福建省稻米中的砷水平及其健康风险研究

为更好了解区域水平上水稻(OryzasativaL.)砷所引起的健康风险,在福建省9个地区采集了206份水稻样品并对其总砷和无机砷含量进行了分析,然后在此基础上建立风险评价模型并对其健康风险进行了评价。结果表明,福建省水稻精米中总砷平均含量为(0.105±0.091)mg·kg-1,无机砷平均含量为(0.045±0.019)mg·kg-1。全省所有样品中无机砷含量符合中国国家标准规定的限量标准(MCL)0.15mg·kg-1。通过膳食调查的数据和水稻无机砷含量对每天通过稻米消费无机砷摄入量进行了计算,全省平均每天无机砷摄入量为13.50μg,并且9个地区每天无机砷摄入量均超过了美国国家研究委员会所规定的最大限量标准10μg·d-1。根据无机砷摄入量和癌症斜率因子所构建的癌症风险模型结果表明,福建省稻米无机砷所引起的癌症风险为每100000有37.5人,虽然低于中国的平均水平(每100000有61人),但是超过了美国国家环境保护局所规定的可以接受的癌症风险的上限(每100000人有10人)。因此,需要进一步通过流行病学方面的调查来确定福建省稻米无机砷摄入和健康风险之间的关系。     

内蒙古自治区河套平原砷中毒高发区作物中砷的检测及健康风险评价

为了研究地方性砷中毒高发区作物中砷含量及其对人体健康的威胁,在内蒙古自治区河套平原4个自然村采集了72个谷物蔬菜水果、81份人体尿样和8个自来水样品。用高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱(HPLC-ICP-MS)分析测定采集的样品中各形态砷及其含量;用ICP-MS分析测定消解后的作物样品中砷总量。结果表明,自来水中总砷含量均小于1.0μg·L-1。尿液样品中总砷含量为4.50～319μg·L-1(平均值为56.9μg·L-1),二甲基砷(DMA)是尿砷的主要形态(>70%)。作物中砷的主要形态有无机三价砷As(III)、无机五价砷As(V)和DMA。谷物和蔬菜水果中总砷含量的最大值分别为102和335μg·kg-1。成人和儿童最大日摄入砷量分别为232和205μg。通过分析采样地人体尿砷、作物砷和地方性砷中毒发病率的相关性得出,作物中砷的含量虽未明显超过国家标准,但对人体健康有明显的潜在威胁。政府改水后(饮用水由井水变为达标的自来水),人体的健康风险主要来自作物中的砷,而不是饮用水中的砷。     

浙江省沿海地区四种贝类中砷的形态及含量分布

贝类等海产品中砷的含量比其它食品高,因为贝类不同程度地具有富集砷的能力.通过检测它的组织污染程度能反映水体环境的化学物质变化.贝类中砷的形态多种多样,包括无机砷和有机砷,有机砷包括甲基砷、二甲基砷、砷甜菜碱、砷胆碱等,通常是低毒或者无毒的,而无机砷的毒性远大于有机砷.因此,考察海洋食品中砷的限量主要是检测其无机砷的含量.     

液相色谱-电感耦合等离子体质谱法联用(HPLC-ICP-MS)测定乳制品的无机砷及其它砷形态

采用液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用技术测定了乳制品中的无机砷及其它砷形态,各种砷形态的方法检出限(以砷计)分别为:三价砷As(Ⅲ)2.0ng·g-1,五价砷As(Ⅴ)3.0ng·g-1,一甲基胂MMA2.0 ng·g-1,二甲基胂DMA 1.0 ng·g-1,甜菜碱As B 1.0 ng·g-1,根据加标回收的方法评价了该方法的准确性,无机砷的加标回收率为89.9%-98.1%,相对标准偏差为1.09%-3.21%(n=6),根据所建立的方法,分析了市售的部分鲜奶、酸奶和奶粉样品,其中无机砷的含量均未超出国家标准限量.     

