職業接觸限值的歷史

在過去的 40 年裡，許多國家的許多組織都提出了空氣污染物的職業接觸限值 (OEL)。 美國政府工業衛生學家會議 (ACGIH) 每年發布的限值或指南已逐漸成為美國和大多數其他國家/地區最廣泛接受的限值或指南，稱為閾值限值 (TLV)（LaNier 1984 ；庫克 1986 年；ACGIH 1994 年）。

為工作環境中的潛在有害物質建立 OELs 的有效性已被反复證明（Stokinger 1970 年；Cook 1986 年；Doull 1994 年）。 OELs 對預防或減少疾病的貢獻現在已被廣泛接受，但多年來這種限制並不存在，即使存在，也常常沒有被觀察到（Cook 1945 年；Smyth 1956 年；Stokinger 1981 年；LaNier 1984 年；庫克 1986）。

早在 1700 世紀，空氣中的粉塵和化學物質就會導致疾病和傷害，這一點已廣為人知，但這種情況可能發生的濃度和暴露時間長短尚不清楚 (Ramazinni XNUMX)。

正如 Baetjer (1980) 所報告的那樣，“本世紀初，當 Alice Hamilton 博士開始她在職業病領域的傑出職業生涯時，沒有空氣樣本和標準可供她使用，實際上也沒有必要。 簡單地觀察工作條件和工人的疾病和死亡就很容易證明存在有害暴露。 然而很快，確定安全暴露標準的必要性就變得顯而易見了。”

最早設定 OEL 的努力針對的是一氧化碳，這是一種比其他任何職業都更多的人接觸到的有毒氣體（有關 OEL 發展的年表，請參見圖 1。衛生研究所 Max Gruber 的工作at Munich 發表於 1883 年。該論文描述了將兩隻母雞和十二隻兔子暴露在已知濃度的一氧化碳中長達 47 小時的三天時間；他說“一氧化碳有害作用的邊界很可能位於一個濃度百萬分之 500，但肯定（不少於）百萬分之 200”。在得出這個結論時，格魯伯自己也吸入了一氧化碳。他報告在連續兩天的三個小時後沒有任何症狀或不適感濃度為百萬分之 210 和百萬分之 240 (Cook 1986)。

圖 1. 職業暴露水平 (OELS) 的年表。

最早和最廣泛的暴露限值系列動物實驗是由 KB Lehmann 和其他人在他的指導下進行的。 在跨越 50 年的一系列出版物中，他們報告了對氨和氯化氫氣體、氯化碳氫化合物和大量其他化學物質的研究（Lehmann 1886；Lehmann 和 Schmidt-Kehl 1936）。

Kobert (1912) 發表了一份較早的急性暴露限值表。 20 種物質的濃度列在以下標題下：(1) 對人和動物迅速致命，(2) 在 0.5 到 3 小時內是危險的，(0.5) 4 到 1947 小時內沒有嚴重的干擾，(1986) 僅觀察到最小的症狀。 Schrenk（XNUMX 年）在他的論文“允許限度的解釋”中指出，“在前面的 Kobert 論文中，在‘幾小時後只有最小症狀’標題下給出的鹽酸、氰化氫、氨、氯和溴的值與其值通常在當前報告的 MAC 表中被接受”。 然而，一些毒性更大的有機溶劑（例如苯、四氯化碳和二硫化碳）的值遠遠超過目前使用的值（Cook XNUMX）。

源自美國的第一批暴露限值表之一是由美國礦業局發布的（Fieldner、Katz 和 Kenney，1921 年）。 儘管其標題並未如此說明，但列出的 33 種物質是工作場所遇到的物質。 Cook (1986) 還指出，到 1930 年代，除粉塵外，大部分暴露限值都是基於相當短的動物實驗。 一個值得注意的例外是美國公共衛生服務部的 Leonard Greenburg 在國家安全委員會委員會的指導下進行的慢性苯暴露研究（NSC 1926）。 基於長期動物實驗的人類可接受的暴露來自這項工作。

