基于污染场地土壤中重金属人体可给性的健康风险评价

模拟测试土壤中重金属在人体胃肠系统中的溶解量(即人体可给量),并以此作为暴露剂量进行健康风险评估,能在一定程度上克服基于总量评估导致结果过于保守的问题.该文综述了国内外目前已有的可给性测试方法,着重介绍了PBET(physiologically based extraction test)、SBET(simplified bioaccessibility extraction test)、RIVM(rijksinstituut voor volksgezondheid en milieu)及UBM(the unified bioaccessibility method)这4种常用方法的原理及主要参数取值;对目前测试方法在参数(pH、提取时间、提取液组分)取值、模拟过程与环境(消化过程、模拟环境、食物、微生物)存在的问题进行了分析;进一步介绍了基于重金属人体可给性的健康风险评估方法.建议应在以下4个方面进一步开展研究:①基于我国人体胃肠生理特征建立土壤中重金属可给性的标准测试方法;②研究影响重金属可给性的关键因素并建立经验预测模型;③结合in vivo测试,验证方法的准确性,耦合结肠癌细胞跨膜转运测试模型,研究测试重金属的人体有效性的标准方法;④建立基于重金属可给性的层次化风险评估方法,完善现有风险评估技术导则.

老化土壤中As的人体可给性控制因素及健康风险

采用UBM（unified bioaccessibility model）模拟胃肠消化的方法测试了来自湖南省、广西壮族自治区和大连市的13个不同理化参数污染土壤中As的人体可给性,分析了考虑As人体可给性对风险评估结果的影响.结果表明：①供试土壤样品模拟胃提取阶段As的人体可给性因子为3.9%-49.5%,平均值为19.6%;模拟肠提取阶段的人体可给性因子为1.2%-10.8%,平均值为6.0%,前者是后者的1.2-9.1倍.②影响供试土壤样品胃提取阶段As人体可给性浓度的最显著性因素是w（TAs）（R^2=0.94,P〈0.01,n=13）,其次为w（TP）（R^2=0.82,P〈0.01,n=13）和w（TMn）（R^2=0.79,P〈0.01,n=13）;影响肠提取阶段As人体可给性浓度的显著因素依次为土壤w（TAs）（R^2=0.83,P〈0.01,n=13）、w（TP）（R^2=0.80,P〈0.01,n=13）、胃提取阶段As的人体可给性浓度（R^2=0.76,P〈0.01,n=13）、pH（R^2=0.74,P〈0.01,n=13）、w（TMn）（R^2=0.65,P〈0.02,n=13）以及w（TOM）（TOM为有机质）（R^2=0.59,P〈0.04,n=13）.③基于土壤w（TAs）和w（黏粒）构建的模型能较好地预测As在胃提取阶段的人体可给性浓度,预测值与实测值的R^2达到0.97,ME（平均误差）、RMSE（均方根误差）、rp^2（可决系数）分别为0.02、0.17、0.95;仅基于土壤w（TAs）构建的模型能较好地预测As在肠提取阶段的人体可给性浓度,R^2达到0.90,ME、RMSE、rp^2分别为-0.03、0.26、0.80.④以供试土壤样品中w（TAs）为暴露浓度计算的健康风险分别是考虑As在胃及肠提取阶段人体可给性因子的2.0-15.0和7.3-81.0倍.可见,基于土壤w（TAs）所制定的风险管理对策可能过于保守.

污染场地土壤中Cd人体可给性影响因素及对筛选值的影响

采用Unified bioaccessibility model（UBM）模拟胃肠消化的方法测试了来自湖南、广西和大连12个污染土壤样品中cd的人体可给性．结果显示，cd在胃提取阶段的可给性为12．24%~81．10％，平均值为53．60％，肠提取阶段的可给性为2．01％-43．30％，平均值为19．74％．胃提取阶段的可给性浓度仅与总镉（TCd）（P〈O．000，n=12）和总锰（TMn）（P=o．04，F12）显著正相关，肠提取阶段的可给性浓度与TCd（P〈O．001，n=12）、胃阶段Cd的可给性浓度（P〈0．001，F12）以及n佃（P=0．05，n=12）均显著正相关．胃阶段基于土壤中TCd和TP含量能较好的预测cd在胃阶段的可给性浓度，模型决定系数（R2^）达到0．992，肠阶段基于cd在胃阶段的可给性浓度及土壤pH值能较好的预测其在肠阶段的可给性浓度皿。达到0．999．考虑土壤中cd在胃中的可给性时，居住及工商业情形下土壤筛选值分别提升至未考虑可给性时的1．8倍（以可给性平均值计算）和1．2倍（以可给性最大值计算）．考虑土壤中cd在肠阶段的可给性时，居住及工商业情形下土壤筛选值分别提升至未考虑可给性时的5．0倍（以可给性平均值计算）和2．3倍（以可给性最大值计算）．