6种蔬菜对施用含砷禽畜粪土壤中砷的吸收

由于现代集约化养殖业普遍使用有机胂制剂,禽畜粪中往往含有一定的砷(As).在水稻土中分别以2%和4%(w/w)比例施入含As鸡粪和猪粪及无机肥(N:0.2g·kg-1;P2O5;0.1g·kg-1;K2O:0.15g·kg-1(以干土计)),以不施肥为对照进行菜心、小白菜、油麦、茼蒿、苋菜和通菜6种蔬菜盆栽试验,研究比较含As禽畜粪施入土壤后蔬菜对土壤中As的吸收累积情况.结果表明,1)整体上施用鸡粪处理蔬菜生物量高于无机肥处理,而施用猪粪处理除通菜外5种蔬菜生物量均低于无机肥处理.2)施肥可降低除通菜外的5种蔬菜As含量,而施用鸡、猪粪可显著提高通菜As含量.3)菜心、小白菜、油麦和茼蒿地上部As含量与其生物量呈显著负相关(p<0.05,p<0.01);苋菜也表现为负相关,但未达到显著;通菜则表现为显著正相关(p<0.01).4)菜心、小白菜、油麦和茼蒿As吸收量整体表现为施用鸡粪>无机肥>猪粪≈不施肥;苋菜表现为无机肥>不施肥>鸡、猪粪;通菜则表现为鸡、猪粪>无机肥≈不施肥.整体上通菜As吸收量高于其他5种蔬菜.5)施肥可降低除通菜外5种蔬菜As吸收系数,而施用鸡、猪粪可显著提高通菜As吸收系数.建议含As禽畜粪在通菜上尽量少施.     

液相色谱-电感耦合等离子体质谱法联用测定动物性海产品中的无机砷

采用液相色谱(HPLC)和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)联用法测定动物性海产品中的砷形态,系统研究了色谱条件对不同砷形态分离度的影响,有效避免该类样品基质中存在的大量有机砷尤其是砷甜菜碱对无机砷的影响以及基质中残留氯对砷的测定干扰.无机砷的加标回收率为87.6%-103.2%,相对标准偏差为1.71%-2.93%(n=6).根据所建立的方法,分析了市售部分动物性海产品,其中无机砷的含量均未超出国家标准限量.     

砷在海洋食物链中的生物放大潜力及发生机制探讨

砷是世界范围内危害最大的环境污染物之一,也是近海区域一种常见污染物。本文综述了近年来砷在海洋生态系统中累积、转化及传递的最新研究进展。海洋生物普遍具有较高含量的砷,这些砷主要为低毒性的有机砷形态。砷在许多海洋食物链/网中被生物放大,造成高营养级生物中的砷富集,可对生物与人类健康产生潜在危害;这与砷在淡水食物链/网中普遍被生物减小的现象形成鲜明对比。海洋鱼类和贝类等生物可将吸收的无机砷通过生物转化合成砷甜菜碱等有机砷形态,而有机砷比无机砷具有更高的食物链传递能力,可导致海洋鱼类富集更高浓度的砷。因此,砷在海洋生物中的有机形态可能有助于砷沿着海洋食物链/网富集,在某些情况下被生物放大。今后应该加强对不同砷形态在海洋食物链/网中传递及相应影响因素的研究,并通过室内模拟实验与野外调查相结合进行验证,从而加深对砷的生态毒理和生物地球化学作用的科学认识,对准确评估预测砷的生态风险和保障海洋生态安全有重要意义。     

