RfC

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RfC(Reference Concentration,参考浓度)是美国环保署 (EPA) 用于评估吸入途径(Inhalation)接触非致癌化学物质健康风险的核心指标。它定义为对人群(包括儿童、老人等敏感亚群)进行终身连续吸入暴露时,预期不会产生有害效应的空气浓度估计值。RfC 的推导比口服的 RfD 更为复杂,因为它需要进行剂量测定调整 (Dosimetric Adjustment),将动物的吸入浓度转化为人类等效浓度 (HEC),以校正不同物种呼吸道解剖结构和生理参数的差异。常用单位为“毫克/立方米” (mg/m³)。

RfC
Reference Concentration (点击展开)
吸入风险的安全基准
参数属性
中文全称 吸入参考浓度
制定机构 EPA (IRIS)
暴露途径 Inhalation (吸入)
常用单位 mg/m³, µg/m³
计算因子
出发点 NOAEC / BMCL
中间转化 HEC (等效浓度)
口服对应 RfD (参考剂量)
相关学科 Inhalation Toxicology

推导逻辑:从动物到人类

RfC 的计算比 RfD 多了一个关键步骤,即跨物种外推。大鼠的鼻子结构、呼吸频率和肺表面积与人类截然不同,因此不能直接使用动物的暴露浓度。

       RfC = NOAEC[HEC] / (UF × MF)
  • NOAEC (No Observed Adverse Effect Concentration): 动物实验中无可见有害作用浓度。
  • HEC (Human Equivalent Concentration): 人类等效浓度。通过 RGDR (区域气体剂量比) 将动物数据调整而来。
    注:气体在呼吸道不同区域(鼻咽、气管、肺泡)的沉积率不同,需物理模型校正。
  • UF (Uncertainty Factors): 不确定系数(通常为 10、100 或 1000)。

参数辨析:RfC vs RfD

尽管都是 EPA 的安全基准,但两者在单位、生理机制和转换上存在本质区别:

特性 RfC (吸入) RfD (口服)
单位 mg/m³ (环境浓度) mg/kg/day (摄入剂量)
关键效应 入口效应 (Portal-of-Entry)
常涉及呼吸道刺激、肺损伤。
全身效应 (Systemic)
常涉及肝、肾毒性。
暴露模式 连续暴露 (24小时呼吸)。 间歇摄入 (吃饭/喝水)。

气体分类:不同的模型

在计算 HEC 时,EPA 将气体分为三类,每类的计算模型不同:

  • Category 1 (高水溶性/高活性): 如甲醛、氯气。主要在鼻咽部和上呼吸道被吸收。毒性通常也是局部的。
  • Category 2 (中等水溶性): 如臭氧、二氧化硫。可深入肺部,兼具局部和全身效应。
  • Category 3 (低水溶性/惰性): 如苯、苯乙烯。主要在肺泡进行气体交换进入血液,引起全身毒性
       学术参考文献 [Academic Review]
       

[1] US EPA. (1994). Methods for Derivation of Inhalation Reference Concentrations and Application of Inhalation Dosimetry. EPA/600/8-90/066F.
[点评]:俗称 EPA 的“粉皮书”,是吸入毒理学风险评估的奠基文件,详细规定了不同类别气体的 HEC 计算公式。

[2] Jarabek AM. (1995). The application of dosimetry models to identify key processes and parameters for default dose-response assessment approaches. Toxicology Letters.
[点评]:深入探讨了吸入剂量测定模型(CFD模型等)在 RfC 推导中的应用,解释了为何不能简单地假设“人与动物呼吸一样”。

[3] National Research Council. (1994). Science and Judgment in Risk Assessment. National Academies Press.
[点评]:审查了 EPA 的风险评估方法,特别是吸入参考浓度的不确定性处理,推动了基准剂量 (BMD) 法在 RfC 中的应用。

           吸入风险评估 · 知识图谱
上级系统 IRISEPA • Inhalation Toxicology
计算核心 NOAECHEC (人类等效浓度) • Dosimetry
应用场景 Air Quality Standards (NAAQS) • Indoor Air Quality • Risk Characterization