根據 Cook（1986 年）的說法，對於粉塵暴露，1920 年之前建立的允許限值是基於南非金礦工人的暴露，那裡鑽井作業產生的粉塵中結晶游離二氧化矽含量很高。 1916 年，對於石英含量為 8.5% 至 80% 的粉塵，設定了每立方英尺空氣 90 萬個顆粒 (mppcf) 的暴露限值（Phthisis Prevention Committee 1916）。 後來，該水平降至 5 mppcf。 Cook 還報告說，在美國，根據 1917 年在密蘇里州西南部的鋅和鉛礦進行的一項研究，Higgins 及其同事推薦了同樣基於工人暴露的粉塵標準。高石英粉塵為 1930 mppcf，明顯高於美國公共衛生署後來進行的粉塵研究所確定的數值。 12 年，蘇聯勞動部頒布了一項法令，其中包括 XNUMX 種工業有毒物質的最大允許濃度。

截至 1926 年，最全面的職業暴露限值清單包含 27 種物質（Sayers 1927）。 1935 年，Sayers 和 Dalle Valle 發表了對 37 種物質的五種濃度的生理反應，第五種是長時間暴露的最大允許濃度。 Lehmann 和 Flury (1938) 以及 Bowditch 等人。 (1940) 發表的論文提供了重複暴露於每種物質的單一值的表格。

Lehmann 制定的許多暴露限值都包含在最初由 Henderson 和 Haggard (1927) 於 1943 年出版的專著中，稍後又收錄在 Flury 和 Zernik 的專著中 化學氣體 （1931 年）。 根據 Cook (1986) 的說法，這本書被認為是關於工作場所有害氣體、蒸汽和粉塵影響的權威參考，直到 帕蒂的工業衛生學和毒理學 (1949) 出版。

第一份工業化學品暴露標準清單，稱為最大允許濃度 (MAC)，是在 1939 年和 1940 年制定的（Baetjer 1980）。 它們代表了美國標準協會和 1938 年成立 ACGIH 的許多工業衛生學家的一致意見。這些“建議標準”由 James Sterner 於 1943 年出版。 ACGIH 的一個委員會於 1940 年初召開會議，開始確定接觸工作場所化學品的安全水平，方法是收集所有將接觸有毒物質的程度與產生不利影響的可能性相關聯的數據（Stokinger 1981；拉尼爾 1984）。 該委員會於 1941 年發布了第一套價值觀，該委員會由沃倫·庫克 (Warren Cook)、曼弗雷德·博迪奇 (Manfred Boditch)（據報導是美國工業界僱傭的第一位衛生員）、威廉·弗雷德里克 (William Fredrick)、菲利普·德林克 (Philip Drinker)、勞倫斯·費爾霍爾 (Lawrence Fairhall) 和艾倫·杜利 (Stokinger 1981) ).

1941 年，美國標準協會（後來成為美國國家標準協會）的一個委員會（指定為 Z-37）制定了第一個 100 ppm 一氧化碳標準。 到 1974 年，該委員會已針對 33 項有毒粉塵和氣體暴露標準發布了單獨的公告。

在 1942 年的 ACGIH 年會上，新任命的閾值限制小組委員會在其報告中列出了 63 種有毒物質的表格，其中包含各州工業衛生單位提供的清單中的“大氣污染物的最大允許濃度”。 該報告包含聲明，“該表不應被解釋為推薦的安全濃度。 材料未經評論就呈現”（Cook 1986）。

1945 年，庫克公佈了 132 種工業大氣污染物的最大允許濃度清單，其中包括當時六個州的當前值，以及聯邦機構作為職業病控制指南提出的值以及似乎得到最佳支持的最大允許濃度通過參考原始調查 (Cook 1986)。

