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误食土壤是污染物摄食暴露的重要方面,对这样的暴露进行定量风险评估时,需要了解进入消化道的污染物的生物可给性。体外模拟是一种有效而重要方法,广泛用于持久性有机污染物对人体健康的风险评估。本文提出了一个重要假设:由于从基质中经消化释放出来的污染物在实验系统中以溶解在液相的游离态和吸着在固相表面的吸着态形式存在,后者在分离过程中吸着与固相而末计入可消化部分。由于多数体外模拟实验并末考虑吸收作用对吸着平衡的影响,忽略了吸着于固相的可给态,仅用分离后保留在液相的污染物代表生物可给态,其结果很可能显著低估污染物的生物可给性,从而导致对体内暴露剂量以及暴露风险的低估。针对两种化合物本身的特点,使用氘代多环芳烃测定和不同水土比拟合计算两种不同方法进行吸着量的校正。
研究发现吸着现象对于多环芳烃(PAHs)和有机氯农药(OCPs)生物可给性的测定影响都非常的巨大。经过吸附校正发现对于PAHs在四种土壤中,校正后消化率是校正前消化率的1.48到2.65倍,总共高达46.5%的可给态的多环芳烃被吸着在固相表面。对于OCPs而言,有3%到38%的可利用的HCHs和DDXs吸着于固相表面。同时发现PAHs的吸附率随着土壤有机质(SOC)和分子量(MVVt)增加而增加。HCHs同分异构体的吸附率随着土壤SOC的增加而增加,而DDXs没有该现象。
吸附校正后PAHs总的消化率约为53%,HCHs和DDXs分别为27%和43%。其中胃消化贡献量仅占10%,肠道发挥了主要的消化作用。中高环的PAHs主要都是在肠道当中被消化的。同一土壤中,PAHs的消化率与分子最之间呈明显负相火。而OCPs消化率与污染物辛醇水分配系数之间有明显的相关。此外PAHs的消化率随着土壤SOC的增加明显下降,而OCPs却相反,SOC含量最高的土壤,HCHs和DDXs的生物可利用性最高,可能是由于土壤中OCPs含量差异太大和土壤中 SOC组成成分差异造成的。对于α-HCH,胃消化过程中,右旋(+)-α-HCH在比左旋(-)-α-HCH更快释放出来,肠道中,左旋(-)-α-HCH则比右旋(+)-α+HCH能够更快进入液相。消化中右旋(+)-α-HCH无论在液相还是固相中都明显增多,这表明α-HCH总量在消化过程中不平衡。脂肪对于污染物的释放具有明显的促进作用,各PAHs生物可给率提高1—2倍,且与脂肪含量之间呈正相关,加入同样含量脂肪,PAHs分子量越高,环数越高,消化率的增长也越大。
对PAHs和OCPs,正丁醇提取的生物可利用态与体外实验所得到的生物可给态比较发现二者都成明显的对数正相关。但是正丁醇提取态PAHs的量都较体外模拟得到的可利用的PAHs低,而OCPs则相反。并且发现OCPs生物可给率主要与亲脂性相关,而正丁醇提取率却取决于水相与脂肪相的比例。利用肠壁细胞Caco-2模拟吸收实验发现,PAHs被肠壁细胞的同时,代谢严重,而OCPs几乎只有吸收,没有代谢。PAHs的代谢量与时间呈很好的正相关,且PAHs单体代谢速度与logKow之间呈现明显的正相关。细胞对于PAHs的吸收率大约在70%到90%左右,远远高于对于HCHs的30%到80%和DDXs的50%到70%的吸收率。