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第三章 研究方法

第五節 標的化學物之分類及修正後皮膚暴露危害預測值之建立 . 33

3.6.2 Dermal LD 50 、log K OW 、與 LC-based TSCA ITC 模式(修正

3.6.2 重複 3.6.1 中之分析方法與比較步驟,惟其中經 TSCA ITC 數 學模式產生之SI ratio 以 Eq. 3-4 所示修正後之數學模式產生。此重複步 驟旨在檢驗:1)與以 OEL 為基準之 TSCA ITC 數學預測模式相較,以 LC50或LCLo 為基準推估化學毒物人體累積閾劑量之修正模式所產生的 危害預測值是否具較高預測效能,可作為 SN 制定之科學規範;2)利用 LC50或 LCLo 做為數學預測模式中呼吸劑量計算之參考暴露濃度,是否 可有效降低 TSCA ITC 原型模式中因使用 OEL 計算呼吸劑量所形成的 不確定性(uncertainty)。

3.6.3 OEL-based TSCA ITC 與 LC-based TSCA ITC 預測模式之 SI ratio 比較

本研究的主要目的之一,為透過修正TSCA ITC 模式對化學毒物人 體累積閾劑量之推估,提高其預測效能,及建立以急性系統毒害效應為

基 礎 、 可 適 用 於 緊 急 應 變 狀 況 暴 露 危 害 評 估 之 預 測 模 式 。 比 較 經 OEL-based TSCA ITC 模式及 LC50-/LCLo-based 模式所產生之 SI ratio 值,提供TSCA ITC 模式經修正後,預測效能是否有效提升之直接評估。

OEL-based、LC50-based、及 LCLo-based TSCA ITC 模式所產生之 SI ratio 依標的化學物之 SN 數目區分為七 SN 數目群組。以上三模式產生 之SI ratio 值分別計算與比較其於各群組間之有效使用度(availability)、

中位數與數值分佈、及三模式對預測經由皮膚暴露造成系統毒害潛能可 靠性之差異。此外本階段中亦將修正預測模式內推算呼吸劑量之囓齒類 動物 LC50與 LCLo 數值依動物種類區分,分別比較依動物種類細分之 TSCA ITC 修正模式(Eq. 3-4)預測值於不同 SN 數目群組間之有效使用度 (availability)、中位數、與 SI ratio 數值之分布情形。

3.6.4 TSCA ITC 原型與修正模式對不同類別化學物之適用性分析

OEL-based、LC50-based、及 LCLo-based TSCA ITC 模式所產生之皮 膚暴露危害預測值,在本階段中將依化學物之類別分類,以觀察以上三 種模式對於不同類別化學物之適用性。標的化學物之分類依據為本章第 五節中所述之美國 Haz-Map 化學物分類系統。本研究採用之標的化學 物以上在經由 Haz-Map 系統分類後,將其中主要暴露途徑不包括皮膚

(plastics and rubber)、金屬(metals)、生物性因子(biological agents)、其他 化學物(Other chemicals)、以及無法分類之化學物(unknown)。故在 3.6.4 中 比 較 之 化 學 物 類 別 包 括 : 有 機 溶 劑(solvents) 、 氮 化 物 (nitrogen compounds) 、 農 藥 (pesticides) 及 毒 性 氣 體 與 蒸 氣 (toxic gases and vapors)。以上類別化學物之 TSCA ITC 原型/修正模式所產生 SI ratio 依 化學物之SN 數目群組分別計算與比較其於各群組間分布情形,以中位 數與箱型圖表示,並分別分析三模式SI ratio 與其具有 SN 個數間對數線 性關係,用於評估各類化學物經皮暴露致毒潛能時之預測能力差異。此 為本階段之第一循環分析。

第二循環之分析將上列四類化學物中暴露發生時呼吸暴露顯著高於 皮膚暴露者,亦即toxic gases and vapors,排除不計,再比較其它三類 別化學物(含 solvents、nitrogen compounds 及 pesticides)於七 SN 數目群 組間之原型/修正模式 SI ratio 分布;以檢驗三模式對於以皮膚暴露為主 要暴露途徑之化學毒物敏感度(sensitivity)是否較高。第三循環之分析則 對第二循環中分析之化學物進行逐類檢驗,進一步分別比較 solvents、

nitrogen compounds 及 pesticides 等各類別化學物於七 SN 數目群組間原 型/修正模式之 SI ratio 分布情形;分析結果以中位數、箱型圖及對數線 性關係表示。

