污染土壤中铅、砷的生物可给性研究进展

土壤铅、砷污染已成为重要的环境问题,并可对人体健康造成严重危害。对食物链途径的有效控制使得从口部无意摄入的土壤铅、砷对人体,特别是对儿童铅、砷摄入总量的贡献率越来越大,甚至成为主要来源。土壤中铅、砷直接进入人体的消化系统并可被人体胃肠道溶解出的部分称为其生物可给性。有效、准确地判定土壤中铅、砷的生物可给性已经成为解决儿童铅、砷中毒的关键科学问题。因此,有关土壤中铅、砷的生物可给性及其在人体健康风险评价中的应用受到了越来越多的关注。文章综述了污染土壤中铅、砷生物可给性的研究方法及各方法的优缺点,并从土壤性质、模拟胃肠条件等方面分析了影响土壤中铅、砷生物可给性的主要因素和存在的问题,还进一步论述了土壤中铅、砷生物可给性在人体健康风险评价中的应用。最后,提出了今后该领域应重点加强土壤铅、砷生物可给性的标准参考物、模拟胃肠条件的优化以及土壤铅、砷生物可给性在人体健康风险评价中的应用等方面的研究。以期充分发挥铅、砷等环境污染物的生物可给性研究方法的潜力,更好地为控制土壤污染、保护人类健康服务。     

含雄黄的中成药中砷的生物可给性及其初步风险评价

为研究含雄黄中成药中砷的含量状况,探明其中砷对人体的健康风险,选取含雄黄的中成药为研究对象,分析其中砷含量;通过人工胃肠体外模拟系统研究中成药中砷的生物可给性,并在此基础上进行初步的人体健康风险评价。结果显示,含雄黄中成药样品中砷全量为9.9×102～8.8×104mg·kg-1。中成药砷的生物可给性在胃阶段为0.20%～2.17%,小肠阶段为0.26%～2.43%。以WHO每日允许摄入量(ADI)为标准的健康风险评价结果表明,若以砷全量衡量,所有含雄黄中成药均对人体健康具有巨大风险;若以小肠阶段可给砷含量评价,砷日摄入量与ADI比值范围为1.48%～879.68%,约70%含雄黄的中成药的可给砷含量仍足以威胁人体健康。     

食品中砷和硒生物可给性研究及健康风险/有益性评价

硒(Se)是人体必需的微量元素,一般通过大米和海鲜摄入。然而大米和海鲜是人体砷(As)暴露的主要途径之一。采用ICP-MS对广州市售的大米和3种鱼中砷和硒浓度进行了检测,并通过体外(in vitro)模拟胃肠消化(PBET)法对鱼肉中砷和硒的生物可给性进行了考察。结果表明,大米和鱼肉中砷的浓度分别为0.085～0.168μg·g~(-1)和2.224～5.533μg·g~(-1),硒的浓度分别为0.098～0.190μg·g~(-1)和1.641～2.315μg·g~(-1)。大米和鱼肉中86.86%～99.34%和51.95%～75.64%的砷生物可给,76.73%～85.44%和71.48%～79.83%的硒生物可给。通过大米和鱼肉摄入的硒基本可以满足人体需求。通过大米和3种鱼摄入的无机砷占国际粮农组织和世界卫生组织(FAO/WHO)公布的无机砷的每日最高允许摄入量(TWI)2.1μg·kg~(-1)BW的0.5%～35.7%,但是摄入无机砷的致癌风险分别为1.69×10~(-5)～5.81×10~(-4)和2.13×10~(-4)～7.34×10~(-4),是可接受或可容忍的风险的0.17～7.3倍,尤其是小孩,更易摄入砷产生毒害。     

利用体外实验方法评估稻米中镉的生物可给性和健康风险

为了研究稻米中镉(Cd)的生物可给性与稻米理化性质之间的相互关系以及稻米摄入而导致的Cd健康风险,从湖南某些地区采集了16个稻米样品,利用in vitro方法研究了这些稻米中Cd的生物可给性及其人体健康风险。结果表明:在16个样品中,有13个样品的Cd含量超过稻米中Cd的限量标准(0.2 mg·kg-1)。稻米中Cd的溶解态含量及其生物可给性变化较大,胃阶段和肠阶段Cd的溶解态含量范围分别为0.102~1.70 mg·kg-1和0.015~0.249 mg·kg-1,平均值分别为0.698 mg·kg-1和0.103 mg·kg-1,胃阶段和肠阶段Cd的生物可给性的范围分别为56.8%~82.0%和6.62%~15.9%,平均值分别为70.9%和11.1%。模拟肠液中Cd的溶解态含量与稻米的纤维含量之间有显著的相关性。如果不考虑稻米中Cd的生物可给性,所采集的所有稻米样品的摄入都将导致成人和儿童健康风险。如果我们考虑了稻米中的生物可给性,只有31%的稻米样品会对成人产生健康风险,将有50%的稻米样品会对儿童产生健康风险。     

