《Science of The Total Environment》：A laboratory study of chemicals in nail products and exposure assessment using USEtox
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本研究针对指甲产品成分不透明、标签不准确及潜在健康风险等问题，由加州有毒物质控制局研究人员对178款指甲产品中的52种有机物进行了实验室分析，并利用USEtox模型评估了消费者和美甲工作者的暴露风险。研究发现产品普遍含有多种受关注化学物，标签准确率低，且针对儿童的产品并未更安全。暴露评估提示，家庭单次使用风险较低，但美甲工作者及叠加使用多款产品时风险显著增加，强调了成分完全披露与加强监管的必要性。
爱美之心，人皆有之。涂抹色彩斑斓的指甲油，进行美甲护理，已成为现代生活中常见的消费与美容行为。然而，在这些光鲜亮丽的产品背后，可能隐藏着不为人知的化学成分与潜在的健康风险。指甲产品种类繁多，从指甲油、底油、顶油到丙烯酸粉末、美甲胶、硬化剂等，它们通常含有溶剂、增塑剂、紫外线吸收剂等多种化学物质，以实现快速干燥、持久亮泽、增强硬度等功能。但其中一些化学物质，如甲苯、甲醛、甲基丙烯酸甲酯（MMA）等，已被权威机构列为具有健康危害的物质，可能对神经系统、呼吸系统、皮肤甚至生殖系统产生不良影响，某些物质还具有致癌风险。
更令人担忧的是，当前对于指甲产品的监管相对宽松。以美国为例，食品和药物管理局（FDA）对化妆品（包括指甲产品）上市前并不要求进行安全性测试或批准（色素添加剂除外），这与欧盟等地区有明确禁用或限用成分清单的监管体系形成对比。此外，尽管有法规要求消费者使用的产品需标注成分，但研究显示产品标签常常不准确，且专业用途产品、香料以及作为残留物或污染物存在的化学物质被豁免于标签要求。这使得消费者和美甲工作者难以通过标签了解产品的真实成分，从而无法有效规避风险。尤其对于美甲工作者——这一主要由有色人种女性构成的职业群体——她们长期、高频次地暴露于工作环境中多种指甲产品释放的化学物混合物中，面临的环境不公与健康风险问题尤为突出。
为了更清晰地了解美国市场上指甲产品中危险化学物质的存在情况、浓度水平及其带来的健康风险，加州有毒物质控制局（DTSC）更安全消费品项目的研究团队开展了一项系统的实验室研究与暴露评估。这项研究旨在填补信息空白，为监管决策、产业改进和消费者保护提供科学依据。相关研究成果已发表在环境科学领域的知名期刊《Science of The Total Environment》上。
为了回答上述问题，研究人员主要运用了几项关键技术方法。首先，是系统的产品采样与化学分析。研究于2019年购买了156款指甲产品，并接收了外部提供的22款产品，共计178个样本，涵盖21种产品类型。样本通过在线和实体店购买，力求覆盖多样化的品牌、价格和宣称（如“无毒”、“无某成分”）。在实验室中，研究人员采用气相色谱-质谱联用技术，针对52种目标分析物（包括挥发性有机物VOCs、半挥发性有机物SVOCs和甲醛）进行了定量分析，并遵循了严格的质量保证与控制流程。其次，是深入的统计分析。研究使用R语言进行了包括四格相关分析、Fisher精确检验、Mann-Whitney U检验在内的多种统计方法，以评估化学物之间的共现关系、成分标签的准确性以及不同产品组间浓度的差异。最后，也是本研究的核心亮点，是采用基于科学共识的USEtox 3.0 beta模型进行暴露与风险评估。该模型由联合国环境规划署生命周期倡议认可，能够综合评估化学品通过皮肤接触、吸入等途径对人体造成的近场和远场暴露及毒理学影响。研究人员设定了家庭用户（成人和儿童）、美甲沙龙顾客和美甲工作者等多种暴露场景，并考虑了标准与最坏情况假设，以估算日暴露剂量、非致癌危害商（HQ）和终生增量致癌风险（ILCR）。
3.1. 指甲产品中的目标分析物
化学分析结果显示，在所有测试的指甲产品（包括丙烯酸粉末）中共检测到29种目标化学物。在液体指甲产品中，有5种化学物在超过一半的样本中被检出，其中乙酸乙酯的检出频率最高（76%）。一些备受关注的化学物，如甲苯、甲基丙烯酸甲酯（MMA）和甲醛，其最高浓度分别达到187,000、8,760和15,600 μg/mL。研究还发现，有多达7种挥发性有机物和1种半挥发性有机物的浓度超过了100,000 ppm（约10%质量分数）。
