综述：消防员接触空气中的苯：对测量水平、毒理学意义、方法学挑战及研究缺口的系统回顾

《International Journal of Hygiene and Environmental Health》：Firefighter exposure to airborne benzene: a systematic review of measured levels, toxicological significance, methodological challenges, and research gaps

本文系统综述了消防员在野地、结构及训练火灾扑救中苯的暴露情况，指出环境复杂性导致暴露评估困难，建议加强多途径暴露研究及防护措施优化。

　　

Petar Simonovi? | Tatjana Golubovi? | Marijola Bo?ovi?

尼什大学，尼什职业安全学院，?arnojevi?a 10A，尼什，18106，塞尔维亚

摘要

消防工作是一项危险的职业，消防员会短期内暴露在复杂的燃烧产物混合物中，其中苯因其致癌性而特别值得关注。本系统评价的目的是评估消防员在野外、建筑结构和训练环境中执行灭火和清理任务时，对空气中苯的暴露程度及其毒理学意义的复杂性和变异性。根据PRISMA 2020指南，使用PubMed、Scopus和Web of Science检索了关于消防环境中苯浓度直接测量的研究。共纳入了32项研究，并采用结构化、基于领域的方法来评估研究质量和偏倚风险。尽管本综述总结了测量结果，但它也是首次对该领域文献中的方法学缺陷进行基于证据的批判性分析的文献。在所有情况下，苯的浓度都超过了职业暴露限值，建筑火灾中的中位数高达40.3 ppm，最大值超过300 ppm。研究结果表明，无法可靠地将外部浓度与实际内部剂量相关联。这主要是由于没有考虑非吸入暴露途径（例如，蒸汽渗透到装备中、设备释放气体以及火灾后的污染），以及个体暴露量的巨大差异，而这些差异被汇总的环境数据所掩盖。本文提供的建议为提高未来消防领域暴露研究的准确性和相关性提供了方向。

引言

消防工作是一项危险的职业，消防员会间歇性地但强烈地暴露在含有多种已知或疑似人类致癌物的复杂燃烧产物混合物中（IARC，2023）。国际癌症研究机构（IARC）根据多种操作角色和火灾环境下的充分证据，将消防员的职业暴露归类为第1组（对人类具有致癌性）（IARC，2023）。在这些空气中的有毒物质中，苯尤其重要。国际癌症研究机构（IARC）将苯归类为第1组致癌物（IARC，2018），这与苯已知的遗传毒性、血液毒性和与白血病风险增加的流行病学关联一致（IARC，2018）。

苯的致癌性源于其在肝脏中的代谢激活，主要通过细胞色素P450 2E1（CYP2E1）转化为苯氧化物，这是一种环氧物，可以重新排列成酚或转化为儿茶酚和氢醌（IARC，2018）。这些代谢物在骨髓中进一步氧化为亲电物质，如苯醌和半醌自由基，导致DNA氧化损伤、染色体异常和免疫抑制（IARC，2018）。这些机制解释了苯与造血系统毒性和急性髓系白血病（AML）发展之间的联系，即使在相对较低的暴露水平下也是如此。

苯是一种挥发性有机化合物（VOC），在生物质、塑料、石油产品和合成聚合物等有机材料的不完全燃烧过程中形成。它在野外、预定燃烧、建筑结构和训练火灾环境中普遍存在（例如，Austin等人，2001a，2001b；Brandt-Rauf等人，1988；Romagnoli等人，2014；Navarro等人，2021；Bolstad-Johnson等人，2000；Barboni等人，2010；Mayer等人，2022）。鉴于其普遍存在、已建立的机制合理性和一致的流行病学发现，苯已成为消防员健康研究和职业暴露评估的重点。出于对这一问题的高度关注，美国政府工业卫生学家会议（ACGIH）最近将苯的阈限值（TLV）从0.5 ppm降低到0.02 ppm——降低了25倍（ACGIH，2024）。

苯的暴露不仅发生在灭火过程中，还包括提前摘下自给式呼吸装置（SCBA），导致未过滤的蒸汽被吸入（Austin等人，2001b；Brandt-Rauf等人，1988；Jankovic等人，1991），蒸汽进入防护装备（Kirk和Logan，2019；Kirk等人，2021；Mayer等人，2022，2023），皮肤吸收（例如，Mayer等人，2022，2023；Fent等人，2020），以及受污染设备的释放气体（例如，Fent等人，2015；Padamsey等人，2024a；Rogula-Koz?owska等人，2024），所有这些都会导致全身吸收。生物监测研究表明，即使在报告使用了呼吸保护的情况下，灭火后呼出的苯和尿液生物标志物水平也会升高（例如，Mayer等人，2022，2023；Fent等人，2020；Fent等人，2019b；Fent等人，2022；Laitinen等人，2010）。

