《Journal of Consumer Protection and Food Safety》：The ICPPE initiative: developing a new global operator exposure model for handheld spray application of pesticides
编辑推荐：
针对全球多数施药者依赖手持设备但缺乏相应暴露数据的现状，该研究通过建立迄今为止最大的全球手持设备操作员暴露数据库，开发了用于农药混合/装载（mixing/loading）和喷洒施用（application）场景的独立分位数回归模型，显著改进了暴露风险评估工具，以支持全球范围内基于风险的农药授权决策。该模型及工具已通过FAO评审并被纳入其农药登记工具包，具备重要的全球应用价值。
在全球农业生产中，农药的使用是保障作物产量的重要手段，但同时也对施药者的健康构成了潜在威胁。对农药产品进行授权审批时，传统的基于危害的评估方法正在被更科学的基于风险的评估所取代。这意味着，监管机构不再仅仅关注农药本身的毒性，更要评估施药者在实际使用中可能接触到多少农药，即暴露水平。对于大型拖拉机悬挂式喷洒设备，已有相对成熟可靠的暴露评估模型。然而，在全球范围内，尤其是在许多发展中国家和小型农场，手持式喷洒设备（如背负式喷雾器、手持喷枪/喷杆等）才是更为主流和普遍的施药方式。遗憾的是，针对这类手持设备的操作员暴露数据和评估模型却长期匮乏，这导致了对大量施药者健康风险评估的空白与不足，也阻碍了许多国家向风险基础评估体系的过渡。
为解决这一全球性挑战，一个由监管机构、学术界和农药行业专家组成的国际团队在ICPPE（个人防护装备国际中心）倡议下协同合作，开展了一项旨在为手持农药喷洒应用开发新型全球操作员暴露模型的研究。这项研究发表在《Journal of Consumer Protection and Food Safety》期刊上，其目标清晰而迫切：构建一个基于最全面手持设备暴露数据的模型，并将其整合成一个易于使用的风险评估与缓解工具，以支持全球各地农药产品的监管审批。
为了完成这一目标，研究人员系统性地搜集并审查了全球相关的操作员暴露研究。他们设定了严格的质量标准，最终从1994年至2021年间进行的55项研究中，筛选出符合要求的数据，建立了一个全新的全球暴露数据库。这个数据库涵盖了室外和温室等多种场景，包含了382次混合/装载任务和647次施用任务的暴露测量数据，是迄今为止针对手持设备最全面的数据集。基于此数据库，研究团队采用统计分析和专家知识相结合的方法，分析并筛选了可能影响暴露的关键参数。随后，他们运用分位数回归（Quantile Regression）这一统计方法，为混合/装载和施用两个独立任务分别建立了回归模型，用以估计第75百分位数（75th percentile）的暴露水平。该模型的核心预测因子是操作员每日处理的农药有效成分总量（TA），同时还包括剂型（颗粒、粉剂、液剂）、设备类型（大型静态储罐、背负式喷雾器）和喷洒方向（向上、向下）等分类变量。模型能够分别估算不同身体部位（头部、身体、手部）的皮肤暴露和吸入暴露，并区分了潜在（无防护）暴露和实际（有防护服/手套下）暴露。模型的有效性和稳健性通过多种方式进行验证，包括与未参与建模的独立数据集进行比较，以及进行重复的五折交叉验证。所有分析均在R软件（版本4.4.1）中完成。
研究结果部分通过丰富的图表和数据展示了整个研究过程的核心发现。
首先，建立的全球数据库概况通过图表进行了直观呈现，详细说明了数据记录在不同地区、剂型、设备、喷洒方向、地点和作物类型中的分布情况，为模型的广泛适用性提供了数据基础。
