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...     

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...     

土壤不同粒级中Cr(Ⅵ)生物可给性及健康风险

为定量分析土壤不同粒级中Cr(Ⅵ)的健康风险,将铬污染土壤筛分为粗砂(500～1 000μm)、中砂(250～500μm)、细砂(100～250μm)、粗粉砂(50～100μm)、粉砂及以下(0～50μm),利用激光粒度分析仪、积累因子法(accumulation factors, AF)及基于生理的提取实验(physiologically based extraction test, PBET)研究不同粒级质量分布、Cr(Ⅵ)分布特性及Cr(Ⅵ)生物可给性,并采用美国环境保护局(United States Environmental Protection Agency, US EPA)推荐的暴露模型评价Cr(Ⅵ)通过经口摄入途径引起的健康风险。结果表明,土壤不同粒级组分间Cr(Ⅵ)积累因子分布与Cr(Ⅵ)含量分布规律一致,碱性土壤中Cr(Ⅵ)倾向于在粗颗粒内积累;考虑生物可给性的情况下,Cr(Ⅵ)产生的健康风险下降43.65%～99.19%;细砂组分对Cr(Ⅵ)经口摄入的健康风险贡献最大,为48%～78%,说明粒级质量占比和生物可给性越高,其对健康风险的贡献越大。本研究量化了粒级质量...     

土壤中金属的生物可给性及其动态变化的研究

土壤中金属的生物可给性常应用于人体健康风险评价,如能准确地判定土壤中金属在胃肠阶段不同时间的溶出动态,研究者就可以更好地分析其对人体的健康风险。本文采集5种不同地区的重金属污染的土壤,利用改进的PBET方法,分别在胃阶段的20、40、60、80 min以及小肠阶段的1、2、3、4、5 h时取样并分析,探究土壤中8种金属元素（As、Al、Cd、Cr、Fe、Mn、Ni、Pb）的生物可给性和溶出动态,探讨造成金属溶出动态变化的影响因素,对其溶出机理进行初步探究。研究结果表明,Fe、Al的生物可给性较低,并且在胃肠阶段差异较小。与胃阶段相比,土壤中Pb、Cd的生物可给性在小肠阶段明显降低,而As、Mn、Cr、Ni的生物可给性在小肠阶段均升高。升幅最大的两个元素是Ni、Cr,其小肠阶段的平均生物可给性分别升高61.4%、29.9%。在溶出量随时间变化方面,在胃阶段,假定1 h时溶出率为100%。20 min时,土壤中Fe、Ni的平均溶出率较低,分别为59.3%、56.8%,其他6种金属元素的平均溶出率在71.2%~79.5%。As、Cd、Pb的溶出速率是先快后慢,Cr和Ni的溶出速率是先慢后快,而Fe、Mn、Al的溶出速率基本保持不变。在小肠阶段,假定4 h时溶出率为100%。Al、As、Cd、Mn的溶出率基本不变。1 h时,土壤中Cr（土壤A除外）、Ni的平均溶出率最低,分别为31.5%、32.7%,而5 h时,Fe、Cr、Ni的溶出率还在升高。由此可见,土壤中不同金属元素的生物可给性以及溶出动态是有明显差异的。     

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.     

土壤中六六六在消化道中生物可给性的体外测定

采用体外消化实验模拟了4种有机质含量不同的土壤中六六六在胃和小肠中的释放,重点验证了消化释放出来的六六六在固态消化残渣上的吸着现象以及该现象对测定消化率的影响的研究假设.结果表明,固相吸着对测定消化率有非常显著的影响,这在有机质含量偏高的土壤中尤其明显.吸着影响可以用不同液固比实验设计配合非线性拟合方法加以校正.对有机碳含量分别为0.63%、1.08%、1.60%和2.87%的4种土壤,未经校正的总六六六消化率的均值与标准差分别为(16.7±2.8)%、(11.6±2.0)%、6.9%和(26.4±1.3)%,校正后则分别达到16.7%、16.5%、16.5%和59.7%.显然,除有机质含量很低的样品,未经校正的测定结果显著低估了消化道吸收风险.     

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。     

赤泥和骨炭对污染土壤As化学形态及其生物可给性的影响

通过室内土壤培养实验,研究添加赤泥和骨炭对污染土壤As化学形态及其生物可给性的影响.结果表明,培养3个月后,添加5%赤泥促进了土壤中As从结晶铁铝水化氧化物结合态向专性吸附态和残渣态的转化;添加5%骨炭促进了土壤中As从结晶铁铝水化氧化物结合态向专性吸附态和非专性吸附态的转化.培养3个月后,土壤中生物可给性As含量随着赤泥和骨炭用量的增加而显著增加.当赤泥和骨炭用量为5%时,土壤中生物可给性As含量分别比对照提高6.25倍和12.31倍.添加赤泥和骨炭增强了土壤中As的移动性,提高了As对人体的健康风险.     

