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.     

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...     

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。     

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。     

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...     

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。     

基于土壤酶活性变化的铅污染土壤修复基准

近年来,污染土壤修复技术发展很快,而污染土壤修复标准的建立则相对迟缓。为了推进我国该领域的工作,对铅胁迫下土壤酶活性（如过氧化氢酶,磷酸酶,脲酶）随时间的变化进行了研究,以确定棕壤土中铅的土壤修复基准。结果表明：土壤中的铅能够刺激土壤中过氧化氢酶活性的增加,但随着土壤铅浓度的增加,这种刺激作用逐渐减小。土壤过氧化氢酶活性不宜作为铅污染土壤的生物标记物。土壤磷酸酶活性没有一致的变化规律,土壤磷酸酶活性不能作为铅污染土壤的生物标记物。在整个实验时间范围内,土壤脲酶活性与土壤中铅的浓度具有明显的剂量-效应关系（P〈0.01）,土壤脲酶活性可以作为铅污染土壤生物标记物。以土壤脲酶抑制率降低25%为依据,确定棕壤中铅的土壤修复基准为94mg·kg-1,以土壤脲酶抑制率降低45%为依据,确定棕壤中铅的土壤修复基准为178mg·kg-1。     

铅暴露对人体健康风险评价的模型综述

铅是一种在暴露环境下,可以通过手口途径或者皮肤接触而进入人体,从而对人体许多组织器官都产生毒性作用的重金属,其对儿童的危害尤为突出.我国对暴露在铅环境下人体健康的风险评价研究起步较晚,基于血铅指标的铅污染土壤风险评估方法导则仍在探讨建立中.而国外已经存在一些较为成熟的用于成人及儿童的铅暴露吸收和生物动力学模型,其中被广泛接受和使用的是成人血铅模型(ALM)以及儿童在铅中的综合暴露吸收生物动力学模型(IEUBK).前者描述了关于非居住区土壤中铅暴露物对成人风险的评估,且重点针对污染土壤的铅暴露物所导致的孕妇体内胎儿的血铅浓度进行评估;后者则重点预测6—84个月的儿童在铅的综合暴露下的健康风险.本文旨在通过对这些模型进行对比总结,从而提出可用于我国铅污染风险评估的理论依据及指导方法.     

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.     

岩溶槽谷区土壤多环芳烃健康风险评价

以重庆老龙洞岩溶槽谷为例,利用BaP毒性当量浓度(BaP_(eq))和终生癌症风险增量模型对儿童和成人暴露于土壤PAHs的健康风险进行评价.研究结果表明,土壤中BaP_(eq)∑_(16)PAHs为87.5±156.6 ng·g~(-1),7种致癌性PAHs占了97.8%;BaP_(eq)∑_(10)PAHs平均值为32.9±37.4 ng·g~(-1),33.3%的采样点的BaP_(eq)超过了荷兰土壤环境质量标准目标参考值(33.0 ng·g~(-1)),表明土壤PAHs存在潜在风险;儿童和成人的终生癌症风险(ILCR)分别为1.17×10~(-7)—7.11×10~(-6),1.24×10~(-7)—7.52×10~(-6),平均值为8.8×10~(-7)和9.3×10~(-7),总体在可接受的风险范围内,但有部分存在潜在风险;DaA和BaP产生的致癌风险占到总风险的35.2%和30.4%,是最主要的贡献组成;不同暴露途径对人群的致癌风险水平为:皮肤接触经口摄入呼吸吸入.经口摄入和皮肤接触对总致癌风险的贡献几乎为100%,高出呼吸吸入10~2—10~6倍,是土壤PAHs致癌风险的主要暴露途径.     

大冶矿区土壤-蔬菜重金属污染特征及健康风险评价

对大冶铜绿山、铜山口矿区和非矿区的土壤、蔬菜重金属污染特征进行了分析,利用单因子污染指数及内梅罗综合污染指数法评价了土壤环境质量,并进一步分析了蔬菜重金属暴露接触对当地居民的健康风险.结果表明,矿区附近蔬菜地土壤均受到不同程度上的重金属污染,尤其是Cu和Cd的污染.非矿区蔬菜地土壤受到重金属的中度污染,主要是Cd污染.矿区蔬菜中Pb和Cd的含量均超过中国食品安全卫生标准,非矿区部分蔬菜中Pb和Cd的含量超标.矿区居民食用各种蔬菜均会产生Pb和Cd的健康风险.青少年儿童食用蔬菜比成年人更易受到重金属的危害.     