北京市场大米和小麦面粉中砷的含量及其形态分析

以湖南省某污染区大米为对照,分析了北京市场大米、小麦面粉中总砷的含量水平和部分米中砷的形态.北京市场大米总砷的含量范围从未检出至0.218μg·g-1,算术平均值为0.097μg·g-1.湖南省某污染区大米总砷的含量范围为0.157-2.885μg·g-1,算术平均值为0.415μg·g-1,4例湖南省某污染区大米以无机砷为主,平均含量为0.341μg·g-1.北京市场面粉总砷的含量范围从未检出至0.057μg·g-1,算术平均值为0.006μg·g-1.有17例面粉样品未检出砷,占总样品的45%.与《食品中砷限量指标》(GB2762-2005)的限量值(大米无机砷0.15μg·g-1,面粉无机砷0.1μg·g-1)相比,北京市场的大米和面粉均未超标.湖南省某污染区4例大米无机砷含量全部超过限量标准,为标准的1.2-4.8倍.以WHO最大日允许无机砷摄入量2.1μg·kg-1 bw·d-1为参照标准,普通成人每日通过北京市场大米和面粉摄入的无机砷相当于WHO最大日允许摄入无机砷量(MTDI)的13%和0.5%,通过湖南省某污染区大米摄入的无机砷则相当于MTDI的57%.     

化工厂区域土壤中砷的化学形态与分布特征

本文通过对大连化工厂区域土壤样品中砷的水溶态、碳酸铵交换态、盐酸溶解态、氢氧化钠溶解态、残渣态的析,以及各种形态中三价、五价砷的测定,评价该区砷的分布特征和污染现状,为研究砷在环境中的迁移规律和污染防治提供科学依据.     

锑和砷对固氮菌的毒性效应及其机制研究

锑作为一种具有毒性和致癌性的类金属,其不合理的开发造成了严重的生态环境污染,尤其是土壤中高浓度锑和砷污染导致了环境中多种营养元素的缺乏。其中,氮素的缺乏严重阻碍了环境的恢复。然而,固氮微生物不仅能为氮素匮乏环境提供稳定的氮素来源,而且其固氮潜能可以作为监测土壤金属污染的敏感指标。为此,该文通过乙炔还原法(ARA)微宇宙培养试验手段,研究了不同价态锑和砷(三价及五价)在不同质量浓度(100、200、500、1 000、2 500、5 000 mg·L^-1)水平下对棕色固氮菌固氮潜能的影响,同时进一步探究了土壤固氮菌群落固氮潜能对土壤中主要锑和砷价态[Sb(Ⅴ)和As(Ⅴ)]的响应机制。结果表明,锑和砷浓度与棕色固氮菌和土壤固氮微生物的固氮潜能均呈显著负相关,验证了以固氮微生物固氮潜能作为生物指示物的可行性。此外,Sb(Ⅴ)对土壤固氮微生物的毒性显著小于As(Ⅴ)。三价锑和砷污染对固氮菌固氮潜能的毒性高于五价[As(Ⅲ)>Sb(Ⅲ)>As(Ⅴ)>Sb(Ⅴ)],这可能是由于Sb(Ⅲ)和As(Ⅲ)对细胞的致裂性强于Sb(Ⅴ)和As(Ⅴ)。相较于Sb(Ⅴ)和As(Ⅴ)对于棕色固氮菌固氮潜能的抑制作用,其对土壤固氮菌群落的固氮潜能的影响相对较弱。这一差异可能是由于土壤复杂的理化性质以及微生物群落和功能多样性而导致的。     

微生物砷代谢机制的研究进展（Progress in Study of Mechanisms of Microbial Arsenic Transformation in Environment）

环境砷污染是一个全球性问题.研究砷的生物地球化学循环可以明确环境中砷的来源及其转化特征,为探索砷污染治理的方法提供参考.越来越多的研究表明,自然界中的微生物在砷的迁移转化过程中发挥了重要作用.根据微生物对砷的代谢机制不同将其分为:砷氧化微生物、砷还原微生物和砷甲基化微生物.砷氧化微生物可以将环境中的As(Ⅲ)氧化为毒性较弱并且容易被铁铝矿物吸附固定的As(Ⅴ),因此对降低环境中的砷毒性具有重要作用;微生物对砷的甲基化作用的产物通常为毒性较低的有机砷,因此也被认为是理想的修复环境砷污染的生物手段之一;然而在还原环境中,砷还原微生物却可以将游离态和结合态的As(Ⅴ)还原为毒性更强的As(Ⅲ),从而加重环境中的砷污染状况.由此可见,明确微生物的砷代谢机制及其对砷污染环境中砷迁移转化的影响,是实现生物修复砷污染环境的必要前提.论文总结了近年来国内外微生物砷代谢机制的研究进展,以期为深入研究微生物代谢砷的机理及其在砷污染治理中的应用提供参考.     