在 1946 年的 ACGIH 年會上，閾限小組委員會提交了他們的第二份報告，其中包含 131 種氣體、蒸氣、粉塵、煙霧和薄霧以及 13 種礦物粉塵的值。 這些值是根據小組委員會 1942 年報告的清單編制的，來自 Warren Cook 在 工業醫學 (1945) 和美國標準協會 Z-37 委員會公佈的數值。 委員會強調，“MAC 值列表已提交……明確理解它會受到年度修訂。”

OEL 的預期用途

美國和其他一些國家/地區使用的 ACGIH TLV 和大多數其他 OEL 是指空氣中物質濃度的限值，代表“據信幾乎所有工人都可能日復一日反復接觸而不會對健康產生不利影響”的條件（ACGIH 1994）。 （見表 1）。 在某些國家/地區，OEL 設定在幾乎可以保護所有人的濃度。 重要的是要認識到，與其他專業團體或監管機構設定的環境空氣污染物、受污染的水或食品添加劑的某些暴露限值不同，暴露於 TLV 不一定能防止暴露的每個人感到不適或受傷（Adkins 等人. 1990）。 ACGIH 很久以前就認識到，由於個體易感性範圍廣泛，一小部分工人可能會因某些濃度等於或低於閾值限值的物質而感到不適，並且較小比例的人可能會因預感的惡化而受到更嚴重的影響。現有條件或職業病的發展（Cooper 1973；ACGIH 1994）。 這在 ACGIH 年度手冊的介紹中有明確說明 化學物質和物理因素的閾限值和生物暴露指數 （ACGIH 1994）。

表 1. 不同國家的職業接觸限值 (OEL)（截至 1986 年）

資料來源：庫克 1986 年。

這種限制雖然可能不太理想，但已被認為是一種實用的限制，因為由於工程或經濟限制，傳統上認為空氣中的濃度如此低以保護過敏者是不可行的。 直到大約 1990 年，TLV 中的這個缺點才被認為是一個嚴重的缺點。 鑑於自 1980 世紀 XNUMX 年代中期以來我們的分析能力、個人監測/採樣設備、生物監測技術以及使用機器人作為合理的工程控制的顯著改進，我們現在在技術上能夠考慮更嚴格的職業暴露限制。

每個 TLV 的背景信息和基本原理定期發佈在 閾限值的文檔 （ACGIH 1995）。 某些類型的文檔有時可用於在其他國家/地區設置的 OEL。 在解釋或調整暴露限值之前，應始終查閱特定 OEL 的基本原理或文件，以及在建立它時考慮的具體數據 (ACGIH 1994)。

TLV 基於來自工業經驗以及人類和動物實驗研究的最佳可用信息——如果可能，來自這些來源的組合（Smith 和 Olishifski 1988；ACGIH 1994）。 選擇限值的理由因物質而異。 例如，防止健康受損可能是某些人的指導因素，而合理免於刺激、麻醉、滋擾或其他形式的壓力可能構成其他人的基礎。 可用於確定職業接觸限值的信息的年齡和完整性也因物質而異； 因此，每個 TLV 的精度是不同的。 應始終查閱最新的 TLV 及其文檔（或等效文件），以評估設置該值所依據的數據的質量。

儘管所有包含 OEL 的出版物都強調它們僅用於確定工作場所人員的安全暴露水平，但它們有時也用於其他情況。 出於這個原因，所有接觸限值只能由了解工業衛生和毒理學的人來解釋和應用。 TLV 委員會 (ACGIH 1994) 不打算使用或修改它們以供使用：

• 作為危險或毒性的相對指數
• 在社區空氣污染評價中
• 用於估計連續、不間斷暴露或其他延長工作時間的危害
• 作為現有疾病或身體狀況的證據或反證
• 供工作條件與美國不同的國家/地區採用。

TLV 委員會和其他設置 OEL 的團體警告說，不應“直接使用”或推斷這些值來預測其他暴露設置的安全暴露水平。 但是，如果了解指南的科學原理和外推數據的適當方法，它們可用於預測許多不同類型的暴露場景和工作時間表的可接受暴露水平（ACGIH 1994 年；Hickey 和 Reist 1979 年）。