改良剂对土壤Sb赋存形态和生物可给性的影响

采用室内土壤培养法研究不同改良剂(骨炭、生物调理剂、沸石、石灰、油菜秸秆、生物炭、堆肥和赤泥)对土壤Sb化学形态转化和生物可给性的影响.结果表明,除堆肥处理外,添加5%的其他7种改良剂均显著地提高了土壤的p H值,其中石灰处理p H最为明显.BCR分级提取表明,土壤Sb主要以残渣态形式存在.添加生石灰、骨炭和生物调理剂显著地提高了土壤Sb的移动性,而添加赤泥、生物炭和堆肥却显著地降低了土壤Sb的移动性.添加不同的改良剂对土壤Sb的生物可给性也有影响,但是受不同培养时间影响较大.培养2个月后,添加5%的堆肥、5%赤泥和5%生物炭处理导致土壤Sb的生物可给性含量分别比对照降低38%、23%和20%;而添加5%的石灰、5%油菜秸秆和5%的生物调理剂处理导致土壤Sb的生物可给性含量分别比对照提高1.07倍、1.06倍和1.11倍.堆肥、赤泥和生物炭是钝化Sb污染土壤的潜力材料.     

沸石、磷矿粉和石灰对土壤铅锌化学形态和生物可给性的影响

通过室内土壤培养实验,研究添加沸石、磷矿粉和石灰3种改良剂对污染土壤Pb、Zn化学形态和生物可给性的影响.结果表明,土壤Pb主要以Fe-Mn氧化物结合态为主,而Zn主要以残渣态为主.改良剂对土壤Pb、Zn化学形态的影响随着培养时间的不同而不同.培养1个月时,2%磷矿粉和2%石灰处理可分别导致土壤醋酸(HOAC)提取态Pb含量下降76.0%和25.6%,3种改良剂处理导致土壤HOAC提取态Zn含量比对照处理降低6.1%～17.0%.培养2个月时,磷矿粉和石灰处理分别导致土壤HOAC提取态Pb含量下降62.8%和39.0%,石灰处理导致土壤HOAC提取态Zn含量下降34.6%.3种改良剂对土壤Pb、Zn的生物可给性也有影响,也随着土壤重金属种类和培养时间的不同而异.培养1个月时,沸石和磷矿粉可分别导致土壤Zn的生物可给性降低15.9%和14.9%,但培养2个月后3种改良剂对Zn的生物可给性却没有影响.研究结果表明,在酸性Pb、Zn复合污染农田土壤中均可以选择这3种改良剂来进行土壤改良,减少重金属的污染风险.     

土壤中铜的生物可给性及其对人体的健康风险评价

为了研究土壤中铜的生物可给性与土壤理化性质之间的相互关系以及人体无意摄入土壤铜的风险,采集我国一些地区的15个土壤样品,利用in vitro方法研究了这些土壤中铜的生物可给性及其对人体的健康风险。结果表明,有2个土壤样品中铜的含量高过我国土壤环境质量标准的三级标准,有8个土壤样品中铜的含量高过二级标准;土壤中铜的溶解态浓度及其生物可给性变化很大,胃肠阶段铜的溶解态含量分别为5.2~308.8 mg·kg~(-1)和5.9~348.5 mg·kg~(-1),平均值分别为74.8 mg·kg~(-1)和82.0 mg·kg~(-1);而铜的生物可给性分别为183%~66.6%和213%~77.4%,平均值分别为442%和51.1%。胃阶段铜的生物可给性与土壤有机质和pH呈显著正相关,而与粘粒呈显著负相关,与铁铝氧化物有显著相关性;小肠阶段铜的生物可给性与土壤有机质和pH呈显著正相关,与土壤中总铜和锰氧化物含量呈显著负相关。如以胃阶段为判断,无意摄人土壤中铜对儿童的TDI(tolerable daily intake)贡献率除浙江富阳为2.51%外,有12个土壤样品低于1.00%,最低为0.11%。如以小肠阶段为判断,无意摄入土壤中铜对儿童的TDI贡献率除浙江富阳和浙江台州的土壤分别为2.83%和2.01%,另有12个土壤样品低于1.00%。可见,对于本研究中大多数土壤,通过口部无意摄入土壤中铜的对人体并没有很高的风险。     

食物中营养物及污染物的生物可给性研究进展

随着人们对食物质量关注度的提高,生物可给性的测定结果已逐渐代替物质的总量进行评价,包括有毒物质对人体健康的危害程度和营养物质的被吸收利用程度.因此,在阐述生物可给性意义,概括并介绍生物可给性的不同的测定方法及各自的优缺点的基础上,重点综述了in vitro消化方法的生理基础和实验操作,以及应用于各种食物样品生物可给性检...     

