境保護署(USEPA)與世界衛 生組織-國際癌症研究機構(WHO-IARC)之致癌物質分類的類別以及其證 據情形(許惠悰，2003)。

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Probable human carcinogen

Probable human carcinogen 人體可能的致癌物質

從動物的毒性實驗得到充足的證據證 實該化學物質會導致受測之動物致 癌，無人體試驗的相關資料

C Possible human carcinogen 人體疑似致癌物質

缺乏人體致癌的相關數據，且動物毒性 實驗的證據有限

D Unclassifiable 無法分類是否致癌

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病學根據；動物實驗顯示無致癌症發生

致癌物質分類中各類別的可接受終身致癌風險各有不同，如 USEPA 致癌物質分類為 A 類與 B 類的物質，可接受的終身致癌風險為 10^-6；C 類物質為則 10^-5；若暴露對象為敏感性族群，如小學生或是托兒所的幼童，

則可接受的終身致癌風險為 10^-7(許惠悰，2003)。

依據美國環境保護署(USEPA)與世界衛生組織-國際癌症研究機構 (WHO-IARC)的分類，可將三鹵甲烷與鹵乙酸的致癌性做以下歸類，如表 3(金翁正、陳麗霞、翁英明，無日期；飲用水水質標準第三條修正總說明，

2014)，鹵乙酸的部分，目前僅對二氯乙酸與三氯乙酸有做致癌物質的分 類。

表 3 各種加氯消毒副產物之致癌分類

化學物質 USEPA 致癌分類 WHO-IARC 致癌分類

氯仿 B2 2B

二氯一溴甲烷 B2 2B

一氯二溴甲烷 C 3

溴仿 B2 3

一氯乙酸 MCAA 未分類 未分類

二氯乙酸 DCAA B2 2B

三氯乙酸 TCAA C 2B

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一溴乙酸 MBAA 未分類 未分類

二溴乙酸 DBAA 未分類 未分類

由表 1、2 與表 3 對照來看，可以發現四種三鹵甲烷與部分鹵乙酸(二 氯乙酸、三氯乙酸)，皆對人體有致癌的可能性。

二、加氯消毒副產物的暴露評估- Swimmer Exposure Model

化學物質的暴露是同一時間多種途徑的暴露，所以暴露途徑有哪些 種類，而且人體吸收情形如何等資訊是非常重要的，而化學物質的接觸 暴露途徑有以下幾類：攝入、皮膚接觸、呼吸吸入、眼睛接觸等途徑，

但依據場域、情境及化學物質的特性不同，暴露途徑也會有所差異(許惠 悰，2003)。

Swimmer Exposure Model(游泳者多途徑暴露模式)簡稱 SWIMODLE，

由美國環境保護署(USEPA)的 Office of Pesticide Programs (OPP)

Antimicrobials Division (AD)所發展，用來估計室內游泳池的游泳者其三 鹵甲烷的暴露風險模式(USEPA, 2003)。

SWIMODLE 的游泳池消毒副產物暴露途徑共有 6 種，包括口部食入 途徑(Oral)、皮膚吸收途徑(Dermal)、呼吸吸入途徑(Inhalation)、口腔與舌 下黏膜吸收途徑(Buccal/Sublingual)、眼與鼻腔黏膜吸收途徑(Orbital/Nasal) 以及耳道滲透途徑(Aural) (USEPA, 2003)。

SWIMODLE 只考慮化學物質的吸收，不考慮代謝或排泄以及環境溫

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度的影響(USEPA, 2003)。口部食入途徑與呼吸吸入途徑皆預設化學物質 的吸收率為 100%；耳道滲透途徑的滲透係數與分配係數與皮膚吸收途徑 相同(USEPA, 2003)。

各項暴露途徑有一定的條件(USEPA, 2003)，如以下三點：

1.採用皮膚吸收途徑的化學物質必須是有機化合物，且應具有低分子 量與高分配係數的特性。

2.採用呼吸吸入途徑的化學物質應具有揮發性，且不會對身體組織造 成直接傷害的特性，如氯氣具有揮發性，但會對身體組織造成直 接傷害，故不適用呼吸吸入途徑。

3.採用黏膜(口腔、舌下、眼部、鼻腔)吸收途徑的化學物質不能是無 機化合物或不能溶於水的物質。

使用 SWIMODLE 來進行暴露評估的必要資訊主要有兩個部分，分 別是泳者資訊和化學物質資訊：

(一)游泳者資訊

SWIMODLE 中所考慮的游泳者資訊包含了性別、年齡、暴露時間(每 次游泳多久)、食入水量(游泳時喝入的池水量)、體表面積、呼吸量、流 經黏膜水量(游泳時流經黏膜的池水量)、耳道面積、暴露頻率(每年游泳 幾次)、暴露期間(泳齡)、體重、影響期間。

