廣西南丹縣大廠礦區(qū)3～6歲兒童尿鎘水平及其與身體發(fā)育的相關(guān)性▲

湯治仙 宋勇進(jìn) 張新英

(南寧師范大學(xué)1 地理科學(xué)與規(guī)劃學(xué)院，2 環(huán)境與生命科學(xué)學(xué)院，廣西南寧市 530001，電子郵箱：1161955896@qq.com)

鎘是礦區(qū)環(huán)境中的重金屬污染物，其與砷、鉛、鉻和汞合稱為“五毒”，鎘污染物可以通過食物鏈進(jìn)入人體，進(jìn)而威脅人類的健康和生命[1]。尿樣中鎘的含量反映了人體對鎘的吸收和蓄積程度，是機(jī)體鎘暴露水平生物監(jiān)測的重要指標(biāo)，也是慢性鎘中毒的診斷指標(biāo)[2]。目前，針對鎘與人體健康的研究多關(guān)注于職業(yè)暴露人群或者成人，學(xué)齡前兒童尿鎘暴露水平的相關(guān)研究較少。而兒童身體發(fā)育尚未成熟，與成人接觸環(huán)境的方式有所不同，相同環(huán)境污染暴露劑量的化學(xué)物對兒童可能會造成更大的影響[3]。因此，研究環(huán)境污染暴露對兒童健康的影響十分必要。本研究對廣西南丹縣大廠礦區(qū)大廠鎮(zhèn)周邊兒童的尿鎘水平進(jìn)行抽樣檢測，分析大廠礦區(qū)環(huán)境污染暴露下兒童尿鎘的內(nèi)暴露水平及其健康風(fēng)險(xiǎn)，為該地區(qū)兒童的鎘暴露情況建立數(shù)據(jù)庫，以及非污染暴露地區(qū)兒童健康檢查和中毒診斷提供參考。

1 對象與方法

1.1 研究對象 采用分層抽樣方法，抽取廣西南丹縣大廠礦區(qū)大廠鎮(zhèn)周邊180名3～6歲兒童為研究對象。在家長同意并配合的情況下簽署知情同意書。其中男性98名，女性82名；3歲39名，4歲46名，5歲60名，6歲35名。

1.2 樣品的采集與保存 用100 mL離心管收集所有兒童的晨尿，將采集的尿樣進(jìn)行編號。按照原中華人民共和國衛(wèi)生部發(fā)布的《環(huán)境鎘污染健康危害區(qū)判定標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 17221-1998)[4]，將現(xiàn)場采集的尿樣置于低溫冰箱中臨時(shí)保存(尿樣4℃保存不能超過1周)，并盡快轉(zhuǎn)運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室，置于-20℃的冰箱中保存，在1個(gè)月之內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室檢測。

1.3 尿肌酐測定方法 將樣本送至有資質(zhì)的廣西壯族自治區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，采用氧化酶法檢測尿肌酐水平，儀器為全自動(dòng)生化分析儀[廠家：日立診斷產(chǎn)品(上海)有限公司，型號：7600]，肌酐試劑盒購自北京九強(qiáng)生物技術(shù)股份有限公司。(1)樣品處理：取0.1 mL尿樣置于10 mL比色管中，加超純水至3 mL；空白試劑：取3 mL超純水置于10 mL比色管中。(2)標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：取6支比色管，按表1配置標(biāo)準(zhǔn)管。向各管加入2.0 mL堿性苦味酸溶液，混勻，于室溫下反應(yīng)20～30 min，加5 mL超純水，混勻，以0號管作參比，在波長490 nm下測吸光度，在0.5 h內(nèi)比色完畢。每個(gè)濃度測定3次，求平均吸光度值。以吸光度均值為縱坐標(biāo)，肌酐濃度(g/L)為橫坐標(biāo)，繪制曲線。(3)測定：在與標(biāo)準(zhǔn)曲線測定條件相同的情況下，以空白試劑做對比，測定樣品的吸光度，由標(biāo)準(zhǔn)曲線查得肌酐的濃度，計(jì)算尿中肌酐的濃度：Cr=c/f，其中Cr為尿中肌酐的濃度(g/L)，c為由標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得的肌酐的濃度(g/L)，f為尿樣稀釋倍數(shù)。

