In vitro系统评价胃肠液pH及土液比对铅、镉、砷生物可给性的影响

土壤中铅、镉、砷可能直接通过人的口部无意摄入进入人体,危害人体健康,而各研究者评价土壤重金属对人体健康风险所用的实验参数有别,结果缺乏可比性,因此探讨不同评价方法对结果的影响具有重要意义。以污染的棕钙土和红壤为研究对象,应用in vitro方法研究分析胃肠阶段不同土液比、pH以及土壤性质对铅、镉、砷生物可给性的影响。结果表明,重金属的生物可给性与in vitro系统中的pH、土液比、土壤类型以及重金属本身有关。在胃阶段,随着土液比升高,3种重金属生物可给性趋于降低;不同土液比处理下,红壤中铅生物可给性大于棕钙土,而砷则相反,红壤和棕钙土中镉的生物可给性差异不明显。在肠阶段,随着土液比升高,3种重金属生物可给性也趋于降低(除了红壤镉以外),土液比1∶100的3种重金属生物可给性均显著大于1∶10。不同pH处理下,铅的生物可给性随pH的升高逐渐降低,而pH对镉和砷的生物可给性的影响与土液比有关。因此,肠胃实际吸收的重金属可能与摄入水量、食物成分与组成以及食物摄入引起的肠液pH变化有关。     

In vitro模型探讨土壤及矿物中钒的生物可给性(英文)

[目的]探讨攀枝花地区土壤及矿物中钒的存在形态和生物可给性。[方法]采集攀枝花地区具有代表性的农田昔格达土、矿山受污染的昔格达土和钒钛磁铁矿,测定土壤及矿物中钒的存在形态;采用invitro方法建立体外仿生消化模型,对3种样品中钒的生物可给性进行研究。[结果]土壤及矿物中的钒在胃液中的溶解态含量分别为5.02、9.50和3.88mg/kg,生物可给性为0.09%～3.00%;肠液中钒的溶解态含量分别为2.98、5.43和4.49mg/kg,生物可给性为0.10%～1.78%;各种形态的钒含量差异显著,非专性吸附态钒和专性吸附态钒的含量均很低,而残渣态钒含量很高,分别占样品总钒含量的75.06%、95.32%和86.27%。[结论]胃中钒的生物可给性高于小肠中钒的生物可给性,这主要是与胃液的pH值远低于小肠液的pH值有关;土壤及矿物中的钒很难发生形态的转化与迁移,这是样品生物可给性低的主要原因。     

腐植酸对土壤砷化学形态及生物可给性的影响

利用in vitro方法研究了腐植酸(HAs)的两种活性组分——富里酸(FA)和胡敏酸(HA)及其不同比例(HA/FA)对土壤As在胃与小肠阶段生物可给性的影响,分析了As的生物可给性与HAs影响下As形态转化的关系。结果表明:在添加量≤1%C时FA和HA均可提高交换态As的分配比例,FA能显著促进土壤As由铝型As和铁型As向残渣态As转化,且随用量的增加转化作用增强,而HA的这种作用强度较弱,在HA添加量为5%C时甚至表现出相反的作用;FA和含3%C的HA处理显著增加了土壤As胃阶段生物可给性,FA和HA均显著增加了土壤As肠阶段生物可给性;HAs添加总量为1%C时,不同HA/FA的HAs均增加了土壤As的生物可给性,HA/FA为5/5时胃肠生物可给性最大,HA/FA为7/3时肠阶段生物可给性最小;HAs对土壤As生物可给性的影响与其影响As形态分布密切相关,在胃阶段对土壤生物可给性As具有显著影响的形态是交换态As和钙型As,单位交换态As对生物可给性As的贡献比钙型As大,在肠阶段对生物可给性As影响显著的是钙型As。     

腐植酸钾对土壤铅化学形态、生物可给性及健康风险的影响

通过重金属分级提取和生物可给性体外模拟试验,研究了腐植酸钾对污染土壤中铅化学形态组成、生物可给性及基于生物可给性的健康风险评价的影响。结果表明,不同比例的腐植酸钾均可显著提高铅污染土壤的pH值和有机质含量,且随着添加量的增大而升高;添加腐植酸钾可显著降低土壤中弱酸提取态铅和可还原态铅含量,增加可氧化态铅和残渣态铅含量,其影响随添加量的增大而增强;土壤中铅的生物可给性随腐植酸钾添加量的增加而显著降低;基于生物可给性的人体健康风险评价显示,经口摄入铅污染土壤造成的危害水平随着腐植酸钾添加量的增大而显著降低,且儿童危害商(非致癌风险)高于成人,约为成人的1.8倍;土壤中铅的安全含量限值随腐植酸钾添加量的增大而增大,非敏感用地高于敏感用地。研究表明,腐植酸钾可有效降低铅污染土壤中铅的健康风险和生态风险,可用于铅污染土壤的修复。     

某再生铅工业园区周边土壤中铅和镉的生物可给性 及其对人体的健康风险评价

基于表层土壤重金属实测含量,模拟体外（in vitro）实验对铅和镉的生物可给性分析,评价某再生铅工业园区周边土壤中铅和镉对人体的健康风险。结果表明,再生铅工业园区周边土壤中铅、镉的平均值分别为124.05、0.394 mg·kg^-1,是背景值的4.98、2.90倍。再生铅工业园区周边土壤中铅和镉的生物可给性差异较大,园区附近土壤中铅已经达到一定程度的累积,对人体有较高的健康风险,土壤中镉对人体的健康风险较低;研究区内无意摄入土壤中铅对人体总铅的贡献率较高,对儿童的贡献率更高;研究区土壤中铅对成人有较高的非致癌风险,土壤中镉对成人有较高的致癌风险。     