影響期間是用來估計潛在攝入量(potential dose rate [PDR])以及終身

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每日攝入量(LADD)，每日攝入量(average daily dose [ADD])的影響時間為 暴露期間，用來表示暴露期間每日化學物質的攝入量；LADD 則是將在 暴露期間化學物質攝入量平均到終身壽命的每一天裡，用來表示暴露期 間化學物質攝入對終身致癌風險的影響，SWIMODLE 預設 LADD 的影 響期間為 70 年(USEPA, 2003)。

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滲透係數(Kp)、黏膜吸收係數、正辛醇/水分配係數(Kow)等。在此列出 THMs 與 HAA5 的化學特性，如表 5 所示(USEPA, 2003; The Risk Assessment Information System, 2013)。

表 5 THMs 與 HAA5 化學特性一覽表

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係數相同，反之，如果有戴泳鏡，因為到眼黏膜吸收途徑被阻隔，此時 眼、鼻腔黏膜吸收係數就會成為口、舌黏膜吸收係數的一半(USEPA, 2003)。

本研究不考慮配戴泳鏡的影響，所以眼鼻黏膜吸收係數亦為 0.01。

(三) 暴露量的計算

SWIMODLE 可用來計算游泳者在游泳過程當中，對單一化學物質的 PDR、ADD 以及 LADD，以下分別介紹各暴露途徑的 PDR、ADD 與 LADD 之計算方式(USEPA, 2003)：

1.口部食入途徑

(1)潛在口部食入量(PDR

oral

)

公式：PDR_oral

= ET x IR x Cw

PDRoral：潛在口部食入量(mg/event)

ET：短期暴露時間(hours/event) IR：攝入水量(L/hour)

Cw：水中濃度(mg/L)

(2)每日口部食入量(ADD

oral

)

公式：ADDoral

= ET x IR x Cw x EF x ED BW x AT x 365

(days/year)

ADDoral：每日口部食入量(mg/kg-day) ET：長期暴露時間(hours/event)

22 IR：攝入水量(L/hour)

Cw：水中濃度(mg/L) EF：暴露頻率(events/year) ED：暴露期間(years) BW：體重(kg)

AT：影響期間(years)

2.皮膚吸收途徑

(1)潛在皮膚吸收量(PDR

dermal

)

公式：PDR_dermal

= ET x SA x Kp x Cw x 1000

(L/m³)

PDRdermal：潛在皮膚吸收量(mg/event)

ET：短期暴露時間(hours/event) SA：體表面積(m²)

Kp：滲透係數(m/hour) Cw：水中濃度(mg/L)

(2)每日皮膚吸收量(ADD

dermal

)

公式：ADD_dermal

= ET x SA x Kp x Cw x 1000

_(L/m³)

x EF x ED BW x AT x 365

(days/year)

ADDdermal：每日皮膚吸收量(mg/kg-day)

ET：長期暴露時間(hours/event)

23 SA：體表面積(m²)

Kp：滲透係數(m/hour) Cw：水中濃度(mg/L) EF：暴露頻率(events/year) ED：暴露期間(years) BW：體重(kg)

AT：影響期間 (years)

3.呼吸吸入途徑

(1)潛在呼吸吸入量(PDR

inhalation

)

公式：PDR_inhalation

= Cvp x ET x IR

PDRinhalation：潛在呼吸吸入量(mg/event)

Cvp：氣相濃度(mg/m³)

ET：短期暴露時間(hours/event) IR：呼吸量(m³/hour)

(2)每日呼吸吸入量(ADD

inhalation

)

公式：ADDinhalation

= Cvp x ET x IR x EF x ED BW x AT x 365

(days/year)

ADDinhalation：每日呼吸吸入量(mg/kg-day)

Cvp：氣相濃度(mg/m³)

24 ET：長期暴露時間(hours/event)

IR：呼吸量(m³/hour)

EF：暴露頻率(events/year) ED：暴露期間(years) BW：體重(kg)

AT：影響期間(years)

4.口腔、舌下黏膜吸收途徑

(1)潛在口腔、舌下黏膜吸收量(PDR

bucal/sublingual

)