其次，研究明确了影响暴露的关键因素。通过专家知识和数据探索，预选并最终确定了用于模型的关键因子。对于混合/装载任务，核心因子是处理的总活性物质量（TA）、剂型类别和装备类型（大型储罐 vs. 背负式喷雾器）。对于施用任务，核心因子是TA和喷洒方向。与以往模型不同，地点（室外vs温室）和更细分的设备类型在本研究中并未显示出稳定一致的影响效应，因此未被纳入最终模型。一个被称为“密集”（dense）场景的特殊情况被考虑用于身体实际暴露模型，这指的是操作员身体与新鲜喷洒过的作物有密集接触，可能导致外衣浸湿和暴露穿透的情况。
接着，研究团队展示了最终建立的暴露模型方程。这些方程以对数-线性形式呈现，分别用于估算混合/装载和施用任务中，不同身体部位及防护场景下的第75百分位数暴露值。清晰地说明了如何通过累加不同暴露途径和身体部位的估算值来计算每日总操作员暴露，并根据选择的防护水平（如是否穿戴防护服和手套）选用相应的估算方程。
然后，模型预测性能得到了验证。将模型的预测值与用于建模的观测数据进行对比，结果显示对于大多数暴露途径，大约有75%的观测数据低于预测值，这与第75百分位数模型的设计目标相符。?observed exposure is given for each plot">和?observed exposure is given for each plot">分别展示了混合/装载和施用任务的模型预测与观测值对比情况。此外，通过累加各身体部位的预测值来计算总皮肤暴露，并将其与观测的总暴露进行比较，验证了这种累加方法的合理性。。使用未参与建模的合并任务（MLA）数据对模型进行的外部测试也显示，对于实际皮肤暴露（佩戴手套），总体预测水平接近目标的75%。?observed exposure is given for each plot">。
最后，研究分析了暴露的分布特征。数据显示，在施用任务中，操作员的暴露水平远高于混合/装载任务，且身体暴露是总暴露的主要组成部分。展示了混合/装载和施用任务中，头部、潜在身体、潜在手部和吸入暴露的百分比分布。研究还发现，身体暴露在身体上下部分的分布因喷洒方向而异，向上喷洒时下半身暴露比例更高，这为针对性使用防护装备（如下半身使用防渗透裤）提供了依据。。
在结论与讨论部分，该研究强调了所开发的ICPPE模型的价值与意义。与以往模型（如欧洲的AOEM/GH AOEM和美国的Occupational Pesticide Handler Unit Exposure Surrogate Reference Table）相比，该模型基于目前最大的手持设备暴露数据库，覆盖了更广泛的全球相关农药使用场景。它采用统一的建模框架，而非针对不同情景建立独立子模型，从而最大化统计效能和全球适用性。模型证实了多个关键发现：处理的总活性物质量（TA）是暴露的主要驱动因素；粉剂在混合/装载时对身体的暴露风险最高；向上喷洒比向下喷洒导致更高的暴露；在“密集”作物场景中，标准工作服可能因浸湿而无法提供充分防护。模型结构允许逐步考虑不同级别的个人防护装备（PPE），例如区分工作服（ISO 27065 Level C1）和防渗透服（Level C3），这使其非常适合监管用途。该模型已被整合进新的ICPPE风险评估与缓解工具，并已通过联合国粮农组织（FAO）的评审，被认可纳入其农药登记工具包，旨在供全球农药监管机构和产品登记机构使用。通过该工具，可以更准确地估算手持设备施药者的风险，从而为定义必要的风险缓解措施乃至不批准某些产品或用途提供依据。然而，研究也指出了数据库的局限性，例如某些情景（如在背负式喷雾器中混合粉剂、温室中使用背负式喷雾器）数据不足，且现有数据未能完全跟上技术发展（如数据库中手动加压式背负喷雾器占多数，而现实中机动化设备使用更广）。因此，未来有必要持续扩展数据库并更新模型。总体而言，这项研究为填补全球手持农药喷洒暴露评估的空白做出了实质性贡献，其开发的模型和工具将有助于在全球范围内建立更科学、更公正的农药操作员健康保护标准。
