不同功能區大氣顆粒物中鉛的生物可給性研究進展

楊豪 邢維芹 李立平

摘要：指出了大氣顆粒物是影響大氣質量的最主要因素，鉛是大氣顆粒物中的主要污染重金屬之一。綜述了城市不同功能區大氣顆粒物中鉛的來源、含量、生物可給性及研究方法，研究了鉛的生物可給性的影響因素及其在人體健康風險評價中的應用。

關鍵詞：大氣顆粒物;不同功能區;鉛;生物可給性;健康風險

中圖分類號：X830 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2020）04-0041-02

1 引言

人類活動，如工業排放、車輛廢氣、家庭供暖、垃圾焚燒等，產生的富含重金屬的顆粒物排放到大氣中，會造成大氣重金屬污染[1]。大氣顆粒物會通過攝人、吸入和皮膚接觸等途徑進入人體，對人體健康造成不利影響?；谥亟饘俚娜縼碓u價大氣顆粒物對人體的健康風險會高估其危險[2]。1992年，Ruby首先提出了鉛的生物可給性。鉛的生物可給性指大氣顆粒物進入人體呼吸道或消化道后其中的鉛被活化的部分的數量[3]。目前，大氣顆粒物中重金屬的生物可給性已廣泛應用于人體健康風險評價[4]。

2 城市不同功能區大氣顆粒物中鉛的生物可給性

2.1 鉛的來源

由于城市不同功能區污染源的排放特點不同，大氣顆粒物中重金屬的污染來源存在著明顯差異。工業區大氣顆粒物主要受工業活動的影響[5]。交通區大氣顆粒物來源包括輪胎、剎車和其他汽車零部件的磨損、尾氣排放、揚起和沉積的道路灰塵[6]。商業區大氣顆粒物中重金屬來源比較復雜，可能包括油漆的剝離、商品的磨損、建筑材料的腐蝕和磨損、土壤等[7]。文教住宅區顆粒物中重金屬的部分來源與商業區相似，室內灰塵也是其主要的影響因素之一。

2.2 鉛的含量

多數研究表明，工業區是城市不同功能區大氣顆粒物中鉛含量較高的區域[2，8]。Huang等[3]對上海市不同功能區大氣顆粒物中重金屬含量的研究表明，工業區PM_2.5中鉛的含量為0.285μg/m³，分別是商業區的5.19倍、住宅區的 1.86倍。李曉燕和劉艷青[8]總結了烏魯木齊、沈陽、西安、洛陽、太原、南京、貴陽等多個城市不同功能區地表灰塵鉛含量的幾何平均值，工業區、交通區、商業區和文教住宅區平均含量分別為198、98、109和112mg/kg，工業區大氣顆粒物中鉛的含量明顯高于其它功能區。

2.3 城市不同功能區大氣顆粒物中鉛的生物可給性

目前，研究者主要探討大氣顆粒物在呼吸道和消化道兩個部分的生物可給性，其中消化道生物可給性主要是胃生物可給性和小腸生物可給性。生物可給性的結果受到模擬體液的成分有關，提取時間，樣品的化成組成等的影響。采用模擬肺液研究顆粒物中鉛的呼吸道生物有效性時，所用的模擬肺液的pH值一般為7.4±0.2，該pH值高于溶酶體液和胃液，因此，與以上2種情況相比，模擬肺液提取的顆粒物的重金屬的比例較低[4]。

3 大氣顆粒物中鉛的生物可給性研究方法

大氣顆粒物中鉛的呼吸道生物可給性的研究方法主要分為兩類，即體內試驗或活體試驗和體外試驗。體內試驗或活體試驗的結果相對可靠，但該方法周期長、操作繁瑣、費用較高，且動物個體之間差異較大，限制了這類方法在研究顆粒物鉛的生物可給性方面的廣泛應用。體外模擬試驗具有實驗方法操作簡單、試驗周期短、條件易于控制等優點，并且能夠很好地擬合活體試驗的試驗結果，在近些年的大氣顆粒物研究中被廣泛應用[4～8]。

4 總結與展望

研究大氣顆粒物中鉛的生物可給性是準確評價人體健康風險的基礎。城市不同功能區由于不同的人類活動特點而使區域內大氣顆粒物中鉛的含量和物種產生差異，從而影響了顆粒物中鉛的生物可給性。現有研究只是觀察到了一些大氣顆粒物中鉛生物可給性的差異，而在差異的原因方面，多以推測為主。對于顆粒物中鉛來源的研究，可借助鉛同位素比值、顆粒物的微形態、顆粒物中元素的微觀分布、顆粒物中鉛的物種分析等方法進行。

參考文獻：

[1]Li X.Levels and spatial distribution of heavy metals in urban dustin China [J].Acts， Geochimica，2015，34（4）：1～9.

[2]Huang H，Jiang Y，Xu X，et al.In vitro bioaccessibility andhealth risk assessment of heavy metals in atmospheric particulatematters from three different functional areas of Shanghai，China[J].Science of the Total Environment，2018（4）：546～554.

[3]Ruby M V，Andy Davis，Kempton J H，et al.Lead bioavailability-dissolution kinetics under simulated gastric conditions[J].En-vironmental Science&Technology，1992，26（6）：1242～1248.

[4]Kastury F，Smith E，Juhasz A L.A critical review of approachesand limitations of inhalation bioavailability and bioaccessibility ofmetal（loid）s from ambient particulate matter or dust [J].Scienceof the Total Environment，2017（574）：1054-1074.

[5]Han Y J，Kim H W，Cho S H，et al.Metallic elements in PM_2.5，in different functional areas of Korea：Concentrations and source i-dentification [J].Atmospheric Research，2015，153（153）：416～428.

[6]Caravanos J，Weiss A L，Blaise M J，et al.A survey of spatiallydistributed exterior dust lead loadings in New York City [J].En-vironmental Research，2006，100（2）：165～172.

[7]Turner A，Sogo Y S.Concentrations and bioaccessibilities of met-als in exterior urban paints [J].Chemosphere，2012，86（6）：614～618.

[8]李曉燕，劉艷青.我國城市不同功能區地表灰塵重金屬分布及來源[J].環境科學，2013，34（9）：3648～3653.

收稿日期;2020-03-04

基金項目：國家重點研發計劃（編號2016YFE0106400）;國家自然科學基金（編號：41471253）

作者簡介：楊豪（1996-），男，碩士，主要從事重金屬污染土壤修復研究工作。

通訊作者：李立平（1972-），男，教授，主要從事重金屬污染土壤修復工作。