設定接觸限值的理念和方法

TLV 最初僅供工業衛生學家使用，他們可以在應用這些值時做出自己的判斷。 它們不得用於法律目的 (Baetjer 1980)。 然而，1968 年美國 Walsh-Healey 公共合同法納入了 1968 年 TLV 清單，該清單涵蓋了大約 400 種化學品。 在美國，當職業安全與健康法案 (OSHA) 通過時，它要求所有標準成為國家共識標准或既定的聯邦標準。

工作場所空氣污染物的暴露限值基於以下前提：儘管所有化學物質在一定濃度下經過一段時間後都是有毒的，但所有物質都存在一定濃度（例如劑量），在該濃度下不會產生有害影響 no無論重複曝光的頻率如何。 類似的前提適用於其影響僅限於刺激、麻醉、滋擾或其他形式壓力的物質（Stokinger 1981；ACGIH 1994）。

因此，這種理念不同於應用於電離輻射等物理因素和某些化學致癌物的理念，因為可能沒有閾值或沒有預期零風險的劑量（Stokinger 1981）。 閾值效應的問題是有爭議的，著名的科學家對閾值理論表示支持和反對（Seiler 1977 年；Watanabe 等人 1980 年，Stott 等人 1981 年；Butterworth 和 Slaga 1987 年；Bailer 等人 1988 年；Wilkinson 1988 年；Bus 和吉布森 1994）。 考慮到這一點，監管機構在 1980 年代初期提出的一些職業暴露限值設定的水平雖然並非完全沒有風險，但所帶來的風險不超過經典的職業危害，如觸電、跌倒等。 即使在那些不使用工業化學品的環境中，致命傷害的總體工作場所風險也約為千分之一。 這是用來證明選擇這一理論癌症風險標準來為化學致癌物設置 TLV 的理由（Rodricks、Brett 和 Wrenn 1987 年；Travis 等人 1987 年）。

在美國和其他地方建立的職業接觸限值來自各種來源。 1968 年的 TLV（OSHA 於 1970 年採用的聯邦法規）主要基於人類經驗。 這可能會讓許多最近進入該行業的衛生學家感到驚訝，因為它表明，在大多數情況下，暴露限值的設定是在發現某種物質對人體有毒性、刺激性或其他不良影響之後製定的. 正如所預料的那樣，許多最新的全身性毒素暴露限值，尤其是製造商設定的那些內部限值，主要基於對動物進行的毒理學測試，而不是等待對暴露工人的不利影響的觀察（Paustenbach 和朗納 1986）。 然而，即使早在 1945 年，TLV 委員會就承認動物試驗非常有價值，事實上，它們確實構成了這些指南所基於的第二大最常見的信息來源（Stokinger 1970）。

在過去 40 年中，已經提出並投入使用了幾種從動物數據中推導出 OEL 的方法。 TLV 委員會和其他機構使用的方法與美國食品和藥物管理局 (FDA) 在確定食品添加劑的每日可接受攝入量 (ADI) 時使用的方法沒有明顯不同。 了解 FDA 設定食品添加劑和污染物暴露限值的方法可以為參與解釋 OEL 的工業衛生學家提供很好的洞察力（Dourson 和 Stara 1983）。

還介紹了可用於完全基於動物數據建立工作場所接觸限值的方法學方法的討論（Weil 1972 年；WHO 1977 年；Zielhuis 和 van der Kreek 1979a，1979b；Calabrese 1983 年；Dourson 和 Stara 1983 年；Leung 和 Paustenbach 1988a ；Finley 等人 1992 年；Paustenbach 1995 年）。 儘管這些方法有一定程度的不確定性，但它們似乎比將動物試驗結果定性外推到人類要好得多。