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。     

淮北煤矿周边土壤重金属生物可给性及人体健康风险

为了探究煤矿周边农田土壤重金属污染状况以及评估可能对人体带来的健康危害,本研究以安徽省淮北地区3座主要煤矿为研究区,对土壤重金属含量进行分析,并采用体外胃肠模拟方法(PBET),计算土壤中重金属的生物可给性,并以此修正健康风险评价计算方法.结果表明,土壤中重金属含量平均值(mg·kg~(-1))分别为Cd (0.16)、Cr (11.82)、Cu (12.03)、Ni (21.86)、Pb (55.09)、Zn (41.46),与国内不同类型矿区相比,淮北煤矿区周边土壤重金属含量较低;重金属的生物可给性平均值大小顺序是:胃阶段:Pb (61.69%)Cu (51.88%)Cd (43.88%)Cr (26.48%)Zn (17.45%)Ni (14.57%),小肠阶段为:Cr (58.80%)Cu (55.71%)Zn (51.40%)Ni (39.44%)Pb (7.59%)Cd (7.32%);由生物可给性校正后,成人和儿童不同重金属非致癌风险暴露量均小于1,说明成人和儿童均不存在非致癌风险,不同种类重金属的致癌风险为:CrCdNi,其中,Cr的致癌风险介于10~(-6)—10~(-4)之间,表明Cr对人群有一定的致癌风险,但在可接受的范围内,且儿童的致癌风险高于成人,经手-口无意摄入是土壤重金属最主要的暴露途径.     

肠道微生物对土壤中铜、锌、锰生物可给性的影响

为了更全面、准确地评价土壤中金属元素对人体的健康风险,研究土壤中金属元素在结肠阶段的生物可给性具有重要意义。通过采集我国一些地区的6种土壤,利用in vitro方法(PBET和SHIME联用)研究土壤中Cu、Zn、Mn在胃、小肠、结肠阶段的生物可给性。研究显示,土壤中Cu、Zn、Mn在胃阶段的生物可给性分别为23.8%~63.0%、21.2%~64.4%、11.7%~35.6%;从胃阶段到小肠阶段,土壤中Cu的生物可给性提高了0.4%~14.4%,而土壤中Zn在小肠阶段的生物可给性降低了6.7%~38.7%。结肠阶段,土壤中Cu、Zn、Mn的生物可给性分别为2.4%~12.9%、5.7%~18.7%、6.2%~18.9%,与小肠阶段相比,分别降低了21.7%~56.9%、0.4%~36.8%、4.5%~19.1%。结果表明,在肠道微生物存在的情况下,土壤中Cu、Zn、Mn在结肠阶段有较低的人体健康风险。     

残渣吸着对消化道中土壤多环芳烃生物可给性体外测定的影响

用体外模拟方法研究了土壤中多环芳烃在消化过程中的释放,并验证了如下假设:消化过程释放出来的多环芳烃部分吸着在消化残渣相中,且该吸着可以影响多环芳烃生物可给性测定结果,研究结果表明,经消化释放出来的多环芳烃可以部分吸着在消化固相残渣中,就有机碳含量从2.87%到0.63%的四种土壤中的平均情况而言,多环芳烃残余固相上的吸着量占总可给态量的比率分别为:43.6%±14.3%(二氢苊),29.8%±24.6%(苊),43.1%±22.9%(芴),34.1%±25.8%(菲),14.0%±16.2%(蒽),25.2%±15.9%(荧蒽),33.4%±23.1%(芘),30.7%±26.6%(苯并葸)和29.1%±23.4%(芑),显然,忽略吸着现象将显著低估实际消化率,如果对吸着进行定量校正,则总多环芳烃的消化率分别从校正前的18.9%,12.2%,22.8%和33.4%增长到29.0%,29.3%,41.9%和37.6%,提升幅度在4.21%到10.1%之间.     

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.     

土壤中腐殖酸对外源农用稀土生物可利用性的影响

采用盆栽实验方法,研究了腐殖酸对稀土元素在土壤-植物体系中的迁移、富集和生物可利用性的影响,结果表明,在试验土壤红壤中,稀土元素主要富集在小麦根部,加入低浓度的腐殖酸后,促进了小麦对稀土元素的吸收：而高浓度的腐殖酸则抑制小麦对稀土元素的吸收,腐殖酸浓度过高时,对小麦生长产生毒害作用,同时发现,小麦中叶绿素含量与小麦中稀土含量存在相关关系。     

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。     

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。     

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,并着重论述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。研究结果表明：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的影响着食物中重金属的生物可给性和生物有效性。最后,本文对食物中重金属的生物可给性和生物有效性的研究提出了几点展望：一、需加强食物中重金属复合污染的研究;二、进一步加强肠道微生物对食物中重金属的生物可给性和生物有效性的影响的研究;三、特别需加强中式饮食习惯下对食物中重金属的生物有效性的影响的研究。