工业城市不同功能区土壤和蔬菜中重金属污染及其健康风险评价

为了研究和评价工业城市不同功能区的土壤和蔬菜中重金属污染和健康风险状况,以株洲市为例,在工业区（石峰区）、农业区（芦淞区）和旅游区（大京风景区）分别采集土壤和蔬菜样品,分析重金属Cd、As、Pb、Hg、Zn、Cr和Cu的质量分数,并采用地质累积指数法（Igeo）和健康风险评价模型分别对土壤和蔬菜中重金属进行评价。结果表明：工业区、农业区和旅游区土壤中Cd、As、Pb、Hg、Zn、Cr和Cu的平均质量分数都超出湖南省土壤背景值,部分重金属甚至超出国家土壤环境质量二级标准。不同功能区土壤中重金属的地质累积指数（Igeo）表明：工业区、农业区和旅游区土壤受到不同程度的重金属污染,其中Cd和Hg的污染最为严重,污染程度依次是工业区〉农业区〉旅游区。不同功能区蔬菜中Cd、As、Pb和Zn的危害商（HQ）值都大于1.0,而Cu和Cr的危害商（HQ）都小于1.0。不同功能区蔬菜中重金属危害指数（HI）都大于10.0,尤其是工业区蔬菜的危害指数（HI）〉100.0,当地成年人食用受到重金属污染的蔬菜会导致严重的健康危害,其中Cd和As,是危害指数（HI）的主要贡献者,两者贡献率之和的范围为75%~89%,而Cr的贡献率几乎为0。     

紫花苜蓿对铅污染土壤修复能力及其机理的研究

以10 mmol/L Pb(NO3)2处理紫花苜蓿幼苗10 d,分析了Pb在紫花苜蓿幼苗根、茎、叶中的积累情况,Pb在根表皮细胞中的亚细胞区域化特点,以及Pb在紫花苜蓿体内的主要存在形式。结果表明,Pb在紫花苜蓿幼苗中积累量(M)特点为:M根 >M茎 >M叶。同时X-ray微区分析显示,胞间隙是紫花苜蓿积累Pb浓度最高的部位,细胞壁和液泡次之,胞质中最低。Pb的存在形式分析表明Pb在紫花苜蓿体内主要以难溶的形式存在,另外BSO能够加剧Pb污染对紫花苜蓿幼苗Pn和生长的抑制作用,显示了紫花苜蓿对Pb的耐受与植物络和素的形成有关。这些都表明紫花苜蓿对Pb具有一定的耐受机制,避免其对胞质代谢的毒性。同时紫花苜蓿具有很高的生物量和对Pb较高的富集作用,因此是一种很有利用价值的土壤铅污染修复植物。     

土壤镉污染的人体健康风险评价研究:生物有效性与毒性效应

镉(Cd)作为最重要的土壤污染物之一,会对人体健康造成严重威胁.Cd污染土壤的健康风险评估受到广泛关注.目前,Cd污染土壤的人体健康风险评价多基于总含量,往往高估其健康风险.近年来,以污染物生物有效性作为评价基础的研究受到广泛认可.本文系统分析了体内外方法(动物模型、体外胃肠模拟方法和肠细胞模型)测定Cd生物有效性的优...     

某污灌区土壤与蔬菜重金属污染状况及健康风险评价

对安徽蚌埠某污灌区的土壤及蔬菜进行取样调查,分别测定其重金属As、Pb、Cr、Cd和Hg含量,利用单因子污染指数和内梅罗综合污染指数评价污灌区土壤及蔬菜的污染状况,并结合EPA MMSOILS模型评价了当地食用蔬菜对人体造成的健康风险。结果表明,研究区土壤中As、Pb、Cr、Cd和Hg含量平均值分别为4.182、3.685、1.397、0.381和0.151 mg·kg-1,与GB 15618—1995《土壤环境质量标准》中的Ⅱ级标准(pH值为6.5~7.5)相比,Cd含量超标,其单因子污染指数为1.27。土壤内梅罗综合污染指数为0.931,表明土壤污染情况已处于警戒范围内,主要因素是Cd污染。蔬菜中各重金属含量符合GB 2762—2012《食品中污染物限量》,各重金属含量由高到低分别为Pb、As、Cr、Cd和Hg。食用蔬菜中Pb、Cd、Hg和Cr对人体造成的健康风险均较低,风险指数分别为0.40、0.07、0.12和0.06,而As的风险指数达1.12,暴露风险较大。