50 年的 TLV 中大約 1968% 來自人類數據，大約 30% 來自動物數據。 到 1992 年，幾乎 50% 主要來自動物數據。 用於開發 TLV 的標準可分為四組：形態、功能、生化和雜項（滋擾、美容）。 在那些基於人類數據的 TLV 中，大多數來自於在多年接觸該物質的工人身上觀察到的影響。 因此，大多數現有的 TLV 都是基於工作場所監測的結果，並根據對人類反應的定性和定量觀察進行彙編（Stokinger 1970 年；Park 和 Snee 1983 年）。 最近，新化學品的 TLV 主要基於動物研究的結果而不是人類經驗（Leung 和 Paustenbach 1988b；Leung 等人 1988）。

值得注意的是，在 1968 年，只有約 50% 的 TLV 主要用於預防全身毒性作用。 大約 40% 是基於刺激，約 1993% 是為了預防癌症。 到 50 年，大約 35% 用於防止全身影響，2% 用於防止刺激，XNUMX% 用於預防癌症。 圖 XNUMX 總結了開發 OEL 時經常使用的數據。 

圖 2. 經常用於製定職業暴露的數據。

刺激物限制

1975 年之前，旨在防止刺激的 OEL 主要基於人體實驗。 從那時起，已經開發了幾種實驗動物模型（Kane 和 Alarie 1977；Alarie 1981；Abraham 等人 1990；Nielsen 1991）。 另一種基於化學性質的模型已用於設置有機酸和鹼的初步 OEL（Leung 和 Paustenbach 1988）。

致癌物限值

1972 年，ACGIH 委員會開始在其 TLV 清單中區分人類和動物致癌物。 根據 Stokinger（1977 年）的說法，這種區分的一個原因是幫助利益相關者（工會代表、工人和公眾）在討論中關注那些更可能在工作場所接觸的化學品。

TLV 是否保護了足夠多的工人？

從 1988 年開始，許多人就 TLV 的充分性或健康保護性提出了擔憂。 提出的關鍵問題是，有多少工作人口在暴露於 TLV 時真正受到保護而免受不良健康影響？

Castleman 和 Ziem (1988) 以及 Ziem 和 Castleman (1989) 認為標準的科學基礎是不充分的，而且它們是由衛生學家製定的，在受監管的行業中有既得利益。

這些論文引發了大量討論，支持和反對 ACGIH 的工作（Finklea 1988；Paustenbach 1990a、1990b、1990c；Tarlau 1990）。

Roach 和 Rappaport (1990) 的後續研究試圖量化 TLV 的安全裕度和科學有效性。 他們的結論是，現有的科學數據與 1976 年的解釋之間存在嚴重的不一致。 查看更多 由 TLV 委員會。 他們還指出，TLV 可能反映了委員會當時認為現實和可實現的內容。 Roach 和 Rappaport 以及 Castleman 和 Ziem 的分析都得到了 ACGIH 的回應，ACGIH 堅持認為這些批評是不准確的。

儘管 Roach 和 Rappaport 分析的優點，或者就此而言，Ziem 和 Castleman 的分析的優點將爭論多年，但很明顯，設置 TLV 和其他 OEL 的過程可能永遠不會像那是在 1945 年到 1990 年之間。在未來幾年中，每個 TLV 的文檔中可能會更明確地描述 TLV 的基本原理以及固有的風險程度。 此外，可以肯定的是，關於工作場所暴露的“幾乎安全”或“微不足道的風險”的定義將隨著社會價值觀的變化而變化（Paustenbach 1995，1997）。

毫無疑問，未來幾年 TLV 或其他 OEL 的減少程度將取決於要預防的不利健康影響的類型（中樞神經系統抑制、急性毒性、氣味、刺激、發育影響或其他）。 當我們進入下個世紀時，尚不清楚 TLV 委員會將在多大程度上依賴各種預測毒性模型，或者他們將採用何種風險標準。

