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。

生菜和油菜中砷的生物可给性及其对人体的健康风险评估

为评价砷污染土壤中种植的蔬菜对人体的健康风险,本研究在砷污染土壤中种植生菜和油菜,利用体外消化（in vitro）方法评估其生物可给性,计算食用砷污染蔬菜条件下人体砷的每日摄入量,评价蔬菜中砷对人体产生的健康风险.结果表明,生菜和油菜中砷的生物可给性均随着蔬菜中砷含量的上升而逐渐降低.在固液比为1∶30的条件下生菜和油菜的生物可给性分别为29.13%~49.39%和27.13%~51.95%,在固液比为1∶100的条件下生菜和油菜的生物可给性大幅提升,分别为42.39%~79.09%和37.40%~76.59%.在固液比为1∶30的条件下,添加外源铁可使其生物可给性分别下降到22.24%~37.88%和23.36%~47.56%,添加外源钙则对其生物可给性几乎没有影响.食用砷污染土壤种植的蔬菜会使人体摄入的砷含量超出世界卫生组织规定的砷每日最高摄入量标准.在提升消化液中铁浓度0.006 7 mol·L-1的情况下,砷的生物可给性降低约6.89%~11.51%,食用含铁的食物能有效地减少人体对食物中砷的摄入.

添加奶粉对土壤中铬、镍、锰、铜生物可给性的影响

为了探究不同成分的奶粉对土壤中Cr、Ni、Mn、Cu生物可给性的影响,本文通过in vitro实验研究了添加全脂或脱脂奶粉后,胃肠阶段土壤中Cr、Ni、Mn、Cu的生物可给性的变化.结果表明,胃阶段,土壤中Cr、Ni、Mn、Cu的生物可给性分别为3.9%—46.2%、4.5%—64.0%、21.2%—72.5%、4.5%—69.5%;添加奶粉后,4种金属的生物可给性均有升高,是未加奶粉的1.1—1.5倍、1.3—2.2倍、1.1—2.1倍、1.0—3.6倍(全脂奶粉)和1.1—1.4倍、1.4—2.4倍、1.2—2.5倍、1.0—4.2倍(脱脂奶粉).小肠阶段,土壤中Cr、Ni、Cu的生物可给性有一定上升,但Mn的生物可给性相比胃阶段降低了;奶粉的添加使Cr、Ni、Mn、Cu等4种金属的溶出量增加,分别是未添加的1.2—1.3倍、1.3—2.3倍、2.0—4.5倍、1.0—1.5倍(全脂奶粉)和1.1—1.5倍、1.6—2.5倍、2.5—6.9倍、1.2—1.8倍(脱脂奶粉),其中Ni、Mn的生物可给性增加显著,且Ni、Mn的生物可给性的增加率高于胃阶段.由此可见,奶粉的添加,尤其是脱脂奶粉,促进了土壤中Cr、Ni、Mn、Cu的溶出释放,可能增大了其对人体的健康风险.

利用体外方法评估不同淋洗剂对土壤中砷的淋洗效果及其健康风险

土壤砷污染已成为我国严重的环境问题,淋洗法是修复土壤砷污染较为有效的手段之一。文中以砷污染土壤为研究对象,运用2种环境友好的淋洗剂KH2PO4和草酸进行振荡淋洗实验,探究两种淋洗剂对不同砷污染土壤的淋洗效果,在此基础上,通过2种不同的体外方法(physiologically based extraction test,PBET;in vitro gastrointestinal,IVG),探索其生物可给性及对人体的健康风险。结果显示,KH2PO4和草酸对土壤中砷有不同程度的去除,草酸对土壤砷的去除率较高,平均去除率为54.3%。运用PBET方法得到的土壤砷的生物可给性高于IVG方法,KH2PO4淋洗后土壤砷的生物可给性高于草酸。与草酸相比,KH2PO4淋洗会在一定程度上增加土壤砷的健康风险。不同in vitro方法对不同淋洗剂修复后效果有不同的评估结果,应该根据不同的淋洗剂选择较为保守的体外方法来评估淋洗后土壤的生物可给性及健康风险。

