1635 / 2019-08-23 16:55:09

室内灰尘中砷、铅、镉的人体生物有效性：方法开发及在人体健康风险评价中的应用

4、生态与可持续发展 > 专题5：生态界面过程与生物有效性

室内灰尘摄入是儿童重金属暴露的重要途径。然而，为了精确评估室内灰尘中重金属的健康风险，需要测定室内灰尘中重金属的人体生物有效性。以往研究已经针对污染土壤利用动物活体试验测试了土壤中砷、铅、镉等重金属的人体生物有效性，然而对室内灰尘的关注仍较少。此外，针对室内灰尘，简单快捷的体外胃肠模拟液方法替代动物活体试验的可行性仍不清楚。在建立了动物活体和体外胃肠模拟液方法后，需要将建立的方法融入到人体重金属暴露风险评价中。
为了确立最佳的体外胃肠模拟液方法，我们采集了我国不同城市家庭及湖南铅锌矿区居民家庭的室内灰尘样品。小鼠活体试验被用来测定灰尘样品中砷和铅的相对生物有效性，多种体外胃肠模拟液方法被用来测定砷和铅在模拟胃液和肠液中的溶解率及生物可给性，对比小鼠活体试验和体外胃肠模拟液提取测试，能够替代动物活体实验的最佳体外胃肠模拟液方法被确立。在方法确立后，我们将确立的生物可给性测试方法与铅稳定同位素比值方法耦合用于判定南通某铅污染地区儿童血铅的主要暴露途径；将生物有效性融入到饮食和非饮食途径重金属摄入量评估，揭示湖南铅锌矿区人体砷和铅暴露的主要途径。
基于小鼠活体试验，城市室内灰尘中铅和砷的RBA为29–60%和22–87%；不同体外胃肠模拟液方法测定的砷和铅生物可给性存在显著差异；对比小鼠活体试验和体外测试，我们发现SBRC和DIN方法预测城市室内灰尘中砷和铅人体生物有效性的能力最强。然而，对于湖南铅锌矿区，室内灰尘中砷和铅的RBA显著低于城市家庭，为7.64–37%和7.21–52.1%，表明重金属污染来源显著影响着重金属的人体生物有效性；在不同体外方法中，UBM胃液提取是预测铅锌矿区室内灰尘中砷和铅人体生物有效性的最佳体外方法。
为了判定南通某铅污染区儿童血铅暴露来源，我们利用确立的SBRC体外方法测试了当地多种环境介质（室内灰尘、土壤、PM10、蔬菜、大米及饮用水）样品中生物可给性铅；结合铅稳定同位素比值技术，对比儿童血铅和环境介质中总铅或生物可给性铅的稳定同位素组成。结果表明，当儿童血铅的稳定同位素与环境介质中总铅的稳定同位素组成进行对比时，血铅不会与任何环境介质相吻合。然而，当对比儿童血铅与环境介质中生物可给性铅的稳定同位素组成时，我们发现儿童血铅与室内灰尘铅相吻合，而与其它介质相偏离，这表明耦合使用铅稳定同位素比值及生物有效性分析技术能够更为精确地判定人体重金属暴露途径。
对于湖南铅锌矿区居民，基于室内灰尘和大米中砷和铅的生物有效性，我们对比了室内灰尘摄入和大米摄入导致的成人和儿童砷和铅暴露。结果显示，大米摄入是成人砷摄入的最主要暴露途径，而室内灰尘摄入是儿童砷暴露的主要途径。然而，不论是成人或儿童，室内灰尘摄入都是铅暴露的最重要途径。对比当地居民头发、大米及室内灰尘中铅的稳定同位素比值，我们发现发铅与室内灰尘铅相吻合，而偏离于大米中铅的稳定同位素组成，证实了污染区居民铅暴露的最重要途径是室内灰尘摄入。