表1 肌酐標(biāo)準(zhǔn)管的配制

1.4 尿樣中鎘水平的測定方法

1.4.1 尿液消解：尿樣自然解凍后，用移液槍取1 mL尿樣于消解罐內(nèi)，加入2 mL優(yōu)級純濃硝酸(國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，批號：20160108)和1 mL過氧化氫(國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，批號：20160423)，在石墨消解儀(美國Thomas Cain公司，型號：DEENAⅡ)中140℃加熱消解40 min，消解后取出并置于通風(fēng)櫥中自然冷卻，待冷卻至室溫后，用蒸餾水定容至10 mL。

1.4.2 尿鎘水平的測定：采用內(nèi)標(biāo)法測定尿樣中鎘的含量，檢測儀器為電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(安捷倫科技有限公司，型號：7700e)，試劑元素標(biāo)準(zhǔn)液購自國家有色金屬及電子材料分析測試中心(批號：16DB032)。選擇標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)作為內(nèi)標(biāo)元素，在每批樣品中加入標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、空白樣和平行樣進(jìn)行質(zhì)量控制，在電感耦合等離子體質(zhì)譜儀最優(yōu)化的工作參數(shù)條件下，將配置好的尿樣、空白樣及標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行上機(jī)檢測，每個(gè)樣品測試3次，取平均值。由于肌酐僅經(jīng)腎小球過濾，而不經(jīng)過腎小管的重吸收作用，其排泄較穩(wěn)定，為了避免尿容積對本研究的影響，更準(zhǔn)確地反映實(shí)際的尿鎘水平，1980年世界衛(wèi)生組織也建議以尿肌酐為參數(shù)來校正尿中重金屬毒物的濃度[5]。計(jì)算經(jīng)肌酐校正后的尿鎘水平：C=c/Cr，其中C為經(jīng)肌酐校正的尿鎘水平(μg/g Cr)，c為實(shí)測的尿鎘水平(μg/L)，Cr為肌酐濃度(g/L)。

1.5 尿鎘負(fù)荷的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 尿鎘主要反映人體內(nèi)鎘的負(fù)荷量，目前我國尚無環(huán)境鎘污染個(gè)體健康的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)《環(huán)境鎘污染健康危害區(qū)判定標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 17221-1998)，健康危害指標(biāo)尿鎘的判定值為15 μg/g Cr[4]；根據(jù)原國家衛(wèi)生計(jì)生委發(fā)布的《職業(yè)性鎘中毒的診斷》(GBZ 17-2015)，尿鎘水平判定臨界值為5 μg/g Cr，本文以尿鎘在5 μg/g Cr以上判定為尿鎘水平偏高。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以(x±s)表示，比較采用t檢驗(yàn)，不符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以中位數(shù)和四分位數(shù)[M(P25，P75)]表示，比較采用秩和檢驗(yàn)；相關(guān)分析采用Spearman相關(guān)分析。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 180名兒童尿鎘總體水平 180名兒童中，實(shí)測尿鎘水平范圍為0.22～5.49 μg/L，中位值為0.97 μg/L，單側(cè)估計(jì)的95%上限為1.37 μg/L。經(jīng)肌酐校正，尿鎘水平范圍為0.28～13.20 μg/g Cr，中位值為1.19 μg/g Cr，單側(cè)估計(jì)的95%上限為2.13 μg/g Cr。尿鎘實(shí)測值和肌酐校正值的95%上限以及中位值均未超過尿鎘判定值(5 μg/g Cr)，但有約7%(12名)的兒童體內(nèi)尿鎘含量偏高(尿鎘水平>5 μg/g Cr)。