為比較OEL-based、LC50-based 及 LCLo-based 模式之預測能力是否

隨檢驗之化學物類別不同而有顯著變化,各模式對全體化學物、第一循 環 四 類 化 學 物(skin-relevant chemicals) 、 及 第 二 循 環 三 類 化 學 物 (skin-dominant chemicals)中具 4 個以上 SN 者之 SI ratio 中位數依不同 SN 群組以統計學無母數檢定方法之 Wilcoxon 符號排序檢定(Wilcoxon signed-rank test)(38)進行配對比較。Wilcoxon signed-rank test 使用統計分 析軟體SingmaPlot® 10 (Systat Software, Point Richmond, CA, USA) 進 行。配對比較組包括:1)未分類之所有化學物與第一循環之四類化學 物;及2)第一循環之四類化學物與第二循環之三類化學物。第一組配對 之設計在檢驗,對具4 個以上 SN 之化學物而言,本研究採用三模式產 生之SI ratio 於不同 SN 群組間之分布趨勢是否受到化學物暴露途徑包含 皮膚與否之影響;第二組配對之設計則檢驗三模式產生SI ratio 之分布 趨勢是否受到化學物主要暴露途徑為皮膚與否之影響。

第四章 結果與討論

第一節 各機構制定皮膚標記符號間之差異

研究結果顯示:至2006 年止,美國 NIOSH REL、ACGIH TLV、英 國 WEL、德國 MAK、荷蘭 MAC、芬蘭 MAC 及瑞典 OEL 各有 142、

219、101、286、163、199 及 115 個化學物或化學群組具有 SN。其中 部分化學物及群組具來自多機構之SNs,故本研究蒐集之標的化學物實 際總數為480,約占各機構制定 SN 相加總數的 40%(n = 1,225)。標的化 學物依其所具SN 數目進行分類後發現(表 4-1):所有機構均訂有 SN 的 化學物佔總數的3.3%,而僅有一個 SN 的化學物則高達 46.9%,且群組 中化學物之樣本數呈隨SN 數目遞減而漸增之趨勢。若以本研究所涵括 的職業衛生管理機構制定SN 時的一致性作為評估化學物是否具備經皮 吸收致毒潛能的指標,則約有近半數的標的化學物僅有單一機構認定應 為皮膚暴露危害因子,而高達總數約70%的標的化學物(n = 335)僅有低 於半數的機構認為應具有 SN。以上結果顯示:在本研究所選取比較之 各機構間,對目前透過 OEL 管制的工業化學毒物是否構成皮膚暴露危 害因子嚴重缺乏一致性的認定。

第二節 皮膚標記符號數目群組間 dermal LD50、log KOW及 TSCA ITC 模式預測值 SI ratio 之比較

4.2.1 各群組間化性、毒性、及危害預測數據之有效使用度分析

就標的化學物之dermal LD50、log KOW及 TSCA ITC 模式預測值(SI ratio)三項資料之有效使用度分析,平均而言(表 4-1),超過 90%的化學 物具有經由實驗測定之log KOW,但具有dermal LD50數據的化學物則低 於60%。此現象可能歸因於:log KOW為一典型、慣用之化學物特性,

且可以透過標準方法量測;而急毒性dermal LD50之評估則自 1980 年代 起方有標準化之測量方式,且迄今並非工業化學物 OEL 制定過程中必 須之評估數據(12)。SI ratio 之有效使用度略高於 70%。此結果反應本研 究所採用TSCA ITC 數學模式的先天限制(9):該數學模式旨在推估化學 物經皮膚吸收可能誘發之系統毒性,推估的方法在於比較經由皮膚吸收 於體內累積劑量佔經由呼吸吸收劑量之比例,亦即皮膚吸收劑量與可接 受身體累積量相較下之顯著性。在原型模式中呼吸吸收劑量是以 OEL 值作為可接受之最高空氣濃度推導而得,故僅適用於 OEL 之制定為防 止因呼吸暴露導致系統毒害生成之化學物。以本研究所選取之標的化學 物而言,29.8% OEL 之制定數值目的在防止呼吸道、黏膜、及皮膚局部