標準和非傳統工作時間表

輪班工作對工人的能力、壽命、死亡率和整體幸福感的影響程度尚不清楚。 許多行業已經實施了所謂的非傳統工作輪班和工作時間表，以試圖消除或至少減少正常輪班工作引起的一些問題，正常輪班工作包括每天三個八小時的工作班次。 一種被歸類為非傳統的工作時間表是涉及工作時間超過八小時並改變（壓縮）每週工作天數的類型（例如，每天工作 12 小時，每週工作三天）。 另一種類型的非傳統工作時間表涉及在給定的工作時間表中對化學或物理因素的一系列短暫接觸（例如，一個人接觸化學物質 30 分鐘，每天五次，兩次接觸之間間隔一小時的時間表） . 最後一類非傳統時間表涉及“危急情況”，其中人員持續暴露於空氣污染物（例如，航天器、潛艇）。

壓縮工作周是一種非傳統的工作時間表，主要用於非製造環境。 它指的是每週不到 40 天的全職工作（幾乎每週 12 小時）。 目前正在使用許多壓縮時間表，但最常見的是：(a) 每週工作四天，每天工作十小時； (b) 每週工作三天，每天工作 4 小時； (c) 1-2/1978 天工作週，其中四天工作九小時，一天工作四小時（通常是星期五）； (d) 五/四、九小時工作制的交替五天和四天工作週計劃（Nollen 和 Martin 1981；Nollen XNUMX）。

在所有工人中，按非傳統時間表工作的工人僅佔工作人口的 5% 左右。 在這個數字中，只有大約 50,000 到 200,000 名工作非傳統時間表的美國人受僱於經常接觸大量空氣中化學物質的行業。 在加拿大，按非傳統時間表工作的化學工人的百分比被認為更高（Paustenbach 1994）。

設定國際 OEL 的一種方法

正如 Lundberg (1994) 所指出的，所有國家委員會面臨的挑戰是確定一種共同的科學方法來設定 OEL。 國際合資企業對相關各方有利，因為編寫標准文件既費時又費錢（Paustenbach 1995）。

這是 1977 年北歐部長理事會決定成立北歐專家組 (NEG) 時的想法。 NEG 的任務是製定以科學為基礎的標准文件，供五個北歐國家（丹麥、芬蘭、冰島、挪威和瑞典）的監管機構用作 OEL 的共同科學依據。 NEG 的標准文件導致了臨界效應和劑量-反應/劑量-效應關係的定義。 臨界效應是在最低暴露時發生的不利效應。 沒有討論安全係數，也沒有提出數字 OEL。 自 1987 年起，標准文件由 NEG 每年同時以英文出版。

Lundberg (1994) 提出了每個縣都可以使用的標準化方法。 他建議構建具有以下特徵的文檔：

• 標準化的標准文件應反映科學文獻中提出的最新知識。
• 所使用的文獻最好是經過同行評審的科學論文，但至少是公開的。 應避免個人通信。 對公眾，特別是工人的開放，減少了最近對 ACGIH 文件的懷疑。
• 科學委員會應由來自學術界和政府的獨立科學家組成。 如果委員會應包括來自勞動力市場的科學代表，則雇主和僱員都應有代表。
• 科學委員會應徹底審查所有相關的流行病學和實驗研究，尤其是提供關鍵影響數據的“關鍵研究”。 應描述所有觀察到的影響。
• 應指出環境和生物監測的可能性。 還需要徹底檢查這些數據，包括毒代動力學數據。
• 如果數據允許，應說明劑量反應和劑量效應關係的建立。 結論中應說明每個觀察到的效應的無可觀察效應水平 (NOEL) 或最低可觀察效應水平 (LOEL)。 如有必要，應說明為什麼某種效應是關鍵效應的原因。 從而考慮效應的毒理學意義。
• 具體而言，應指出誘變、致癌和致畸特性以及過敏和免疫效應。
• 應提供所有描述的研究的參考列表。 如果文件中聲明僅使用了相關研究，則無需給出未使用的參考文獻列表或原因。 另一方面，列出文獻檢索中使用過的數據庫可能會很有趣。

在實踐中，OEL 在不同開發國家中的設定方式僅存在細微差別。 因此，就包含關鍵信息的標準化標准文件的格式達成一致應該相對容易。 從這一點來看，關於納入限制的安全邊際大小的決定將成為國家政策的問題。

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