HEC
HEC（Human Equivalent Concentration，人类等效浓度）是吸入毒理学和环境风险评估中的关键中间参数。在推导吸入 RfC (参考浓度) 时，研究人员不能直接使用动物实验得到的 NOAEC，因为人类与实验动物在呼吸道解剖结构（如鼻腔表面积）、呼吸生理（如每分通气量）以及气体沉积模式上存在显著差异。HEC 通过剂量测定调整 (Dosimetric Adjustment)，将动物的外部暴露浓度转化为预期在人类靶组织产生相同内部剂量（Internal Dose）的空气浓度。其计算核心依赖于 RGDR (区域气体剂量比) 或 RDDR (区域沉积剂量比)。
核心逻辑：内部剂量均等原则
为什么不能直接假设“大鼠吸入 10 mg/m³ 安全，人吸入 10 mg/m³ 也安全”？
因为物种间的呼吸道差异巨大。例如，大鼠是强制鼻呼吸动物，其鼻甲结构极其复杂，对水溶性气体的截留效率远高于人类。HEC 的推导基于一个核心假设：当靶组织（Target Tissue）接收到的剂量（mg/cm² 或 mg/kg）相同时，不同物种产生的毒性效应是相同的。
HEC = NOAECADJ × RGDR
- NOAECADJ： 经时间调整后的动物浓度（如将每天 6 小时暴露折算为 24 小时连续暴露）。
- RGDR (Regional Gas Dose Ratio)： 区域气体剂量比。这是物理化学和解剖学修正系数。
气体分类与 RGDR 计算
EPA 在其著名的 1994 年“粉皮书” (Pink Book) 中，根据气体的水溶性和反应活性，将其分为三类，每类的 HEC 计算模型完全不同：
| 类别 | 特性 | RGDR 决定因素 |
|---|---|---|
| Category 1 (高活性/高水溶性) |
在接触部位（如鼻腔）即被吸收或反应。如：甲醛、HF。 | 通气量 (VE) 与 表面积 (SA) 的比值。 由于大鼠鼻腔相对表面积大，吸收效率高，通常 RGDR < 1（即 HEC < NOAEC，人类更敏感）。 |
| Category 2 (中等水溶性) |
可深入肺部，兼具局部和全身效应。如：臭氧、SO2。 | 基于整个呼吸道的沉积模型。 |
| Category 3 (低水溶性/惰性) |
在肺泡进行气体交换进入血液，引起全身毒性。如：苯、苯乙烯。 | 血气分配系数 (Blood:Gas Partition Coefficient)。 RGDR = (Hb/g)animal / (Hb/g)human。 若人类血液溶解度更高，则吸收更多。 |
颗粒物：RDDR 模型
对于气溶胶或粉尘（Particulates），计算逻辑更为复杂，涉及空气动力学直径 (MMAD) 和沉积机制（撞击、沉降、扩散）。
MPPD 模型软件
EPA 和科学家通常使用 MPPD (Multiple-Path Particle Dosimetry) 软件来模拟颗粒物在呼吸道的沉积情况，进而计算 RDDR (Regional Deposited Dose Ratio)。这取代了简单的人工计算，成为颗粒物 HEC 推导的标准工具。
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]：即著名的“粉皮书 (Pink Book)”，是吸入毒理学剂量外推的奠基性文件，建立了 HEC 的标准计算框架。
[2] Jarabek AM, et al. (2005). Inhalation Dosimetry: Methodology and Applications for Reference Concentration (RfC) Derivation. Inhalation Toxicology.
[点评]：深入讨论了从简单的 RGDR 方法向更复杂的 CFD（计算流体动力学）模型演变的趋势。
[3] National Research Council. (1992). Biologic Markers in Pulmonary Toxicology. National Academies Press.
[点评]：探讨了跨物种肺部结构差异对毒性反应的影响，为 HEC 的解剖学修正提供了生物学依据。