土壤及作物中重金属生物可给性的体外模拟研究进展

通过体外模拟方法从生物可给性方面来评价重金属对人体健康的危害程度已逐渐成为研究热点。在阐述生物可给性概念的基础上,重点综述了 in v itro消化方法的生理基础和实验操作及其在评价重金属生物可给性方面实际运用的国内外研究进展。最后指出了 in v itro模拟肠胃方法存在的问题,并对其应用前景作了展望。     

环丙沙星和镉复合污染土壤中镉的生物可给性及其动态变化

为研究环丙沙星（CIP）和镉（Cd）复合污染土壤中Cd的生物可给性,通过向无污染土壤中添加不同浓度的环丙沙星（对照:0 mg·kg^-1,Ⅰ： 5 mg·kg^-1,Ⅱ： 25 mg·kg^-1,Ⅲ： 50 mg·kg^-1）和Cd（80 mg·kg^-1）进行老化实验,运用in vitro和SHIME模型评估老化后土壤Cd的生物可给性。结果表明：不同老化天数（第1 d： D1,第30 d： D30,第60 d： D60）复合污染土壤中Cd的生物可给性有所差异。随着土壤老化时间的延长,重金属Cd的生物可给性不断降低,表现为D60 < D30 < D1。复合污染土壤中随着环丙沙星浓度的增加,D1、D30和D60胃阶段Cd的生物可给性有所变化,但处理间差异均不显著（P>0.05）; D1和D30小肠阶段Cd的生物可给性呈逐渐降低的趋势,D60小肠阶段Cd的生物可给性呈增加的趋势;在结肠阶段,D30和D60各处理（D30 CIPⅠ+Cd处理除外）Cd的生物可给性均高于对照处理,且CIPⅢ+Cd处理达到最大。胃阶段不同停留时间（20、40、60 min）Cd生物可给性动态变化结果显示,60 min时Cd的生物可给性达到最大,20 min时各处理土壤中Cd的生物可给性变幅最大,Cd的生物可给性在胃阶段不同停留时间变化呈先快后慢趋势。研究表明,环丙沙星和Cd复合污染土壤中Cd的生物可给性在胃阶段较高,在小肠和结肠阶段较低。环丙沙星的添加对胃阶段Cd的生物可给性无显著影响,而对小肠和结肠阶段Cd的生物可给性有一定的影响,与未添加环丙沙星的对照处理相比,添加25、50 mg·kg^-1环丙沙星显著提高了老化30 d结肠阶段和老化60 d小肠阶段Cd的生物可给性。     

模拟酸雨对羟基磷灰石稳定化土壤镉的分布、可浸出性及生物可给性的影响

通过室内土柱淋溶实验,以0.5%的质量比向镉污染土壤中添加羟基磷灰石(HAP),以不施HAP土壤为对照,考察p H 3.5、4.5和5.6的模拟酸雨对土壤镉的分布、可浸出性、生物可给性及其健康风险的影响。结果表明:酸雨淋溶显著降低了对照处理表层土壤p H,添加HAP增加了土壤对酸雨淋洗的缓冲能力,土壤p H较对照高约1个单位。对照处理酸雨p H的降低加剧了Cd在土柱内的下移,但HAP处理各土层全Cd分别较对照0~5 cm和5~10 cm土壤高出8.54~10.0、3.13~3.29 mg·kg-1。对照处理土壤在酸雨作用下可浸出性Cd含量从0~5 cm的0.17~0.23 mg·L-1增加到10~20 cm的0.61~0.68 mg·L-1,但HAP处理各土层可浸出性Cd维持在0.45~0.50 mg·L-1。总体上,对照和HAP处理土壤胃液和肠液阶段溶解态Cd含量及胃液阶段Cd的生物可给性均随酸雨p H的降低而降低。与对照相比,HAP处理土壤增加了胃液和肠液阶段溶解态Cd含量及胃液阶段Cd的生物可给性,但显著降低了肠液阶段Cd的生物可给性。对照和HAP处理土壤胃液和肠液阶段无意摄入土壤中Cd对儿童的每月允许摄入量PTMI(Provisional tolerable monthly intake)贡献率均随酸雨p H的降低而降低,且HAP处理显著高于对照。以上结果表明高强度酸雨淋溶下,HAP能够有效提高土壤对酸雨的缓冲能力,降低土壤Cd的淋失,但增加了表层土壤Cd的生物可给性及人体健康风险,需要引起特别关注。     

土壤中有机污染物生物可利用性研究进展

目前,污染物在土壤中生物可利用性研究备受关注,但是,对其涵义的理解存在着较大的差异。污染物的老化作用、非水基质的形成和微生物的移动性都会降低污染物的生物可利用性。污染物生物可利用性同时受很多因素的影响,如土壤理化性质、污染物和微生物性质、污染物与土壤接触时间和环境因素等。生物学和化学评价方法是评价生物有效性的2种方法,与生物学方法相比,化学方法具有耗时短、精度高、费用低的优点。本文在总结前人研究的基础上,提出了今后生物可利用性研究应加强和关注的方向。     

土壤中铅的危害迁移转化及修复技术概述

土壤中重金属铅的来源、用途广,毒性大,可以不同形态相互转化,本文从含铅化合物的特性、危害及迁移特性展开阐述,提出铅污染土壤修复的目标为有效降低重金属污染物的流动性、生物可给性和毒性,以期为重金属污染土壤控制的长期健康发展提供理论参考。