基于人体可给性的重金属污染场地健康风险评价

《国家环境与健康行动计划》(2007—2015)文件指出要提高环境与健康风险评估能力。将基于体外模拟实验的人体可给性应用于污染场地健康风险评估,能够一定程度克服以污染物总量为基准进行风险核算的保守性问题。本研究利用相对可利用度修正毒性参数(经口参考剂量、经口致癌斜率),并对其合理性进行了分析,同时推导了筛选值和致癌风险值/危害商的计算公式。建议:(1)建立符合不同土壤类型的人体可给性方法;(2)建立基于关键影响因子的人体可给性预测模型和基于人体可给性的相对可利用度预测模型;(3)优化健康风险评价计算模型。旨在权衡"污染场地再利用"经济效益和人体健康的关系,完善重金属污染场的健康风险评价体系。

老化土壤中重金属人体可给性及其健康风险评价

目前,土壤重金属污染事件进入高发期和多发期,同时,随着土壤老化时间的延长,重金属的生物有效性不断降低,其潜在污染环境风险也相应地下降。体外胃肠模拟法(in vitro)能有效指示重金属的人体可给量,可显著降低基于总量为暴露剂量的健康风险评估结果的保守性,因而被应用于评估老化土壤中重金属的人体健康风险,且已深受关注。本文定义了重金属的人体可给性、归纳了其测试方法(PBET、SBET和UBM等),并定量阐明了其主要影响因素,主要包括in vitro参数、土壤理化性质和重金属自身的特性等;然后,论述了重金属人体可给性在健康风险评价的应用。最后,对该领域当前存在的问题和今后的研究方向进行了总结和展望,旨在为污染场地风险源识别、修复目标确定及管理对策筛选提供理论支撑。

重金属人体可给性在镍污染场地修复目标值制定中的应用

多数工业企业遗留场地存在重金属污染问题.以天津市某重金属镍污染场地为对象开展修复目标值研究工作.首先依据《污染场地风险评估技术导则》评估场地重金属镍污染对人体健康可能造成的风险,计算场地风险控制值为94,mg/kg,涉及修复土方量约2.4万m^3.但导则的制定多基于污染因子保守性假设,因此计算所得风险控制值相对保守.若直接以计算所得风险控制目标作为修复目标值,会造成修复土方量较大.利用人体可给性测试结果修正导则计算风险控制值后该值提升至491,mg/kg,需修复土方减少到0.3万m^3.由此可见,该方法可在避免对人体造成危害的同时合理控制修复土方量,有效降低修复成本.

我国人群胃肠消化环境中土壤Pb的人体可给性

当前土壤中污染物人体可给性的体外模拟测试方法主要依据西方人群的胃肠环境制定,为建立能够客观表征土壤中污染物在我国人群胃肠消化环境中的人体可给性测试方法,以铅(Pb)污染土样为对象,采用《中华人民共和国药典:一部》(简称“《药典》”)中记载的我国人群胃肠液组分配置模拟胃肠消化液,对采自广西壮族自治区、辽宁省和湖南省的13个土样中Pb的人体可给性进行研究.结果表明:供试土样中Pb在胃消化阶段的人体可给性平均值为51.9%(范围为0.4%~86.1%),显著高于其在肠消化阶段的人体可给性平均值0.6%(范围为0.0025%~3.1%),与采用国际上常用的UBM(Unified Bioaccessibility Model)方法的测试结果无明显差异,表明我国《药典》中推荐的胃肠液组分能够用于开展土样中Pb的人体可给性测试.研究显示,模拟胃液的pH是影响土样中Pb在胃消化阶段人体可给性测试结果的关键因素,测试过程中pH宜维持在1.0左右,而且,可将《药典》推荐的模拟胃液组分进一步优化为HCl和去离子水,以降低测试成本;模拟肠液应严格按《药典》推荐的组分进行配置,测试体系的pH宜维持在8.0左右.

污染土壤中氟的人体胃肠吸收可给性影响因素及健康风险

于太原某氟污染场地采集16个土壤样品,通过体外模拟(in vitro)胃肠消化的方法,利用配制的模拟胃、肠液提取土壤中氟,研究其人体可给性,并分析人体可给性对风险评估结果的影响.结果显示,土壤中氟在胃、肠提取阶段的可给性分别为2.59%~6.57%和1.09%~2.52%,平均值分别为3.53%和1.44%.胃提取阶段氟的人体可给性浓度与土壤水溶性氟含量(P<0.01,n=16)、TFe(P<0.01,n=16)和TAl(P<0.01,n=16)呈显著正相关,肠提取阶段氟的人体可给性浓度与胃阶段氟的可给浓度(P<0.01,n=16)呈显著正相关.基于土壤水溶性氟和总铝含量能较好地预测氟在胃阶段的人体可给性浓度,基于氟在胃提取阶段的人体可给性浓度能较好地预测其在肠提取阶段的人体可给性浓度,模型相关系数(R^(2))分别为0.96和0.98.以土壤样品中总氟浓度为暴露浓度计算的健康风险分别是考虑氟在胃及肠提取阶段人体可给性的15.23~37.01倍和39.76~86.67倍.