污染土壤中鉛、砷的生物可給性研究進(jìn)展

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1、生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)2010,19(2):480-486http://www.jeesci.comEcologyandEnvironmentalSciencesE-mail:editor@jeesci.com污染土壤中鉛、砷的生物可給性研究進(jìn)展*崔巖山，陳曉晨，付瑾中國科學(xué)院研究生院資源與環(huán)境學(xué)院，北京100049摘要：土壤鉛、砷污染已成為重要的環(huán)境問題，并可對(duì)人體健康造成嚴(yán)重危害。對(duì)食物鏈途徑的有效控制使得從口部無意攝入的土壤鉛、砷對(duì)人體，特別是對(duì)兒童鉛、砷攝入總量的貢獻(xiàn)率越來越大，甚至成為主要來源。土壤中鉛、砷直接進(jìn)入人體

2、的消化系統(tǒng)并可被人體胃腸道溶解出的部分稱為其生物可給性。有效、準(zhǔn)確地判定土壤中鉛、砷的生物可給性已經(jīng)成為解決兒童鉛、砷中毒的關(guān)鍵科學(xué)問題。因此，有關(guān)土壤中鉛、砷的生物可給性及其在人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用受到了越來越多的關(guān)注。文章綜述了污染土壤中鉛、砷生物可給性的研究方法及各方法的優(yōu)缺點(diǎn)，并從土壤性質(zhì)、模擬胃腸條件等方面分析了影響土壤中鉛、砷生物可給性的主要因素和存在的問題，還進(jìn)一步論述了土壤中鉛、砷生物可給性在人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用。最后，提出了今后該領(lǐng)域應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)土壤鉛、砷生物可給性的標(biāo)準(zhǔn)參考物、模擬胃腸條件的優(yōu)化

3、以及土壤鉛、砷生物可給性在人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用等方面的研究。以期充分發(fā)揮鉛、砷等環(huán)境污染物的生物可給性研究方法的潛力，更好地為控制土壤污染、保護(hù)人類健康服務(wù)。關(guān)鍵詞：鉛；砷；生物可給性；健康風(fēng)險(xiǎn)；污染土壤中圖分類號(hào)：X131.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-5906（2010）02-0480-07土壤污染是一個(gè)世界范圍的環(huán)境問題，其中砷直接進(jìn)入人體的消化系統(tǒng)并可被人體胃腸道溶[5-6][7]鉛、砷是土壤中2種主要的污染物。美國1684個(gè)解出的部分。1992年，Ruby等較早地報(bào)道國家優(yōu)先處理場(chǎng)址（Nationa

4、lPrioritiesList）中，有了鉛的生物可給性。此后，鉛、砷的生物可給性[1-2]鉛污染的就達(dá)1272個(gè)，砷污染的也達(dá)1149個(gè)；研究不斷深入，已經(jīng)逐漸成為各國環(huán)境科學(xué)家關(guān)2[3]英國被鉛污染的農(nóng)田已有4000km；據(jù)調(diào)查，我注的焦點(diǎn)問題之一。目前，國際上對(duì)鉛、砷的生國有鎘、砷、鉻、鉛等重金屬污染的耕地面積近物可給性研究主要集中于鉛、砷的生物可給性研22000萬hm，約占我國耕地總面積的1/5，而許多究方法、影響因素以及在人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方面城市和工礦區(qū)的土壤也都受到不同程度的鉛、砷的應(yīng)用等方面。而無論是研究方

5、法本身，還是在污染。土壤中的鉛、砷主要是通過食物鏈或直接其應(yīng)用過程中，都仍然存在許多的問題亟待解決。通過人的口部無意地?cái)z入、呼吸和皮膚接觸進(jìn)入只有在前人研究成果的基礎(chǔ)上，找到不足并進(jìn)行人體。鉛是一種嚴(yán)重危害人類健康的重金屬元素，改進(jìn)完善，才能充分發(fā)揮鉛、砷等環(huán)境污染物的它可影響神經(jīng)、造血、消化、泌尿、生殖和發(fā)育、生物可給性研究方法的潛力，更好地為控制土壤心血管、內(nèi)分泌、免疫、骨骼等各類系統(tǒng)和器官，污染、保護(hù)人類健康服務(wù)。主要的靶器官是神經(jīng)系統(tǒng)和造血系統(tǒng)。由于兒童1污染土壤中鉛、砷的生物可給性的研究方法自身的行為特點(diǎn)和生

6、理特征，使得兒童鉛中毒的一般常用的研究污染土壤中鉛、砷的生物可給[4]機(jī)率是成人的30倍。砷進(jìn)入人體內(nèi)被吸收后，性或有效性的方法有體內(nèi)試驗(yàn)或活體實(shí)驗(yàn)（invivo）可以破壞細(xì)胞的氧化還原能力，影響細(xì)胞的正常（表征了生物有效性）和體外試驗(yàn)（invitro）（表征[6,8-9]代謝，引起組織損害和機(jī)體障礙，嚴(yán)重時(shí)可引起了生物可給性）。中毒死亡。由于人類對(duì)食物鏈途徑的有效控制，1.1體內(nèi)試驗(yàn)或活體實(shí)驗(yàn)（invivo）從口部無意攝入的土壤鉛、砷對(duì)人體，特別是對(duì)體內(nèi)試驗(yàn)或活體動(dòng)物實(shí)驗(yàn)一般以生物整體、器兒童攝入鉛、砷的總量的貢獻(xiàn)率

7、將越來越大，甚官整體或微生物細(xì)胞群為對(duì)象進(jìn)行代謝研究。由于[1-2]至可能成為最主要的來源之一。因此，有效、無法用人體做實(shí)驗(yàn)的局限性，包括土壤鉛、砷在內(nèi)準(zhǔn)確地判定土壤中鉛、砷的生物可給性的一些污染物對(duì)人體的影響評(píng)估往往通過invivo（bioaccessibility)已經(jīng)成為解決鉛、砷中毒的關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)來完成。Invivo實(shí)驗(yàn)主要表征的是污染物的生科學(xué)問題。鉛、砷的生物可給性即土壤中的鉛、物有效性（bioavailability），即污染物進(jìn)入生物體后，基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(20607028；20977110)

8、；國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863）項(xiàng)目（2008AA06Z336）作者簡介：崔巖山（1972年生），男，副教授，博士，主要研究方向?yàn)橥寥牢廴究刂萍巴寥澜】碉L(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。E-mail:cuiyanshan@gucas.ac.cn*通訊作者收稿日期：2009-12-21崔巖山等：污染土壤中鉛、砷的生物可給性研究進(jìn)展481最終被吸收的量占污