食物中重金属的生物可给性和生物有效性的研究方法和应用进展

食品安全问题是直接关系到人民健康的重大民生问题。随着民众生活质量的不断提升,人们对食物质量的关注度越来越高。目前,重金属污染问题是食品安全的一个重要议题。而且,食物中重金属的生物可给性和生物有效性的测定结果已逐渐代替重金属的全量结果进行评价。因此,本文系统介绍了生物可给性和生物有效性的定义及相关关系,综述了生物可给性和生物有效性的多种研究方法的适用性及优缺点,着重总结了饮食习惯和肠道微生物对重金属生物可给性和生物有效性的影响,指出研究者应根据自己的研究目的选择不同的体外消化方法,饮食习惯和肠道微生物均极大地影响着食物中重金属的生物可给性和生物有效性,并在此基础上对食物中重金属的生物可给性和生物有效性研究今后的发展方向进行了展望。     

厌氧微生物作用下土壤中砷的形态转化及其分配

厌氧微生物作用下土壤中砷的形态转化及分配比例对砷的环境行为与归趋具有重要影响。实验利用张士污灌区土壤负载低浓度砷,研究了厌氧微生物作用下砷的形态转化过程,并通过磷酸盐及盐酸提取土壤中的砷、铁和硫,探讨了砷在土壤中结合形态的变化及土壤矿物结构转化与砷环境行为的关联。实验结果表明,微生物作用下土壤负载的砷被迅速还原为As(III)并释放进入液相,培养24h后液相累积的As(T)量达到16.9μmol·L-1,其中As(III)占液相总砷含量的91%以上;48h后释放的砷被再次固持,液相残留的As(III)浓度仅为1.5μmol·L-1。尽管微生物还原作用造成土壤中铁氧化物的活化,但固相中磷酸盐提取态与盐酸提取态砷所占的比例分别从载砷量的45.3%和49.8%降低到22.0%与0.22%,而体系中硫酸盐还原产生的硫离子的量与砷的释放量保持负相关。可见微生物还原作用下砷发生了活化,释放和再固定的过程,土壤负载的砷从溶解态、吸附态及铁氧化物结合态逐渐被转化为更稳定的硫化物结合态。此研究对于预测土壤中砷的行为与归趋及污染土壤修复具有一定意义。     

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。     

云南野生牛肝菌中砷元素含量测定及食用安全评价

通过ICP-AES法测定了26个云南野生牛肝菌居群中As元素含量,分析不同地区、种类牛肝菌对As的富集特征;采用单项污染指数法评价云南野生牛肝菌的As污染水平;根据FAO/WHO规定的每周As允许摄入量评估野生牛肝菌的As暴露风险。结果显示:(1)不同产地、种类牛肝菌中As含量差异明显,其中菌盖的As平均含量在(0.18±0.31)~(13.33±2.21)mg·kg~(-1)dw之间,菌柄的As平均含量在(0.06±0.10)~(17.09±5.8)mg·kg~(-1)dw之间;表明牛肝菌对As元素的富集程度与牛肝菌种类、生长环境等因素有关;(2)不同种类牛肝菌菌盖、菌柄的As污染指数分别在0.35~26.66及0.12~34.20之间,且多数牛肝菌的As污染指数大于1,表明多数牛肝菌的As含量超过GB2762-2012规定的限量标准,处于重污染水平;(3)若成年人每周食用500 g新鲜牛肝菌,则通过牛肝菌摄入的As均低于FAO/WHO规定的PTWI标准(As≤0.9 mg),未达到As暴露水平;然而日常生活中人们除了通过野生牛肝菌摄入As元素外还会通过其他食物(大米、肉类等)、饮水、呼吸等途径摄入As元素,因此,为了防止As暴露危害人体健康,不宜大量或长期食用野生牛肝菌。     

地方性砷中毒地区环境砷暴露健康风险研究进展

自然因素引起的环境高砷暴露及其健康效应,尤其是饮水型地方性砷中毒是砷污染健康风险评估的基础。总结地方性砷中毒在环境砷暴露的风险识别、暴露途径和暴露与健康效应关系研究中的作用基础上,指出了地方性砷中毒研究中仅强调了饮水污染,关注的暴露途径比较单一,因此,人体多途径联合砷暴露的健康风险评估过程存在较大的不确定性。我国是唯一存在饮水和燃煤2种自然环境高砷暴露的国家,是研究2种类型砷暴露异同的天然场地,然而目前环境高砷的暴露及其健康效应的研究均为独立研究,对燃煤型地方性砷中毒在呼吸链砷暴露风险评估中的作用重视不够。因此,通过开展两种环境砷暴露及其健康效应的综合比较研究,建立呼吸链暴露评估和暴露-健康效应模型,可以为人体多途径联合砷暴露的健康风险研究提供新的依据。     

中国典型土壤中铅的生物可给性的影响因素分析与健康风险评估

土壤铅污染及其危害备受关注.作为评估其对人体健康风险的科学指标之一,土壤铅的生物可给性的影响因素仍不甚明确.采集中国5种典型土壤(红壤、褐土、黑土、棕壤和黄壤),根据国标中一类建设用地的管制值制备成800 mg·kg-1的铅污染土壤样品,利用先进的基于生理学的体外试验方法(改进的PBET模型)研究经口部摄入的土壤铅的生...