尽管有越来越多的暴露研究，但彻底的文献回顾并未发现任何系统评价综合了不同类型消防环境中的空气中苯浓度，或通过机制毒理学确定测量浓度的生物学意义。很少有研究评估暴露强度或持续时间如何受到行为习惯（例如，摘下面具、脱掉装备）、燃料类型或采样设计的影响（例如，Austin等人，2001b；Brandt-Rauf等人，1988；Fent等人，2019a；Horn等人，2023；Jankovi?等人，1991；Navarro等人，2021）。由于缺乏对毒理学机制与采样设计、任务角色、燃料材料和操作行为之间关系的理解，基于毒理学的解释工作受到了限制。

本综述通过系统地检查野外、预定燃烧、建筑结构和实火训练环境中报告的空气中苯浓度，直接解决了这些空白。它在毒理学框架内解释了采样设计、任务角色、燃料材料和操作行为如何影响测量结果，并将其与苯毒性的已知生物学途径联系起来。这些发现可以为更有效的暴露评估策略、生物监测协议以及基于证据的个人防护装备和火灾后去污措施提供信息，特别是在监管审查日益严格和人们对消防员癌症风险意识不断提高的背景下。

方法

本系统评价遵循了PRISMA（系统评价和荟萃分析的优先报告项目）2020指南（Page等人，2021），确保了整个评价过程的透明度和可重复性。

为了指导我们的纳入决策，我们使用了Morgan等人（2018）描述的PECO框架（人群、暴露、对照组、结果）。人群包括参与野外、预定燃烧的消防员（职业、志愿者和教练）

结果

通过数据库搜索共识别出228条记录：64条来自PubMed，93条来自Scopus，71条来自Web of Science。去除重复项（n = 105）后，剩余123条记录用于标题和摘要审查，结果排除了70条记录。对剩余53篇文章的全文评估后，又排除了29项研究，主要是因为苯采样记录不足、仅依赖生物监测或之前已纳入的研究重复。

暴露估计的方法学因素和偏倚

正如本综述所强调的，测量方法、采样策略和数据处理的普遍偏倚影响了消防员苯暴露研究结果的准确性、可比性和可解释性。常见的问题包括采样协议有时会忽略更危险的活动，对未检测到的结果处理不一致，以及长时间的平均间隔稀释了与急性风险相关的短暂峰值。

局限性

尽管本综述全面总结了关于消防员苯暴露的文献，但在解释其发现时必须考虑几个局限性，这些局限性在很大程度上反映了职业暴露科学和本综述文献基础的常见挑战。

首先，将搜索策略限制在三个主要数据库（PubMed、Scopus和Web of Science）以及英文出版物上，一定程度上保证了方法的一致性

结论

本系统评价强调了燃烧条件、特定任务风险因素、个人防护装备性能特征和行为因素之间的相互作用，这些因素影响了消防员的苯暴露。研究表明，没有任何火灾场景（野外、预定燃烧、建筑结构或训练）能始终呈现低暴露水平，即使被认为是低风险的任务也可能产生高累积剂量。

虽然SCBA在灭火操作中提供了关键的保护，但在使用中的疏忽仍然存在

建议

为了加强消防员苯暴露的研究和操作响应，以下领域需要重点关注：

皮肤暴露评估：尽管一些研究量化了防护装备中的苯含量并将其与生物标志物的变化相关联，但系统的皮肤采样数据有限；因此，未来的研究应包括擦拭采样、内部服装测量以及苯代谢物的配对生物监测，以更好地定义其贡献

CRediT作者贡献声明

Petar Simonovi?：撰写——审阅与编辑、初稿撰写、可视化、验证、项目管理、方法学、调查、数据分析、概念化。Tatjana Golubovi?：撰写——审阅与编辑、验证、监督、方法学、调查、数据分析、概念化。Marijola Bo?ovi?：撰写——审阅与编辑、验证、监督、资源协调、调查、数据分析、概念化。

披露声明

作者声明没有需要声明的利益冲突。

数据可用性声明

作者确认支持本研究发现的数据可在文章及其补充材料中找到。

资金

本研究未获得公共部门、私营部门或非营利组织的任何资助。