公式：PDRbucal/sublingual

= ET x WI x Cw x AR

PDRbucal/sublingual：潛在口腔、舌下黏膜吸收量(mg/event)

ET：短期暴露時間(hours/event) WI：流經黏膜水量(L/hour) Cw：水中濃度(mg/L)

AR：吸收係數(unitless)

(2)每日口腔、舌下黏膜吸收量(ADD

buccal/sublingual

)

公式：

ADD

buccal/sublinguall

= ET x WI x Cw x AR x EF x ED BW x AT x 365

(days/year)

ADDbuccal/sublingual：每日口腔、舌下黏膜吸收量(mg/kg-day)

25 ET：長期暴露時間(hours/event)

WI：流經黏膜水量(L/hour) Cw：水中濃度(mg/L)

AR：吸收係數(unitless) EF：暴露頻率(events/year) ED：期間(years)

BW：體重(kg)

AT：影響期間(years)

5.眼、鼻腔黏膜吸收途徑

(1)潛在眼、鼻腔黏膜吸收量(PDR

orbital/nasal

)

公式：PDRorbital/nasal

= ET x WI x Cw x AR

PDRorbital/nasal：潛在眼、鼻腔黏膜吸收量(mg/event)

ET：短期暴露時間(hours/event) WI：流經黏膜水量(L/hour) Cw：水中濃度(mg/L)

AR：吸收係數(unitless)

(2)每日眼、鼻腔黏膜吸收量(ADD

orbital/nasal

)

公式：

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ADD

orbital/nasal

= ET x WI x Cw x AR x EF x ED BW x AT x 365

(days/year)

ADDorbital/nasal：每日眼、鼻腔黏膜吸收量(mg/kg-day)

ET：長期暴露時間(hours/event) WI：流經黏膜水量(L/hour) Cw：水中濃度(mg/L)

AR：吸收係數(unitless) EF：暴露頻率(events/year) ED：暴露期間(years) BW：體重(kg)

AT：影響期間(years)

6.耳道滲透途徑

(1)潛在耳道滲透量(PDR

aural

)

公式：PDR_aural

= ET x SA x Kow x Kp x Cw x 1000

(L/m³)

PDRaural：潛在耳道滲透量(mg/event)

ET：短期暴露時間(hours/event) SA：耳道面積(m²)

Kow：分配係數(unitless) Kp：滲透係數(m/hour)

27 Cw：水中濃度(mg/L)

2.每日耳道滲透量(ADD

aural

)

公式：ADDaural

=

ET x SA x Kow x Kp x Cw x 1000

_(L/m³) x EF x ED

BW x AT x 365

_(days/year)

ADDaural：每日耳道滲透量(mg/kg-day)

ET：長期暴露時間(hours/event) SA：耳道面積(m²)

Kow：分配係數(unitless) Kp：滲透係數(m/hour) Cw：水中濃度(mg/L) EF：暴露頻率(events/year) ED：暴露期間(years) BW：體重(kg)

AT：影響期間(years)

7.總每日攝入量(ADD

total

)

公式：ADD_total

= ADD

oral

+ ADD

dermal

+ ADD

inhalation

+ ADD

buccal/sublingual

+ ADD

orbital/nasal

+ ADD

aural

ADDtotal：每日攝入量(mg/kg-day)

ADDoral：每日口部食入量(mg/kg-day)

ADDdermal：每日皮膚吸收量(mg/kg-day)

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ADD_inhalation：每日呼吸吸入量(mg/kg-day)

ADDbuccal/sublingual：每日口腔、舌下黏膜吸收量(mg/kg-day)

ADDorbital/nasal：每日眼、鼻腔黏膜吸收量(mg/kg-day)

ADDaural：每日耳道滲透量(mg/kg-day)

(八)終身每日攝入量(LADD)

LADD的計算方式與總每日攝入量(ADDtotal)相同，但總每日攝入量

(ADDtotal)的影響期間為泳齡(4年)，而LADD的影響期間為70年(USEPA,

2003)。

三、終身致癌風險評估

終身致癌風險是指單一種化學物質，其某種暴露途徑的LADD所導致

終身致癌風險是指單一種化學物質，其某種暴露途徑的LADD所導致

在文檔中 游泳者下水前沖洗對於游泳池水有機物量影響與消毒副產物致癌風險評估之研究—以北市某國小室內泳池為例 (頁 27-0)