2.2 不同性別兒童尿鎘水平比較 經(jīng)肌酐校正，男性兒童的中位尿鎘水平為1.02(0.65，1.90)μg/g Cr，范圍為0.28～8.91 μg/g Cr，其中有4名兒童的尿鎘水平大于5 μg/g Cr；女性兒童的中位尿鎘水平為1.34(0.85，3.12)μg/g Cr，范圍為0.31～13.20 μg/g Cr，其中有8名兒童的尿鎘水平大于5 μg/g Cr。女性兒童的尿鎘水平高于男性兒童(z=6.288，P=0.012)。

2.3 不同年齡兒童尿鎘水平比較 經(jīng)肌酐校正，3歲兒童的中位尿鎘水平為1.69(0.94，3.23)μg/g Cr，范圍為0.35～8.91 μg/g Cr；4歲兒童的中位尿鎘水平為1.10(0.67，1.97)μg/g Cr，范圍為0.28～13.20 μg/g Cr；5歲兒童的中位尿鎘水平為0.93(0.64，1.34)μg/g Cr，范圍為0.33～5.27 μg/g Cr；6歲兒童的中位尿鎘水平為1.38(0.87，2.80)μg/g Cr，范圍為0.39～8.81 μg/g Cr。不同年齡兒童經(jīng)檢驗(yàn)肌酐校正的中位尿鎘水平差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(H=16.381，P=0.001)，其中3歲兒童的尿鎘水平高于其他年齡段兒童(P<0.05)。

2.4 兒童尿鎘水平與其身高、體重的相關(guān)性分析 180名兒童的身高為95.00～132.00(109.31±9.05)cm，體重為10.80～30.52(18.38±3.20)kg，其中男性兒童的身高(110.14±9.32)cm，體重為(18.58±3.21)kg；女性兒童的身高為(108.37±8.68)cm，體重為(18.16±3.17)kg。相關(guān)性分析結(jié)果顯示，兒童尿鎘水平與身高、體重均無相關(guān)性(rs=-0.124，P=0.127；rs=-0.118，P=0.121)。

3 討 論

鎘是人體非必需元素且其為有毒元素，具有致癌、致畸和致突變的作用。環(huán)境中的鎘通過消化道、呼吸道、皮膚進(jìn)入人體，當(dāng)人體中的鎘攝入量達(dá)到一定水平時(shí)，就會導(dǎo)致人體中毒。環(huán)境中的鎘進(jìn)入人體后，可與血漿中的血蛋白結(jié)合，運(yùn)送至肝臟。當(dāng)鎘水平較低時(shí)，與肝臟中的谷胱甘肽結(jié)合，以膽汁的形式排出體外；當(dāng)鎘水平超過肝臟的代謝閾值時(shí)，則與肝臟中的金屬硫因蛋白結(jié)合[6]。鎘是一種細(xì)胞原漿毒物，能抑制生物體內(nèi)各種含硫基酶的活動(dòng)，使組織代謝發(fā)生障礙[7]。在體內(nèi)形成的鎘硫蛋白，在全身各個(gè)器官均有分布，但主要累積在腎、肝、肺和甲狀腺中，其中腎臟可吸收人體內(nèi)約1/3的鎘，是鎘中毒的“靶器官”。鎘慢性中毒可引起肝或腎功能失調(diào)、骨質(zhì)疏松或軟化，導(dǎo)致全身骨痛、動(dòng)脈血壓增高等癥狀。鎘的生物半衰期為10～30年，生物富集作用非常顯著，即使停止與鎘的接觸，人體中大部分蓄積的鎘仍然會繼續(xù)停留在人體內(nèi)。