不同含磷化合物修复铅污染土壤后的人体健康风险评价

磷酸盐钝化铅是铅污染土壤的重要修复技术之一.但磷酸盐修复土壤铅污染后,土壤铅对人体的健康风险仍缺乏系统研究.本研究通过向铅污染土壤添加五种不同的含磷化合物(KH2PO4、NH4H2PO4、CaHPO4,植酸和卵磷脂),分析了其对铅污染土壤的钝化效果,运用in vitro和SHIME模型评估修复后土壤铅对人体的健康风险.结果表明,添加含磷化合物30 d后,五种处理均有效降低了铅的DTPA和CaCl2可提取态,分别降低了62.5%—66.5%和27.8%—49.5%,其中植酸和CaHPO4处理效果较好,卵磷脂处理效果较差.5种处理中,铅的生物可给性在胃、小肠和结肠阶段有显著差异,分别为8.67%—9.31%、0.88%—1.55%、2.06%—2.76%,由于受pH的影响,铅在胃阶段生物可给性最高且各处理之间差异不明显,在小肠阶段KH2PO4处理土壤铅的生物可给性最低,卵磷脂处理铅的生物可给性最高,结肠阶段NH4H2PO4处理土壤铅的生物可给性最低,卵磷脂处理铅的生物可给性最高.结肠阶段铅的生物可给性均高于小肠阶段的,可见肠道微生物促进了土壤中Pb的溶出,提高了铅的生物可给性,增加了人体的健康风险.在添加同等含量的含磷化合物修复铅污染土壤后,KH2PO4处理对人体健康风险最小,卵磷脂最大.

应用SHIME模型研究肠道微生物对土壤中镉、铬、镍生物可给性的影响

为了研究人体肠道微生物对土壤中 Cd、 Cr、 Ni 生物可给性的影响.本文采集我国一些地区的5种土壤,利用 in vitro 方法（PBET 和 SHIME 联用）研究了这些土壤中 Cd、 Cr、 Ni 在胃、小肠、结肠阶段的生物可给性及其对人体的健康风险.结果表明,土壤中 Cd、 Cr、 Ni 在胃阶段的生物可给性分别为4.3％～94.0％、6.4％～21.6％、11.3％～47.3％；小肠阶段,土壤中 Cr和 Ni 的生物可给性与胃阶段一致或有一定升高,但 Cd 的生物可给性降低了1.4～1.6倍（土壤2除外）；胃肠阶段,Cd 的平均生物可给性较高,而 Cr 的较低.结肠阶段,土壤中 Cr 和 Ni 的生物可给性均升高,是小肠阶段的1.3～2.4倍和1.0～2.1倍,分别达到了17.6％～38.7％和25.4％～56.0％；而 Cd 的生物可给性也升高（土壤3和4除外）； Ni 的平均生物可给性最高.由此可见,肠道微生物可以促进土壤中 Cd、 Cr、 Ni 的溶出释放,提高了三者的生物可给性,可能增大了人体的健康风险.

砷氧化菌对胡敏酸络合As(Ⅲ)的氧化作用

土壤砷与土壤微生物相互作用是土壤砷形态转化中需要重点关注的内容之一.为了研究砷氧化菌对胡敏酸络合三价砷[HA-As(Ⅲ)]的作用,设置了不同p H值反应体系,研究砷氧化菌HN-2对HA-As(Ⅲ)作用下,砷的形态变化及其在固液两相中的分配.结果表明,在HA与As(Ⅲ)络合过程中,HA可以将一部分游离态As(Ⅲ)氧化为As(Ⅴ).其中,在p H=7的体系中,As(Ⅲ)被HN-2和HA氧化成As(Ⅴ)的效率最高.在含有砷氧化菌株和不含砷氧化菌株的体系中,0~10 h振荡过程中,HA-As材料均可以释放一部分As(Ⅲ)及As(Ⅴ)进入液相中,同时砷氧化菌可以快速地将As(Ⅲ)氧化为As(Ⅴ),而胡敏酸可以较缓慢地将As(Ⅲ)氧化为As(Ⅴ);反应10~24 h期间,HN-2砷氧化菌可以将络合态HA-As(Ⅲ)转化为游离态As(Ⅲ)并氧化为As(Ⅴ);48 h后反应逐渐达到平衡.固相同步辐射结果可以进一步证明HN-2砷氧化菌对络合态As(Ⅲ)的释放及氧化作用.