珠江三角洲大气砷的干湿沉降特征及其口服暴露健康风险评价

Pearl River Delta (PRD) region is a typical area of urbanization with significant atmospheric contamination. In terms of public health risk, atmospheric arsenic (As) is considered as one of the most noteworthy contaminants. Most of the previous studies only focused on exposure assessment and risk characterization of As via atmospheric particles. Moreover, bioaccessibility was usually noted as the exclusive factor affecting the bioavailability, exposure level and derived risks. However, bioavailability is dependent on not only bioaccessibility but also the absorption rate by human body. In our study, the total content and speciation of As contained in the atmospheric deposition, including wet and dry deposition, will be investigated holistically in PRD region. Furthermore, the exposure level of atmospheric As through oral ingestion derived from its vertical transportation will be also assessed. Bioavailability, obtained from multiplying bioaccessibility by absorption rate, will be employed to calculate the exposure level and then characterize the risks. In order to study the bioaccessibility of inorganic As in gastrointestinal tract in depth, the water soluble and non-soluble fractions will be treated respectively. On the other hand, the reduction rate of pentavalent inorganic As (iAsV) by organic acids and the effect of gastrointestinal microbiota will be also investigated, so as to clearly elucidate the metabolism and transportation of As in human digestive system after oral ingestion derived from atmospheric deposition.

珠江三角洲是一典型的具有城市大气污染背景的地区。从健康风险的角度，砷元素是大气环境中非常值得关注的污染物之一。以往，多数研究只关注人体对大气颗粒物的暴露情况及其风险评价,并只考虑到污染物在人体中的活性。然而，污染物的生物有效性不仅与其活性相关，还取决于人体对它的吸收效率。本研究拟全面系统地对珠三角地区大气干湿沉降中砷元素的总量及其形态进行分析与调查,估算大气砷元素在垂直迁移过程中或者由该过程所引起的口服暴露水平。在计算砷的暴露水平时，我们把砷的胃肠道活性结合胃肠道上皮细胞的吸收效率计算其生物有效性，并运用至风险评价。而在研究砷在胃肠道的活性的过程中，将水溶性部分与非水溶性部分进行区别处理，重点关注有机酸对五价无机砷的还原效率，以及微生物群落对无机砷的代谢过程，从而清楚阐明由大气干湿沉降所引起的砷暴露，在消化系统中的代谢转换过程。

珠三角是一典型的具有城市大气污染背景的地区。从健康风险的角度，砷元素是大气环境中非常值得关注的污染物之一。以往，多数研究只关注人体对大气颗粒物的直接暴露情况及其风险评价，并未考虑到由大气沉降过程引起的人群对污染物的多途径口服暴露水平及其风险。本研究拟全面系统地对珠三角地区大气干湿沉降中砷元素的总量及其形态进行分析与调查，估算大气砷元素在垂直迁移过程中或者由该过程所引起的口服暴露水平，并在进行暴露评估时综合考虑污染物的生物有效性和肠道吸收效率。本研究基本按照项目书计划执行，并达到了课题的预期目标，目前完成的研究工作包括：（1）珠三角大气砷沉降通量研究及其形态分析（原计划），研究发现珠三角大气砷沉降通量水平与其它国家/区域相比较高，湿季通量大于干季；大气沉降样品中的砷元素的形态以五价砷（iAsV）和三价砷（iAsIII）为主，且iAsIII的比例显著高于大气颗粒物中iAsIII的比例；湿沉降是主要的沉降的机制，且其携带的iAsIII的比例显著大于干沉降；（2）胃肠道有机酸对无机砷形态转化作用的体外实验研究（原计划），体外实验结果表明胃肠道中iAsV向iAsIII的转化率只取决于胃肠道模拟系统中的pH和胃蛋白酶，而有机酸的种类不会显著影响iAsV向iAsIII的转化率；（3）无机砷对胃肠道上皮细胞毒性高内涵筛选及代谢研究（原计划），研究结果发现为沉降样品能显著制约肠道上皮细胞（Caco-2）的增长速率且对其有明显的杀伤作用；经样品暴露后，在细胞培养液和细胞内部除了iAsIII和iAsV以外，均检出一甲基砷（MMA），表明无机砷经胃肠道转化后部分以MMA的形式进入机体循环；（4）区域大气砷沉降多途径口服暴露风险预测评估（新增补充），预测结果显示无机砷经大气沉降后将主要累积在地表水体，且饮用水是区域人群间接暴露于大气沉降所携带的砷的主要途径；30年后，大气沉降将显著提升区域人群对大气砷多途径口服暴露的风险概率。目前，项目共发表SCI论文3篇，国际、国内学术会议论文4篇，正在审稿和准备投稿的SCI论文3篇。

内容获取失败，请点击重试