砷在农作物中的累积及其耐受机制研究综述

砷污染在全世界已逐渐成为一个严峻的环境问题,砷污染地区农作物中砷的超量累积是砷流入人体最主要的途径之一,研究农作物对砷的累积特征及其耐受机制对如何减少砷在可食植物中的积累有着重要的意义。砷是植物非必需元素且对植物有很大的毒性,不同形态与价态的砷在环境中的迁移转化规律和对生物的毒性、可利用性也是不同的。农作物中的砷含量不仅与环境中砷的含量、形态有关,还与植物自身的特性有关;砷在较低浓度下会促进农作物的生长,这可能是砷处理杀死了危害植物的病菌而有利于植物的生长或是砷通过影响其他元素的吸收而间接促进植物的生长,高浓度砷则表现出对植物生长的抑制作用;植物对砷和磷、硅的吸收存在明显的竞争,增加土壤中磷、硅的供应可以有效减少农作物对砷的吸收;砷进入植物体后,植物可以通过砷还原、络合、隔离、甲基化等作用来降低砷毒性,提高植物对砷的耐受性。然而,由于农作物对砷的吸收、抗逆机制比较复杂,其对砷的具体还原机制、植物体内甲基砷的来源及其影响因素等,仍将是今后该领域的研究热点。     

砷在土壤中的吸附与释放的初步研究

本文对无机砷(As~(3+))和有机砷(苯砷酸)在土壤(0—23cm深)中的行为进行了试验,发现无机砷及有机砷在土壤中吸附1h以上才能达到平衡,体系的pH、砷化物浓度等对土壤吸附砷量影响较大。土壤对砷化物的吸附量随砷化物浓度加大而增加。对无机砷的最大吸附量在pH 6—8,对有机砷(苯砷酸)的最大吸附在pH4。无机砷的吸附开始受温度影响不大,50℃以后吸附量明显降低,对有机砷的吸附最大值在40℃左右。含砷废水中的砷在土壤中微生物作用下逐渐向大气扩散。释放速度在60d左右最大。通空气或氮气对砷的释放影响不明显。     

海洋生物体内砷含量及其形态研究进展

砷是一种强毒性化学物质,毒性不但与其在环境中的总量有关,更与其化学形态密切相关。砷在海洋环境中普遍存在,而海洋生物体内砷化合物的含量较高,是海洋环境中的"砷库"。本文结合国内外对海洋生物体内总砷及砷形态的分析,总结了国内外对各类海洋生物,包括海藻、海葵、多毛类、贝类、鱼类和其他高营养级海洋动物体内不同形态砷含量、累积和形态转化等研究概况和进展。针对目前研究工作和技术水平差异,建议我国应在检测技术、样品前处理、标准品制备、砷对生物体的健康效应等方面开展深入研究,以期揭示海洋生物对砷的累积规律、形态转化机制以及在人类体内代谢过程与危害性,为保护海洋生态环境、维护海洋食品安全提供科学依据。     