國外文獻(xiàn)報(bào)告，世界不同地區(qū)3～14歲兒童的尿鎘平均水平在0.07～1.43 μg/g Cr范圍內(nèi)[8]；黃晉[9]研究發(fā)現(xiàn)，非鎘暴露組8～14歲兒童尿鎘中位水平為0.83 μg/g Cr。本研究結(jié)果顯示，180名兒童經(jīng)肌酐校正的尿鎘中位水平以及95%上限分別為1.19 μg/g Cr、2.13 μg/g Cr，上限值未超過職業(yè)性鎘中毒的診斷尿鎘判定值(5 μg/g Cr)。因此，本研究地區(qū)的兒童尿鎘水平總體情況與國內(nèi)、外水平接近。本研究中，不同年齡組兒童的尿鎘水平差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，其中3歲兒童肌酐校正后尿鎘含量的中位水平為1.69 μg/g Cr，高于其他年齡段兒童，4～6歲兒童體內(nèi)尿鎘水平變化不明顯。因此，可以認(rèn)為環(huán)境污染暴露對不同年齡段的兒童造成的影響不同，環(huán)境污染暴露可能給3歲兒童帶來的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)比較大，而這可能與低齡幼兒手、口動(dòng)作多導(dǎo)致攝入量多有關(guān)。

本研究中，經(jīng)肌酐校正后學(xué)齡前兒童女性的尿鎘中位水平和極大值分別為1.34 μg/g Cr、13.20 μg/g Cr，高于男性尿鎘水平，說明學(xué)齡前兒童女性尿鎘負(fù)荷比男性大，與黃林等[10]對廣西環(huán)境鎘污染重點(diǎn)地區(qū)人群鎘水平，以及韓京秀等[11]對究貴州和江西兩個(gè)農(nóng)村土壤鎘高背景地區(qū)非鎘職業(yè)暴露人群尿鎘水平的研究結(jié)果相似。因此，推測環(huán)境污染暴露下女性鎘中毒的風(fēng)險(xiǎn)或大于男性。本研究中，男性兒童尿鎘的極大值為8.91 μg/g Cr，此數(shù)值與世界衛(wèi)生組織提出的人群健康危害閾值(10 μg/g Cr)相近；女性尿鎘的極大值為13.20 μg/g Cr，與我國現(xiàn)行的《環(huán)境鎘污染健康危害區(qū)判定標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 17221-1998)[4]上限值(15 μg/g Cr)接近。女性尿鎘水平高于男性的原因可能是鎘在男、女性體內(nèi)的代謝存在差異，這可能是日本“痛痛病”患者中以女性為主(男 ∶女 = 3 ∶184)[12]的原因之一，但是其確切原因還有待進(jìn)一步研究闡明。殷俊等[13]對無錫市原南長區(qū)和上海市徐匯區(qū)、寶山區(qū) 607 例 0～7 歲學(xué)齡前兒童尿鎘水平進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，男性兒童的平均尿鎘水平為0.842 μg/g Cr，低于女性兒童的0.997 μg/g Cr，與本研究結(jié)果相似。

根據(jù)《 2016中國衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)年鑒》[14]，我國農(nóng)村 3～6歲兒童身體發(fā)育標(biāo)準(zhǔn)是：男孩體重、身高分別為14.65～25.66 kg、97.2～125.3 cm；女孩體重、身高分別為14.22～23.28 kg和96.2～120.2 cm。本研究中男性和女性兒童的身高、體重的均值均在上述范圍內(nèi)，說明該縣兒童生長發(fā)育狀況良好。相關(guān)分析結(jié)果顯示，兒童尿鎘含量與身高、體重均無相關(guān)性(均P>0.05)。該結(jié)果與姜帥等[15]對江蘇縣3歲兒童尿液中重金屬水平與生長發(fā)育影響的研究結(jié)果，及關(guān)于孟加拉國農(nóng)村5歲兒童的研究結(jié)果[16]相似。

綜上所述，大廠礦區(qū)環(huán)境污染暴露下兒童尿鎘水平的95%上限值未超過國家鎘中毒標(biāo)準(zhǔn)，但女性尿鎘負(fù)荷比男性大，3歲兒童尿鎘負(fù)荷較大；該地區(qū)兒童尿鎘水平對其身高、體重影響不大。