NOAEC
NOAEC(No Observed Adverse Effect Concentration,无可见有害作用浓度)是 Toxicology (毒理学) 和 Ecotoxicology (生态毒理学) 中的关键参数,专门用于评估通过环境介质(如空气或水)暴露的物质风险。它定义为在规定的实验条件下,受试生物暴露于某种浓度的化学物质后,未表现出与对照组有统计学显著差异的有害效应的最高浓度。与用于口服给药的 NOAEL(剂量,mg/kg)不同,NOAEC 描述的是外部环境中的浓度(mg/m³ 或 mg/L)。它是推导吸入 RfC (参考浓度) 和生态 PNEC 的出发点。
核心辨析:浓度 vs. 剂量
在毒理学中,区分 Level (L) 和 Concentration (C) 至关重要。NOAEL 中的 "Level" 通常指 Dose (剂量),即单位体重摄入的量;而 NOAEC 指的是环境中的浓度。
- 吸入毒理学: 动物被放置在充满气体的暴露舱中。我们无法精确知道动物“吸进”了多少毫克,只能控制舱内的浓度 (mg/m³)。因此使用 NOAEC。
- 生态毒理学: 鱼在水里游。我们控制水体的浓度 (mg/L)。因此使用 NOAEC。
- 口服毒理学: 通过灌胃或饲料喂养,可以精确计算每公斤体重吃了多少毫克 (mg/kg)。因此使用 NOAEL。
时间加权:从间歇到连续
在吸入毒性实验中,动物通常不是 24 小时暴露,而是间歇性的(例如每天 6 小时,每周 5 天)。为了推导人类的终身连续暴露风险(如 RfC),必须对实验得出的 NOAEC 进行时间调整 (Duration Adjustment)。
NOAECADJ = NOAECexp × (H / 24) × (D / 7)
- NOAECexp: 实验中观察到的数值。
- H: 每天暴露小时数(如 6 小时)。
- D: 每周暴露天数(如 5 天)。
- 注意: 对于高活性气体(Category 1,如甲醛),浓度本身比暴露时间更重要(Haber定律不完全适用),此时可能不需要进行时间调整,直接取峰值。
下游转化:迈向 RfC
NOAEC 只是起点。为了评估人类风险,必须将其转化为 HEC (人类等效浓度)。这一步需要引入 RGDR (区域气体剂量比) 来校正跨物种的呼吸道结构差异。
| 步骤 1: 实验观察 | 步骤 2: 时间调整 | 步骤 3: 物种校正 |
|---|---|---|
| 确定 NOAEC (大鼠, 6h/5d) |
计算 NOAECADJ (折算为 24h/7d) |
计算 HEC (× RGDR) $\rightarrow$ RfC |
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]:吸入毒理学的“圣经”,详细规定了 NOAEC 的识别、时间调整规则以及向 HEC 转化的数学模型。
[2] Lewis RW, et al. (2002). Recognition of adverse and nonadverse effects in toxicity studies. Toxicologic Pathology.
[点评]:讨论了如何区分“效应 (Effect)”与“有害效应 (Adverse Effect)”,这对准确判定 NOAEC 至关重要。
[3] OECD. (2019). Test No. 413: Subchronic Inhalation Toxicity: 90-day Study. OECD Guidelines for the Testing of Chemicals.
[点评]:提供了测定吸入 NOAEC 的标准实验方法,是全球监管机构接受的数据基础。