【摘要】：通過手口行為無意的攝入土壤是人體(特別是兒童)重金屬暴露的重要途徑。用土壤中重金屬的總量進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估往往會高估其風(fēng)險(xiǎn)。為修正土壤中重金屬的暴露風(fēng)險(xiǎn),需要對其生物有效性進(jìn)行研究。動物活體實(shí)驗(yàn)(in vivo assays)常用來研究重金屬相對生物有效性(relative bioavailability,RBA)�；谂c動物實(shí)驗(yàn)測定結(jié)果的相關(guān)性,快速、經(jīng)濟(jì)的體外方法(in vitro assays)得以發(fā)明。幼豬和小鼠是兩種常用的動物模型。對比于幼豬,小鼠實(shí)驗(yàn)在經(jīng)濟(jì)性和操作性方面有著明顯優(yōu)勢,但是通過小鼠單劑量暴露測定的RBA穩(wěn)定性較差,難以達(dá)到推薦的標(biāo)準(zhǔn)(RSD20%)。因此,為了得到穩(wěn)健性的結(jié)果,需要對其進(jìn)行優(yōu)化。本研究對不同體外方法的差異性進(jìn)行了探討,并通過改變暴露方式選取適合的生物靶器官對小鼠活體實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了優(yōu)化,通過體外體外結(jié)果相關(guān)分析,評價(jià)了體外方法預(yù)測原始土壤和加磷修復(fù)土壤中重金屬RBA的適用性。主要研究結(jié)果如下:1.使用SBRC、PBET、IVG和UBM四種體外方法測定了 11個(gè)污染土壤中As的生物可利用性。研究發(fā)現(xiàn),隨著胃相pH的升高,四種方法胃相中的As生物可利用性整體上逐漸降低。與胃相相比,腸相中As的生物可利用性有降低的趨勢。使用改進(jìn)的連續(xù)提取方法測定的As形態(tài)數(shù)據(jù)表明,11個(gè)土壤中As主要分布于無定形Fe/Al(AF3)和晶型Fe/Al結(jié)合態(tài)(CF4)中,非專性吸附態(tài)(NS1)、專性吸附態(tài)(SS2)和殘?jiān)鼞B(tài)(RS5)分布較少。As生物可利用性與其形態(tài)的相關(guān)分析表明,PBET方法中生物可利用性的砷主要來源于NS1+SS2;UBM胃相生物可利用的砷主要來源于NS1+SS2+AF3,腸相主要源于NS1+SS2;而IVG方和SBRC方法測定的生物可利用的砷與砷的形態(tài)相關(guān)較差。2.以小鼠為模式動物,對其暴露方式和生物靶器官的選擇進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化。當(dāng)前研究中,采用10天穩(wěn)態(tài)暴露,以肝、腎或大腿骨為生物靶器官測定了我國12個(gè)典型污染土壤中Pb RBA。當(dāng)使用肝+腎+大腿骨為復(fù)合生物靶器官測定PbRBA時(shí),提高了不同生物靶器官之間數(shù)據(jù)的一致性,并且是測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差從11.9-15.8%降低到10.8%,得到了較穩(wěn)健的結(jié)果。當(dāng)前長期暴露與單次暴露小鼠血液AUC模型測定的PbRBA比較發(fā)現(xiàn),二者結(jié)果沒有明顯差異,但是重復(fù)性明顯增強(qiáng)�？紤]到實(shí)驗(yàn)的經(jīng)濟(jì)性、易操作性及結(jié)果的可靠性,推薦使用穩(wěn)態(tài)暴露以小鼠肝+腎+大腿骨為復(fù)合生物靶器官測定Pb RBA。3.使用當(dāng)前優(yōu)化的方法測定了土壤中CdRBA,評價(jià)了當(dāng)前體外方法對我國典型Cd污染土壤中的適用性。四種體外方法(UBM、SBRC、IVG和PBET)測定結(jié)果顯示,土壤中Cd的生物可利用性取決于體外方法的選擇�；诒疚闹袃�(yōu)化的小鼠暴露方法,以肝、腎或肝+腎作為生物靶器官測定的CdRBA比較顯示,基于肝+腎復(fù)合生物靶器官測定的Cd RBA重復(fù)性較好。體外體外結(jié)果相關(guān)分析發(fā)現(xiàn),PBET腸相測定的Cd生物可利用性具有預(yù)測污染土壤中CdRBA的潛力。4.本研究對小鼠的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)再次改進(jìn),通過多次灌胃空腹小鼠以腎為生物靶器官測定了加磷后土壤中Pb和As RBA的變化,并與體外方法結(jié)果對比,評估了常用體外方法預(yù)測加磷后土壤中Pb和AsRBA變化的能力。添加磷后,5個(gè)復(fù)合污染土壤中PbRBA顯著降低。而As RBA卻有不同的變化趨勢,其中A、C和E的AsRBA沒有顯著變化,B顯著降低,D顯著增加。在體外方法中,磷添加,使UBM、SBRC、IVG和PBET方法中測定的Pb生物可利用性降低,而As的生物可利用性整體上增加。對比體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)評估加磷對土壤中Pb和As生物可利用性和RBA的影響發(fā)現(xiàn),PBET胃相和SBRC腸相有潛力用來預(yù)測磷添加對土壤中PbRBA影響。對于As,加磷對其RBA和生物可利用性的結(jié)果影響不一致,因此當(dāng)前的體外方法不適合預(yù)測加磷對土壤中RBA的影響。
【圖文】：