3.2. 相关性分析结果
相关性分析为了解化学物的潜在来源提供了线索。例如，1-丁醇与乙酸丁酯的检出状态高度相关，这可能表明它们常被一起用作功能成分。芳香烃类物质（如乙苯、二甲苯、苯）之间的高相关性，则提示它们可能共同作为石油化工原料中的污染物或制造残留物存在于产品中。甲基丙烯酸甲酯（MMA）、甲基丙烯酸乙酯（EMA）和N,N-二甲基对甲苯胺（DMPT）之间的正相关，可能与丙烯酸酯聚合过程有关，其中DMPT是胺催化剂，而MMA和EMA可能是该过程的残留物。
3.3. 对成分标签和营销宣称的评估
成分标签的准确性评估揭示了严重问题。在所有检测到的化学物与产品组合中，仅有40%的化学物被标注在成分标签上。在178款测试产品中，约有92%（164款）的产品含有至少一种未在标签上列出的化学物。更有甚者，一些未标注的化学物浓度超过了10,000 μg/mL，包括间&对二甲苯、对羟基苯甲酸乙酯、邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、乙腈和N-甲基吡咯烷酮（NMP）。营销宣称的评估结果同样不容乐观。一些宣称“无毒”或“无某成分”的产品中检出了甲苯、MMA和甲醛。此外，专门面向儿童销售或标注为儿童“安全”的产品，其所含有的有害化学物种类和水平并未比其他产品更少或更低。
3.4. 暴露与风险评估
USEtox模型评估显示，对于家庭用户，单独使用一款指甲产品的非致癌风险可忽略不计。但在致癌风险方面，成人通过吸入接触含有甲醛的指甲硬化剂和指甲油/亮漆，其终生增量致癌风险（ILCR）超过了10-5的关注水平。对于6-11岁儿童，因有手口接触行为，摄入成为重要的暴露途径，含有甲醛和NMP的某些产品带来了较高的致癌风险。值得注意的是，即使单独使用一款产品，儿童接触甲醛（来自硬化剂）的ILCR也超过了10-3，需要高度重视。美甲工作者的暴露剂量和风险远高于家庭用户。模型识别出三种值得关注的化学物：吸入或皮肤接触乙酸丁酯和乙酸乙酯的非致癌危害商（HQ）大于1；甲醛的致癌风险（ILCR为5×10-4）超过了可接受风险水平（10-5）近两个数量级。
研究的讨论与结论部分深刻总结了本工作的发现与意义。在受关注的化学物方面，检测到的29种化学物中有24种被列入加州更安全消费品监管框架的候选化学物质清单，其中9种是欧盟明确禁用于化妆品的物质，包括甲醛、乙腈、NMP、N-乙基吡咯烷酮（NEP）和DBP等，且部分浓度很高，暗示其可能为有意添加。这凸显了美国与欧盟在化妆品化学品监管上的差异，以及加强监管和制造商供应链透明度的紧迫性。
关于成分标签的准确性与潜在来源，研究指出，高浓度（>10,000 ppm）或标注在标签上的化学物很可能是功能性有意添加成分，而低浓度且未标注的更可能是非有意添加物质（NIAS）。然而，研究发现了多例高浓度未标注的情况，表明标签不准确可能源于有意添加成分的遗漏。化学物之间的相关性为判别其是有意添加还是污染物/残留物提供了线索。例如，芳香烃的相关性提示其可能源于原料杂质，而醇类和酯类的强相关性则表明它们常作为溶剂组合被使用。
暴露与风险评估结果具有重要的公共卫生意义。研究表明，虽然家庭偶尔单次使用风险较低，但消费者可能同时使用多种产品，累积暴露风险会升高。儿童因体重低和手口接触行为，是特别脆弱的群体。美甲工作者则面临着显著升高的职业暴露风险。研究强调，美甲沙龙应通过选用更安全产品、加强通风和提供个人防护装备来保护工作者。加州正在推进的针对含甲苯、含MMA以及拟议中的含磷酸三苯酯（TPhP）指甲产品的监管行动，正是为了推动市场向更安全产品转型，降低职业暴露。
本研究也存在一些局限性，例如未能涵盖市场上所有产品，目标分析物名单有限，某些半挥发性有机物的定量限较高可能导致漏检，以及模型中对指甲板渗透性等参数进行了简化假设。
综上所述，这项由Lei Huang、Tiglath Moradkhan、Efrem Neuwirth等作者完成的研究，通过大规模的实验室检测和先进的模型评估，系统地揭示了美国市售指甲产品中多种危险化学物质的存在、普遍存在的标签不准确问题、以及针对儿童产品的营销宣称与实际情况不符的现象。更重要的是，它定量评估了不同人群，尤其是美甲工作者和儿童，因使用这些产品而面临的健康风险。这些发现强烈呼吁需要更严格的监管监督与执法，要求完全、准确的成分披露，并推动产业界开发和使用更安全的替代品，以保护所有使用者，特别是职业暴露人群的健康权益，从而应对这一涉及环境正义与健康公平的公共卫生问题。