TSCA ITC 原型模式(OEL-based TSCA ITC model)。此一結果亦說明透過 該模式之修正以尋求替代方案,並以毒理學數據取代 OEL 作為呼吸劑 量評估之基準實為必須。表4-1 同時顯示:dermal LD50及SI ratio 之平 均有效使用度雖不及 log KOW,但呈現隨化學物 SN 數目增加而上升的 趨勢。以上觀察建議:當dermal LD50及SI ratio 等科學數據存在並可應 用於SN 之制定時,各制定機構間之認定標準趨近一致,顯示以上兩類 數據仍然是目前SN 制定時所使用的主要科學資料。因其平均有效使用 度已超過90%,故上述趨勢在 log KOW中較不明顯。在第二章中曾討論,

dermal LD50、數學模式預測值及log KOW為 ACGIH 所建議應於 SN 制定 時考量的三類指標。雖然目前世界其他主要的職業衛生管理機構並無與 ACGIH 相似的操作型定義,但由以上分析可以觀察到在 SN 制定時,各 機關仍仰賴傳統之化性與毒性資料作為皮膚暴露危害辨識之基礎。

4.2.2 各群組間化性、毒性數據、及危害預測數據之分佈情形

在本研究中,化學物具有的 SN 數目反映其經皮膚暴露可引發之系 統毒性潛能高低。若化學物之 dermal LD50能確切反映其經皮吸收致毒 潛能,則循其定義,當其數值越小、亦即化學物經由皮膚暴露導致半數 實驗動物死亡所須劑量越少時,該化學物之毒性越高。Log KOW數值越 大,代表該化學物之脂溶性越高,建議可經由皮膚吸收造成體內總暴露

量亦隨而增加。而SI ratio 數值越高,表示與經由空氣暴露吸收造成的 危害相較,此化學物經由皮膚吸收之劑量亦越大,致毒潛能越高。圖4-1 至4-3 展示具不同數目 SN 之化學物間 dermal LD50、log KOW及SI ratio 數據之分佈情形。如圖顯示:dermal LD50、 log KOW及SI ratio 數值均 可隨化學物經皮暴露致毒潛能而變化,但並無明確之變化趨勢。

因 SN 個數小於 3 時,代表多數的機構並不認為化學物為皮膚暴露 危害因子,故第二輪分析中僅就具4 個以上 SN(含 4 個)之化學物進行比 較,結果發現(表 4-2):SI ratio 之中位數隨化學物具有之 SN 數目增加而 上升,與預期之化學物經皮膚吸收致毒潛能趨勢相符;具6 個以上 SNs 之化學物其dermal LD50中位數較具4 或 5 個 SNs 之化學物中位數為高,

反應出具6 個以上 SNs 之化學物其以 dermal LD50表示之皮膚毒性實際 上為各組間最低者,與預期應有之趨勢不符。對傳統採用「經皮吸收導 致系統毒害效應」作為SN 定義的管理機構而言,dermal LD50為數量相 較下最為豐富的皮膚暴露毒性數據。再加上其量化的本質,一般認知均 為 dermal LD50是良好的皮膚暴露危害量化指標,可充分支援 SN 之制 定。在GHS 系統中,亦以 dermal LD50作為化學物皮膚危害等級之區分 標準(23)。但本研究的發現則呈現相反的結論。dermal LD50測量化學物經 由皮膚暴露可造成的急性毒害效應,常用於決定重覆劑量暴露毒性

驗時所應使用的劑量區間,故在本質上是較為簡易的前測型實驗,也因 此其結果之量化可信度具爭議性,難論定為適合應用於SN 制定之量化 指標。圖4-2 及表 4-2 均顯示 log KOW值並無隨SN 數目變化之明顯趨勢。

如前述,log KOW值可用以評估化學物為皮膚吸收之大小程度。對採用

如前述,log KOW值可用以評估化學物為皮膚吸收之大小程度。對採用