湘中某工矿区土壤及作物砷污染特征及其健康风险评价

为研究湘中某工矿区土壤及作物砷污染特征及健康风险,采集稻田和菜园土壤及对应的糙米和蔬菜样品,测定其砷含量,评价土壤和作物砷污染特征与人类健康风险.研究结果表明,66个稻田土壤样品中,砷含量均值为91.91 mg·kg-1;18个菜园土壤样品中,均值为69.06 mg·kg-1.对应的66个糙米样品中,砷(以无机砷计)均值为0.45 mg·kg-1;61个叶菜类蔬菜样品中,砷含量均值为4.89 mg·kg-1,8个根茎类蔬菜样品中,砷含量均值为1.03 mg·kg-1.单因子污染评价结果表明,稻田土壤样品中砷轻、中、重度污染的比例分别为36.36%、15.15%、28.79%;菜园土壤为:45.45%、39.39%、15.15%;糙米为:38.89%、22.22%、33.33%.蔬菜为:8.70%、18.83%、66.67%.人类健康风险评价结果表明,糙米、叶菜类蔬菜和根茎类蔬菜的日均暴露剂量(ADD)分别为:8.57×10-4、5.43×10-4、0.28×10-4mg·kg-1·d-1,其中糙米和叶菜类蔬菜超过了美国环境保护局(USEPA)和世界卫生组织(WHO)制定的成人砷允许摄入量3×10-4mg·kg-1·d-1.糙米的危险度(HQ)为2.86,叶菜类蔬菜为1.81,根茎类蔬菜为0.09.该工矿区土壤、水稻和蔬菜均存在不同程度的砷污染,对人体健康存在较大的潜在风险.     

廊坊市区地下水质量现状评价与分析

为阐明人类活动影响下廊坊市区地下水环境状况,2015年在研究区进行现场调查采集并分析了深浅层(包含3组地表水)水样50组,测试指标包括有机指标(30项)和无机指标(31项).利用基于分类指标的单指标综合评价法进行本区地下水质量评价.结果表明,研究区地下水质量综合评价结果较差,深层地下水相比浅层地下水水质较好;从分类指标来看,对区域地下水质量影响最大的为无机毒理指标,其次为一般化学指标,毒性(类)金属指标及有机指标对地下水质量影响很小,各项指标主要影响浅层地下水;单项组分分析表明,深、浅层地下水水质贡献指标相差较大,其中影响浅层地下水水质的主要指标有总硬度、"三氮"、砷、氟化物、铁锰等,深层地下水影响指标主要为氟化物(50.0%),其次为砷(13.6%);有机组分少量指标检出但无超标.分析认为原生水文地质环境和人类活动是影响该区地下水质量的主要因素,是导致地下水中污染组分异常的根源.     

食物相暴露条件下尼罗罗非鱼对砷的累积与转化

为研究不同类型、不同营养级的生物对砷（As）的累积与转化作用,采用室内培养试验,选取杂食性淡水鱼类尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）为研究对象,让其分别摄食暴露于1 mg·L^-1砷酸[As（V）]水溶液中15 d的浮水植物青萍（Lemna minor L.）、沉水植物轮叶黑藻（Hydrilla verticillate）、节肢动物日本沼虾（Macrobrachium nipponense）,研究不同食物相暴露条件下尼罗罗非鱼对砷的累积与转化作用.结果发现,动植物能吸收并累积水中的砷,且随着暴露时间的增加,其对含砷水环境有一定的适应性;尼罗罗非鱼摄食不同类型的食物之后,其肌肉组织中累积的砷含量不同,但总砷量与食物相中的浓度趋势一致,为投喂青萍组>投喂轮叶黑藻组>投喂日本沼虾组;当罗非鱼通过食物摄入砷,相较于一甲基砷酸（MMA）和二甲基砷酸（DMA）,As（V）更容易转化为亚砷酸[As（Ⅲ）],砷被蓄积与转化后主要以砷甜菜碱（AsB）的稳态形式存在;不同生物对砷的累积和转化方式不同,水生动物更易将无机砷甲基化为毒性较小的AsB;投喂日...     