逡逑１．２．１邋口腔暴露生物有效性和生物可利用性的概念逡逑如圖１－２所示，污染物的生物有效性（ｂｉｏａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ）是指穿過胃麻道上表逡逑皮細(xì)胞被人體吸收進(jìn)入血液循環(huán)系統(tǒng)的部分（Ｋｅｌｋｙｅｔａｌ．，２００２）。污染物質(zhì)變成逡逑生物有效性成分之前要經(jīng)歷兩個(gè)步驟。一是污染物質(zhì)首先在污染物質(zhì)中溶解或者逡逑解離；二是胃腸液中的污染物質(zhì)穿過胃腸道上表皮細(xì)胞進(jìn)入血液循環(huán)系統(tǒng)逡逑（Ｓｃｈｅｃｋｅｌ邋ｅｔａｌ．，２００９）。廣義的生物有效性包括１＾下；個(gè)概念（Ｒｕｂｙ邋ｅｔａｌ．，，１９９９）；逡逑（１）絕對生物有效性（ａｂｓｏｌ山ｅｂｉｏａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ，ＡＢＡ），指通過口腔暴露的污染物最逡逑終進(jìn)入血液循環(huán)的部分；（２）相對生物有效性（ｒｅｌａｔｉｖｅ邋ｂｉｏａｖａｉｌａｂｉｌｈｙ，邋ＲＢＡ）是指逡逑通過口腔暴露測定物質(zhì)和參照物質(zhì)中污染物質(zhì)被人體吸收的部分之間的比值；（３）逡逑生物可利用性（ｂｉｏａｃｃｅｓｓｉｂｉｌｉｔｙ）指測定物質(zhì)中污染物質(zhì)溶解到胃腸液中，可ｔｉｌ被逡逑潛在吸收的部分。逡逑絕對生物有效性測定過程中需要對實(shí)驗(yàn)動物進(jìn)行純相物質(zhì)的直接靜脈注射逡逑和測定物質(zhì)的口腔暴露，在不同的時(shí)間點(diǎn)對血液進(jìn)行取樣，并測定其中重金屬的逡逑濃度，繪制隨著時(shí)間變化血液中重金屬濃度變化曲線（Ａｒｅａ邋Ｕｎｄｅｒｔｈｅ邋ｂｌｏｏｄ邋Ｃｕｒｖｅ，逡逑ＡＵＣ）

氧化物或x錕笪鏘嗷プ饔茫ǎ模幔觶椋簀澹澹簦幔歟�，１９９６）。哉C鞘

本文編號：2519514