饮水型砷中毒病区人群砷暴露量及尿砷的季节变化

地下水高砷暴露的健康危害是环境与健康领域面临的巨大挑战。水砷含量及暴露人群饮水量参数的季节性变化可能影响饮水砷暴露评估的准确性。本研究选择内蒙古饮水砷中毒病区为研究区,测定丰水期(2013年5月)和枯水期(2013年12月)居民饮用水和尿液各形态砷(三价无机砷iAs~(3+)、五价无机砷iAs~(5+)、一甲基砷MMA~(5+)和二甲基砷DMA~(5+)+)含量,研究砷暴露量和尿砷的季节变化。结果表明,丰水期水砷含量(134.4±25.8)μg·L~(-1)显著低于枯水期的(163.2±38.1)μg·L~(-1),且丰水期水中iAs~(3+)的含量(58.9±51.2)μg·L~(-1)也显著低于枯水期的(100.1±49.0)μg·L~(-1)。研究人群丰水期通过饮水的摄砷量为313.1μg·d~(-1),低于枯水期的378.6μg·d~(-1)。此外,丰水期居民尿液总砷含量(218.6μg·L~(-1))显著低于枯水期(283.1μg·L~(-1))。丰水期女性居民尿液iAs、MMA~(5+)和总砷含量随当季饮水iAs~(5+)含量的升高而显著降低,枯水期女性尿液MMA5+含量随当季饮水iAs~(3+)及iAs含量的升高而显著升高。可见,病区居民饮水砷暴露量与尿砷含量具有明显的季节差异性,饮水砷与尿砷的关系受饮水砷形态、季节变化及性别等因素影响。     

链霉菌的抗砷特性及其对蜈蚣草富集砷的作用

本文研究了链霉菌Streptomyces sp.的耐砷特性及其对蜈蚣草富集砷的影响。结果表明,Streptomyces sp.可在100mmo·lL-1的砷酸盐溶液中生长,具有较强的抗砷毒害能力,且在48h内对As(Ⅴ)的还原率达96.5%。施用Streptomyces sp.能促进植物对砷的吸收,蜈蚣草地上部砷浓度为930mg·kg-1,地上部砷累积量达到对照组的2.09倍。加入Streptomyces sp.后,能促进根际土壤中As(Ⅴ)还原成As(Ⅲ),大幅度降低根际土壤残渣态砷含量,从48.15mg·kg-1下降至28.75mg·kg-1。Streptomyces sp.通过影响蜈蚣草根际环境,提高根际土壤pH,增加DOC含量,促使砷形态变化,从而增加砷生物可利用性。该菌可作为强化蜈蚣草修复砷污染土壤的材料。     

两种体系去除水体中的砷

砷是人类发现的毒性最强的环境污染物质之一.铁及其化合物已经被广泛应用于水体中重金属的去除并取得了一定效果,但存在去除效率低、材料成本高的缺点.为了更好地利用铁及其化合物高效去除水中重金属砷(As),本文通过加入氧化剂构建了两种反应体系,实现了对废水中砷的高效去除:分别利用零价铁(Zero valent iron,ZVI)活化过硫酸钠(sodium persulfate,PS)和亚铁离子(Fe~(2+))活化高锰酸钾(KMnO_4)两种工艺去除了水体中的砷.通过批试验控制过硫酸钠、零价铁及高锰酸钾和亚铁的投加量,研究了各变量对As的去除效果和动力学影响.利用环境扫描电镜(SEM)对反应前后的物质的结构进行表征对比分析.研究结果表明:As溶液浓度为20 mg·L~(-1)时,两种体系下的反应物最佳配比方案分别为0.5 g ZVI、0.1 g PS和KMnO_40.01 g、Fe~(2+)0.02 g.两种体系中As的去除率都大于99%,且反应均符合准二级动力学方程,其中,ZVI活化PS反应中产生的SO_4~-·对砷的去除有着至关重要的作用.两种方法对As的去除机理均包括吸附、沉淀和共沉淀作用.通过经济成本对比分析,PS-ZVI在高效去除毒性略低的As(Ⅴ)的时有明显的经济优势.